คลื่นการพัฒนาพลังงานใหม่: การเพิ่มขึ้นของพลังงานแสงอาทิตย์และการกักเก็บพลังงาน

จากแผงโซลาร์เซลล์ไปจนถึงระบบกักเก็บพลังงาน ปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนถูกใช้ในสถานการณ์ต่างๆ มากมายในระบบพลังงานใหม่

ท่ามกลางการเปลี่ยนแปลงด้านพลังงานระดับโลก อุตสาหกรรมพลังงานใหม่กำลังเติบโตอย่างรวดเร็วอย่างไม่เคยมีมาก่อน จากการหมดลงของพลังงานฟอสซิลแบบดั้งเดิมและปัญหาสิ่งแวดล้อมที่รุนแรงมากขึ้น การค้นหาทางเลือกด้านพลังงานสะอาดและยั่งยืนจึงกลายเป็นสิ่งสำคัญอันดับต้นๆ พลังงานใหม่ซึ่งเป็นกุญแจสำคัญในการแก้ไขวิกฤตพลังงานและความท้าทายด้านสิ่งแวดล้อม กำลังค่อยๆ กลายเป็นตัวเอกในเวทีพลังงานระดับโลก

ในบรรดาเทคโนโลยีพลังงานใหม่มากมาย ระบบผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์และระบบกักเก็บพลังงานถือเป็นเทคโนโลยีที่โดดเด่นและกลายมาเป็นแรงขับเคลื่อนหลักที่ขับเคลื่อนการเปลี่ยนแปลงด้านพลังงาน พลังงานแสงอาทิตย์ซึ่งเป็นพลังงานสะอาดที่ไม่มีวันหมดสิ้นจะแปลงพลังงานแสงอาทิตย์เป็นไฟฟ้าโดยใช้เทคโนโลยีโซลาร์เซลล์ ซึ่งเป็นโซลูชันใหม่สำหรับการจัดหาพลังงานทั่วโลก ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา อุตสาหกรรมโซลาร์เซลล์ได้พัฒนาอย่างรวดเร็ว มีการพัฒนาเทคโนโลยีอย่างต่อเนื่อง และต้นทุนยังคงลดลง ทำให้การผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ถูกใช้กันอย่างแพร่หลายทั่วโลก ตั้งแต่โรงไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ขนาดใหญ่ไปจนถึงระบบโซลาร์เซลล์แบบกระจายพลังงานในครัวเรือน การผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์กำลังเปลี่ยนวิธีการใช้พลังงานของผู้คนด้วยข้อดีที่เป็นเอกลักษณ์เฉพาะตัว

ด้วยการประยุกต์ใช้ระบบโฟโตวอลตาอิคและการกักเก็บพลังงานอย่างแพร่หลายในด้านพลังงานใหม่ ปัญหาการกระจายความร้อนจึงกลายเป็นเรื่องที่สำคัญมากขึ้น ในระบบเหล่านี้ ส่วนประกอบและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จำนวนมากจะสร้างความร้อนจำนวนมากในระหว่างการทำงาน หากไม่สามารถกระจายความร้อนได้อย่างทันท่วงทีและมีประสิทธิภาพ อุปกรณ์จะร้อนเกินไป ประสิทธิภาพจะลดลง หรืออาจถึงขั้นเสียหาย ส่งผลกระทบต่อเสถียรภาพและอายุการใช้งานของระบบอย่างร้ายแรง ดังนั้น โซลูชันการกระจายความร้อนที่มีประสิทธิภาพจึงกลายเป็นกุญแจสำคัญในการพัฒนาระบบโฟโตวอลตาอิคและการกักเก็บพลังงาน เนื่องจากเป็นวัสดุกระจายความร้อนประสิทธิภาพสูง ปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนจึงมีบทบาทสำคัญในการประยุกต์ใช้การกระจายความร้อนของระบบพลังงานใหม่ เนื่องจากมีการนำความร้อนได้ดีเยี่ยม มีความยืดหยุ่นดี และเชื่อถือได้

เนื่องจากเป็นวัสดุหลักที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในระบบพลังงานใหม่ ประสิทธิภาพและข้อดีของปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนจึงมีบทบาทสำคัญในการรับรองการทำงานที่มีประสิทธิภาพของระบบ

