大気圧プラズマ技術によるソーラー技術の性能と長期信頼性の向上
太陽光は、豊富に利用できる持続可能なエネルギー源です。地球表面に到達する総エネルギー量は、人類が必要とする量の7,000倍以上に相当します (出典：Volker Quaschning, Regenerative Energy Systems, Hanser Verlag, Munich)。
ここ数十年にわたり、ソーラーシステムでの利用を目指してソーラー技術の研究が盛んに行われ、主に太陽熱エネルギーと太陽光発電の2つの方法が検討されてきました。
しかし、太陽光発電システムに組み込まれるソーラーモジュールや集光装置などの機器は、常に風雨や紫外線、昼夜の激しい温度差といった厳しい環境にさらされています。特に日射量の多い地域では、湿度や温度変動に対する耐久性が求められます。そのため、ケーブル、モジュール、コンバーターを確実に保護し、長期にわたり信頼性を維持できる高いシーリング性能が求められます。
Openair-Plasma®(オープンエアープラズマ) によるプラズマ活性化 ― 確実な接着と高い防水性、長期安定性を備えた耐候性ソーラーモジュールの製造を実現 (太陽光発電)
PlasmaPlus®(プラズマプラス) による耐食性コーティング ― ソーラーシステム用ミラーへ、信頼性の高いガラス状の防食コーティングを形成 (太陽熱エネルギー)
プラズマポリマーナノコーティング (プラズマ重合) により、ソーラーモジュール表面の必要な領域に、次のような機能性を選択的に付与できます。
- 透過率の向上 (反射の低減)
- バイオフィルム形成の抑制 (苔や藻の発生対策)
- 超撥水性コーティングによる付着防止 (防汚対策)
これらの技術は、ソーラーシステムの長期安定性と性能向上に貢献します。
太陽光発電 ― Openair-Plasma®による大気圧プラズマ処理で実現する長期安定性と耐候性
太陽光発電システムは、複数の太陽電池モジュール (ソーラーモジュール) で構成され、各モジュールは多数の太陽電池セルから成り立っています。これらのセルが、太陽光を電気エネルギーに変換します。太陽電池には、単結晶型、多結晶型、薄膜型など多様な種類があります。
しかし、太陽電池モジュールの寿命や変換効率には、製造プロセスや使用される材料品質の違いによって、メーカーごとに大きな差が生じます。さらに、風化による劣化や水分の浸入 (水分拡散) によって性能が急速に低下する場合があります。こうした課題を解決するために、プラズマトリートはOpenair-Plasma®ノズルを新規および既存の製造ラインに容易に組み込めるソリューションを提供しています。このシステムは、高いプロセス信頼性、短いサイクルタイム、高速処理が特長です。
発電所では、放物線状に湾曲した大型ミラーを一列に配置し、太陽光を反射・集光して焦点でおよそ80倍に増幅します。ミラーの焦点部では熱伝達媒体が加熱され、熱交換器を通して蒸気が発生します。この蒸気は一般的な蒸気タービンを駆動して電力を生み出すほか、得られた熱エネルギーを蓄熱システムに蓄え、夜間の発電にも利用されます。
作動中、パラボリックトラフ型のソーラーミラーは過酷な環境条件にさらされるため、防食コーティングによる保護が不可欠です。しかし、太陽熱発電所全体の効率は、ミラーの反射精度と集光性能に大きく依存します。従来のポリマー系耐腐食コーティングでは、これらの性能が低下し、結果として発電効率も損なわれてしまいます。一方、PlasmaPlus®プロセスによるプラズマコーティングでは、ほぼ無機質でガラス状のコーティング材料を用いたナノコーティングを表面全体に均一に施すことが可能です。これにより、高温環境下でも長期的な安定性と信頼性の高い防食性能を実現します。