จากมุมมองขององค์ประกอบพื้นฐาน ปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนเป็นวัสดุผสมโพลีเมอร์ที่มียางซิลิโคนเป็นวัสดุพื้นฐานและเติมสารตัวเติมนำความร้อน ยางซิลิโคนเป็นวัสดุพื้นฐานประกอบด้วยโซ่ออกซิเจนซิลิกอนและมีคุณสมบัติที่ยอดเยี่ยมหลายประการ มีความทนทานต่ออุณหภูมิสูงและต่ำได้ดีเยี่ยม และสามารถทำงานได้อย่างเสถียรในช่วงอุณหภูมิ -50℃ ถึง 200℃ ซึ่งทำให้ปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนทำงานได้ตามปกติในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงต่างๆ ไม่ว่าจะเป็นโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ที่ทำงานในพื้นที่ทะเลทรายอันร้อนระอุหรืออุปกรณ์กักเก็บพลังงานที่ใช้ในพื้นที่ขั้วโลกที่หนาวเย็น ปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนจะไม่สูญเสียประสิทธิภาพที่ควรจะเป็นเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างรุนแรง

ยางซิลิโคนมีคุณสมบัติเป็นฉนวนที่ดี ซึ่งสามารถป้องกันการรั่วไหลของกระแสไฟฟ้าได้อย่างมีประสิทธิภาพ และหลีกเลี่ยงอันตรายทางไฟฟ้าที่อาจเกิดขึ้นกับส่วนประกอบและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ในระบบพลังงานใหม่ อุปกรณ์และวงจรอิเล็กทรอนิกส์จำนวนมากเชื่อมต่อกัน และความสำคัญของประสิทธิภาพการเป็นฉนวนนั้นชัดเจน หากประสิทธิภาพการเป็นฉนวนไม่ดี อาจทำให้เกิดปัญหาที่ร้ายแรง เช่น ไฟฟ้าลัดวงจรและการรั่วไหล ส่งผลกระทบต่อการทำงานปกติของระบบ และอาจเกิดอุบัติเหตุด้านความปลอดภัยได้ ฉนวนสูงของปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนให้การรับประกันที่เชื่อถือได้สำหรับการทำงานที่ปลอดภัยและเสถียรของระบบพลังงานใหม่

นอกจากนี้ ความเสถียรทางเคมีของยางซิลิโคนยังโดดเด่นอีกด้วย ไม่กัดกร่อนได้ง่ายจากสารเคมี และสามารถรักษาประสิทธิภาพที่เสถียรในสภาพแวดล้อมทางเคมีที่ซับซ้อนต่างๆ ได้ ในระหว่างการทำงานของระบบพลังงานใหม่ อาจสัมผัสกับสารเคมีต่างๆ เช่น อิเล็กโทรไลต์ ก๊าซกัดกร่อน เป็นต้น ความเสถียรทางเคมีของปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนทำให้สามารถต้านทานอิทธิพลของสารเคมีเหล่านี้ได้ และรักษาสภาพการทำงานที่ดีได้เป็นเวลานาน

เพื่อปรับปรุงการนำความร้อนของปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนให้ดียิ่งขึ้น ผู้ผลิตจะเติมสารตัวเติมนำความร้อนต่างๆ ลงในพื้นผิวยางซิลิโคน เช่น อะลูมินา (Al₂O₃) โบรอนไนไตรด์ (BN) แมกนีเซียมออกไซด์ (MgO) เป็นต้น สารตัวเติมนำความร้อนเหล่านี้มีคุณสมบัติการนำความร้อนที่ยอดเยี่ยมและสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการนำความร้อนของปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนได้อย่างมาก เมื่อความร้อนถูกถ่ายเทจากส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ไปยังแผ่นซิลิโคนนำความร้อน สารตัวเติมเหล่านี้จะกระจายอย่างสม่ำเสมอในเมทริกซ์ยางซิลิโคน ทำให้เกิดช่องนำความร้อนที่มีประสิทธิภาพ ช่วยให้ถ่ายเทความร้อนได้อย่างรวดเร็วจากพื้นผิวของส่วนประกอบไปยังฮีตซิงก์ จึงทำให้ระบายความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนตามโครงสร้างมักมีลักษณะเป็นแผ่นซึ่งมีความยืดหยุ่นและบีบอัดได้ในระดับหนึ่ง คุณลักษณะโครงสร้างนี้ทำให้สามารถติดแน่นกับพื้นผิวที่ไม่สม่ำเสมอต่างๆ และอุดช่องว่างเล็กๆ ระหว่างส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์และหม้อน้ำได้ ในการใช้งานจริง มักจะมีพื้นผิวไม่เรียบเล็กๆ บนพื้นผิวของส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์และหม้อน้ำ ซึ่งช่องว่างเหล่านี้จะนำไปสู่การนำความร้อนที่ไม่ดี ปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนสามารถอุดช่องว่างเหล่านี้ได้อย่างสมบูรณ์แบบด้วยความยืดหยุ่นและบีบอัดได้เอง ลดการมีอยู่ของอากาศ และปรับปรุงประสิทธิภาพการนำความร้อนได้อย่างมาก เนื่องจากอากาศเป็นตัวนำความร้อนที่ไม่ดี การมีอยู่ของอากาศจึงลดประสิทธิภาพการนำความร้อนได้อย่างมาก และการอุดปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนสามารถลดสัดส่วนของอากาศบนอินเทอร์เฟซสัมผัสได้อย่างมีประสิทธิภาพและเพิ่มประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อน

ข้อดีด้านประสิทธิภาพของปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนยังสะท้อนให้เห็นในหลายๆ ด้าน ปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนมีประสิทธิภาพในการกันกระแทกได้ดีและสามารถดูดซับแรงสั่นสะเทือนและความเครียดได้ ในระหว่างการทำงานของระบบพลังงานใหม่ อุปกรณ์อาจได้รับผลกระทบจากแรงสั่นสะเทือนและความเครียดเชิงกลต่างๆ เช่น การสั่นสะเทือนของอุปกรณ์ผลิตพลังงานลมในสภาพแวดล้อมที่มีลมแรงและการกระแทกของรถยนต์ไฟฟ้าในขณะขับขี่ ประสิทธิภาพในการกันกระแทกของปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนสามารถลดความเสียหายจากแรงสั่นสะเทือนและความเครียดเหล่านี้ต่อส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ได้อย่างมีประสิทธิภาพและยืดอายุการใช้งานของอุปกรณ์

นอกจากนี้ ยังทนทานต่อการเสื่อมสภาพได้ดีและสามารถรักษาประสิทธิภาพที่เสถียรได้ในระหว่างการใช้งานในระยะยาว ในระบบพลังงานใหม่ อุปกรณ์มักต้องทำงานอย่างต่อเนื่องเป็นเวลานาน ซึ่งต้องใช้วัสดุที่มีความทนทานต่อการเสื่อมสภาพสูง ความทนทานต่อการเสื่อมสภาพของปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนช่วยให้สามารถทนต่อการทดสอบของเวลาและให้การรับประกันการกระจายความร้อนที่เชื่อถือได้สำหรับระบบพลังงานใหม่ในระยะยาว

นอกจากนี้ การติดตั้งและใช้งานปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนยังสะดวกมากอีกด้วย สามารถตัดเป็นรูปร่างและขนาดต่างๆ ได้ตามสถานการณ์และความต้องการการใช้งานที่แตกต่างกัน ซึ่งสะดวกสำหรับการติดตั้งในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ นอกจากนี้ พื้นผิวมักมีความเหนียวในระดับหนึ่ง และสามารถติดโดยตรงระหว่างส่วนประกอบและหม้อน้ำได้โดยไม่ต้องใช้อุปกรณ์ยึดเพิ่มเติม ซึ่งช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการติดตั้งได้อย่างมากและลดต้นทุนการติดตั้ง

โดยสรุป ปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนได้กลายเป็นตัวเลือกในอุดมคติสำหรับการระบายความร้อนในระบบพลังงานใหม่ เนื่องจากมีองค์ประกอบ โครงสร้าง และข้อได้เปรียบด้านประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมที่ไม่เหมือนใคร ปะเก็นซิลิโคนเหล่านี้สามารถแก้ปัญหาการระบายความร้อนของส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ในระบบพลังงานใหม่ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ปรับปรุงเสถียรภาพและความน่าเชื่อถือของระบบ และให้การสนับสนุนที่แข็งแกร่งสำหรับการพัฒนาอุตสาหกรรมพลังงานใหม่

อินเวอร์เตอร์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์เป็นอุปกรณ์หลักอย่างหนึ่งของระบบผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ โดยทำหน้าที่สำคัญในการแปลงไฟฟ้ากระแสตรงที่สร้างโดยแผงโซลาร์เซลล์ให้เป็นไฟฟ้ากระแสสลับ ในกระบวนการแปลงพลังงานนี้ ส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ภายในอินเวอร์เตอร์ เช่น อุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์กำลังไฟฟ้า (IGBT, MOSFET เป็นต้น) หม้อแปลง ตัวเหนี่ยวนำ เป็นต้น จะสร้างความร้อนจำนวนมากเนื่องจากการไหลของกระแสไฟฟ้าและการสูญเสียพลังงาน เมื่อนำอินเวอร์เตอร์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ขนาดใหญ่ 500 กิโลวัตต์ทั่วไปมาเป็นตัวอย่าง เมื่อทำงานที่โหลดเต็มที่ พลังงานความร้อนของโมดูลพลังงานภายในจะสามารถเข้าถึงหลายกิโลวัตต์ได้

อุณหภูมิที่สูงเกินไปจะส่งผลกระทบอย่างร้ายแรงต่อประสิทธิภาพและเสถียรภาพของอินเวอร์เตอร์ เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น ความต้านทานของอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์กำลังไฟฟ้าจะเพิ่มขึ้น ซึ่งจะนำไปสู่การสูญเสียพลังงานเพิ่มเติม ทำให้เกิดความร้อนเพิ่มขึ้นและเกิดวงจรอุบาทว์ อุณหภูมิที่สูงเกินไปยังทำให้ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์เสื่อมสภาพเร็วขึ้น ทำให้ความน่าเชื่อถือและอายุการใช้งานลดลง การศึกษาวิจัยแสดงให้เห็นว่าอุณหภูมิการทำงานของชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ที่เพิ่มขึ้นทุกๆ 10°C อาจทำให้อายุการใช้งานสั้นลงประมาณ 50% หากอินเวอร์เตอร์ทำงานในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงเป็นเวลานาน อาจทำให้เกิดข้อผิดพลาด เช่น ปิดเครื่องเนื่องจากการป้องกันความร้อนสูงเกินไป หรือแม้กระทั่งชิ้นส่วนเสียหาย ซึ่งจะส่งผลกระทบต่อการทำงานปกติของระบบผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ทั้งหมด และทำให้บริษัทผลิตไฟฟ้าสูญเสียทางเศรษฐกิจ

เพื่อแก้ปัญหาการกระจายความร้อนของอินเวอร์เตอร์ จึงมีการใช้เครื่องกระจายความร้อนอย่างหม้อน้ำและพัดลมอย่างแพร่หลาย อย่างไรก็ตาม การพึ่งพาเครื่องกระจายความร้อนเพียงอย่างเดียวไม่เพียงพอ เนื่องจากมักมีช่องว่างเล็กๆ ระหว่างองค์ประกอบความร้อนและอุปกรณ์กระจายความร้อนอยู่เสมอ เนื่องจากพื้นผิวมีความไม่สม่ำเสมอในระดับจุลภาค และช่องว่างเหล่านี้จะถูกเติมด้วยอากาศ ค่าการนำความร้อนของอากาศต่ำมาก เพียงประมาณ 0.026W/(m・K) ซึ่งก่อให้เกิดความต้านทานความร้อนสูงและขัดขวางการถ่ายเทความร้อนที่มีประสิทธิภาพ

การเกิดขึ้นของปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนช่วยให้สามารถแก้ปัญหานี้ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนมีความยืดหยุ่นและบีบอัดได้ดี และสามารถแนบสนิทกับพื้นผิวขององค์ประกอบความร้อนและอุปกรณ์ระบายความร้อน เติมเต็มช่องว่างเล็กๆ เหล่านี้และเอาอากาศออกจากช่องว่างเหล่านั้น ในเวลาเดียวกัน ยังมีค่าการนำความร้อนสูง โดยทั่วไปอยู่ระหว่าง 1 - 10W/(m・K) ปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนแต่ละประเภทมีค่าการนำความร้อนต่างกัน ซึ่งสามารถลดความต้านทานความร้อนได้อย่างมากและปรับปรุงประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อน

เมื่อความร้อนเกิดขึ้นจากองค์ประกอบความร้อน ความร้อนจะถูกถ่ายโอนไปยังหม้อน้ำอย่างรวดเร็วผ่านปะเก็นซิลิโคนที่นำความร้อน จากนั้นหม้อน้ำจะกระจายความร้อนออกไปสู่สภาพแวดล้อมโดยรอบ ตัวอย่างเช่น ในโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ขนาดใหญ่ มีการใช้อินเวอร์เตอร์พลังงานแสงอาทิตย์ที่มีปะเก็นซิลิโคนที่นำความร้อน อุณหภูมิในการทำงานของโมดูลพลังงานลดลงประมาณ 15°C เมื่อเทียบกับก่อนใช้งาน ประสิทธิภาพของอินเวอร์เตอร์เพิ่มขึ้นประมาณ 3% และอัตราความล้มเหลวของอุปกรณ์ลดลงอย่างมาก ทำให้มั่นใจได้อย่างมีประสิทธิภาพว่าระบบผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์จะทำงานได้อย่างเสถียร สิ่งนี้แสดงให้เห็นบทบาทสำคัญของปะเก็นซิลิโคนที่นำความร้อนในการกระจายความร้อนของอินเวอร์เตอร์พลังงานแสงอาทิตย์ได้อย่างเต็มที่ และให้การสนับสนุนที่แข็งแกร่งสำหรับการปรับปรุงประสิทธิภาพโดยรวมและความน่าเชื่อถือของระบบผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์

แผงโซลาร์เซลล์เป็นส่วนประกอบหลักของระบบผลิตไฟฟ้าจากแสงอาทิตย์ หลักการทำงานคือการใช้เอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริกของวัสดุเซมิคอนดักเตอร์เพื่อแปลงพลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้าโดยตรง อย่างไรก็ตาม ในกระบวนการทำงานจริง ประสิทธิภาพของแผงโซลาร์เซลล์จะได้รับผลกระทบอย่างมากจากอุณหภูมิ

เมื่อแผงโซลาร์เซลล์ทำงานภายใต้แสงแดด อุณหภูมิของแผงโซลาร์เซลล์จะค่อยๆ สูงขึ้น โดยเฉพาะในฤดูร้อนหรือในพื้นที่ที่มีแสงแดดจัด อุณหภูมิพื้นผิวของแผงโซลาร์เซลล์อาจสูงถึง 60 องศาเซลเซียสหรือสูงกว่านั้น อุณหภูมิที่สูงเกินไปจะส่งผลเสียหลายประการต่อประสิทธิภาพของแผงโซลาร์เซลล์

อุณหภูมิที่สูงขึ้นจะทำให้แรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดของเซลล์แสงอาทิตย์ลดลง เนื่องจากเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น ความกว้างของแบนด์แก๊ปของวัสดุเซมิคอนดักเตอร์จะลดลง การกระตุ้นทางความร้อนของอิเล็กตรอนจะรุนแรงขึ้น และกระแสอิ่มตัวย้อนกลับภายในแบตเตอรี่จะเพิ่มขึ้น ทำให้แรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดลดลง ตามการวิจัยที่เกี่ยวข้องและการทดสอบจริง โดยทั่วไป ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดของเซลล์แสงอาทิตย์อยู่ที่ประมาณ -0.3%/℃ - -0.5%/℃ นั่นคือ สำหรับทุก ๆ การเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิ 1℃ แรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดจะลดลงประมาณ 0.3% - 0.5% ซึ่งหมายความว่าในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง แรงดันไฟฟ้าที่แผงโซลาร์เซลล์ส่งออกจะลดลง จึงส่งผลกระทบต่อกำลังไฟฟ้าที่ส่งออกของระบบผลิตไฟฟ้าทั้งหมด

อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นจะทำให้กระแสไฟฟ้าลัดวงจรของเซลล์แสงอาทิตย์เพิ่มขึ้นเล็กน้อย แต่การเพิ่มขึ้นนั้นค่อนข้างน้อยและไม่เพียงพอที่จะชดเชยการสูญเสียพลังงานที่เกิดจากการลดลงของแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิด โดยทั่วไป พลังงานเอาต์พุตของแผงโซลาร์เซลล์จะลดลงเรื่อย ๆ เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น ตัวอย่างเช่น เมื่ออุณหภูมิการทำงานของแผงเพิ่มขึ้นจากอุณหภูมิทดสอบมาตรฐานที่ 25℃ เป็น 50℃ ประสิทธิภาพการผลิตพลังงานอาจลดลงประมาณ 10% - 15% ซึ่งจะส่งผลให้สูญเสียพลังงานในการผลิตพลังงานอย่างมากสำหรับโครงการผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ขนาดใหญ่

การใช้งานในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงเป็นเวลานานจะทำให้แผงโซลาร์เซลล์เสื่อมสภาพเร็วขึ้นและประสิทธิภาพการทำงานลดลง ส่งผลให้อายุการใช้งานสั้นลง อุณหภูมิที่สูงจะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพและเคมีในวัสดุภายในแผง เช่น การเสื่อมสภาพและการแยกตัวของวัสดุบรรจุภัณฑ์ การกัดกร่อนของอิเล็กโทรด เป็นต้น ซึ่งจะส่งผลต่อประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือของแผง

เพื่อรักษาอุณหภูมิการทำงานที่เหมาะสมของแผงโซลาร์เซลล์ ปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้า และยืดอายุการใช้งาน ปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนมีบทบาทสำคัญ ปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนมักติดตั้งที่ด้านหลังแผงโซลาร์เซลล์ ซึ่งสามารถถ่ายเทความร้อนที่เกิดจากแผงได้อย่างมีประสิทธิภาพ ในแง่หนึ่ง การนำความร้อนที่ดีของปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนช่วยให้ถ่ายเทความร้อนจากแผงไปยังโครงสร้างระบายความร้อนหรือสภาพแวดล้อมที่สัมผัสกับแผงได้อย่างรวดเร็ว ในอีกแง่หนึ่ง ความยืดหยุ่นและการบีบอัดทำให้แนบสนิทกับด้านหลังแผงได้ ทำให้ถ่ายเทความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ในโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์บนพื้นดินขนาดใหญ่บางแห่ง ปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนจะถูกวางระหว่างตัวยึดแผงโซลาร์เซลล์และแผง เมื่อแผงโซลาร์เซลล์ดูดซับแสงอาทิตย์เพื่อสร้างความร้อน ความร้อนจะถูกถ่ายเทไปยังตัวยึดผ่านปะเก็นซิลิโคนนำความร้อน จากนั้นตัวยึดจะกระจายความร้อนไปสู่บรรยากาศโดยรอบ ด้วยวิธีนี้ อุณหภูมิในการทำงานของแผงโซลาร์เซลล์จึงลดลงได้อย่างมีประสิทธิภาพและประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้าก็ดีขึ้น ข้อมูลการวิจัยแสดงให้เห็นว่าหลังจากใช้ปะเก็นซิลิโคนนำความร้อน อุณหภูมิในการทำงานของแผงโซลาร์เซลล์จะลดลง 5℃ - 10℃ และประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้าสามารถเพิ่มขึ้นได้ประมาณ 5% - 8% ในเวลาเดียวกัน ยังสามารถยืดอายุการใช้งานของแผงโซลาร์เซลล์และลดต้นทุนการบำรุงรักษาได้อีกด้วย ทำให้โครงการผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ได้รับประโยชน์ทางเศรษฐกิจอย่างมาก

ในระบบกักเก็บพลังงาน การกระจายความร้อนของโมดูลแบตเตอรี่กักเก็บพลังงานถือเป็นสิ่งสำคัญ เนื่องจากเกี่ยวข้องโดยตรงกับประสิทธิภาพ อายุการใช้งานของแบตเตอรี่ และความปลอดภัยและเสถียรภาพของระบบ

ในระหว่างกระบวนการชาร์จและปล่อยพลังงานของแบตเตอรี่เก็บพลังงาน ปฏิกิริยาทางเคมีไฟฟ้าที่ซับซ้อนจะเกิดขึ้นหลายชุด ซึ่งก่อให้เกิดความร้อนอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ ด้วยการพัฒนาของเทคโนโลยีการเก็บพลังงาน ความหนาแน่นของพลังงานของโมดูลแบตเตอรี่จะเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง พลังงานจะเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง และความร้อนที่เกิดขึ้นก็เพิ่มขึ้นตามไปด้วย เมื่อนำโมดูลแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนทั่วไปมาเป็นตัวอย่าง ในระหว่างการชาร์จและปล่อยพลังงานในอัตราสูง อัตราการสร้างความร้อนภายในแบตเตอรี่จะเพิ่มขึ้นอย่างมาก หากไม่สามารถกระจายความร้อนนี้ได้อย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพ อุณหภูมิของโมดูลแบตเตอรี่ก็จะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว

อุณหภูมิที่สูงเกินไปส่งผลเสียหลายประการต่อประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ ในแง่หนึ่ง อุณหภูมิที่สูงขึ้นจะเพิ่มความต้านทานภายในของแบตเตอรี่ ซึ่งหมายความว่าการสูญเสียพลังงานของแบตเตอรี่ระหว่างการชาร์จและการคายประจุจะเพิ่มขึ้น และประสิทธิภาพการชาร์จและการคายประจุของแบตเตอรี่ก็ลดลง ตัวอย่างเช่น เมื่ออุณหภูมิของแบตเตอรี่เพิ่มขึ้นจาก 25°C เป็น 50°C ความต้านทานภายในอาจเพิ่มขึ้น 20% - 50% ส่งผลให้พลังงานไฟฟ้าถูกแปลงเป็นพลังงานความร้อนระหว่างการชาร์จและการคายประจุมากขึ้น ส่งผลให้ความร้อนของแบตเตอรี่เพิ่มขึ้น ในทางกลับกัน อุณหภูมิที่สูงจะเร่งการสลายตัวและการเสื่อมสภาพของสารเคมีภายในแบตเตอรี่ และทำให้แบตเตอรี่มีอายุการใช้งานสั้นลง การศึกษาวิจัยแสดงให้เห็นว่าสำหรับอุณหภูมิการทำงานของแบตเตอรี่ที่เพิ่มขึ้นทุกๆ 10°C อายุการใช้งานของแบตเตอรี่อาจสั้นลง 20% - 30% สำหรับระบบกักเก็บพลังงานขนาดใหญ่ อายุการใช้งานแบตเตอรี่ที่สั้นลงจะส่งผลให้มีต้นทุนการเปลี่ยนทดแทนที่สูง ซึ่งส่งผลต่อประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจของระบบกักเก็บพลังงาน

นอกจากปัญหาอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นแล้ว ความสม่ำเสมอของอุณหภูมิระหว่างเซลล์ภายในโมดูลแบตเตอรี่ก็เป็นสิ่งที่ไม่ควรละเลยเช่นกัน ในการใช้งานจริง มักมีอุณหภูมิระหว่างเซลล์ที่ไม่สอดคล้องกันเนื่องมาจากความแตกต่างในปัจจัยต่างๆ เช่น ตำแหน่งของแบตเตอรี่ สถานะการชาร์จและการคายประจุ และเงื่อนไขการระบายความร้อน ความแตกต่างของอุณหภูมิจะทำให้ประสิทธิภาพและความเร็วในการเสื่อมสภาพของเซลล์แต่ละเซลล์ไม่ซิงโครไนซ์กัน ซึ่งส่งผลต่อประสิทธิภาพและอายุการใช้งานของโมดูลแบตเตอรี่ทั้งหมด ตัวอย่างเช่น ในโมดูลแบตเตอรี่ที่ประกอบด้วยเซลล์หลายเซลล์ หากอุณหภูมิของเซลล์บางเซลล์สูงเกินไปและอุณหภูมิของเซลล์อื่นๆ ค่อนข้างต่ำ เซลล์ที่มีอุณหภูมิสูงจะเสื่อมสภาพและเสื่อมสภาพเร็วขึ้น ทำให้ความจุและประสิทธิภาพของโมดูลแบตเตอรี่ทั้งหมดมีจำกัด หลังจากใช้งานเป็นเวลานาน ความไม่สมดุลของอุณหภูมิยังอาจทำให้แบตเตอรี่ทำงานผิดปกติทางความร้อน ซึ่งนำไปสู่อุบัติเหตุด้านความปลอดภัยที่ร้ายแรง เช่น ไฟไหม้และการระเบิด

ในโครงสร้างของโมดูลแบตเตอรี่ ปัญหาการกระจายความร้อนระหว่างชุดแบตเตอรี่และกล่องนั้นเด่นชัดเป็นพิเศษ ในระหว่างกระบวนการผลิตและการติดตั้ง ส่วนล่างของชุดแบตเตอรี่จะแนบสนิทกับส่วนล่างของกล่องได้ยาก ดังนั้นจึงมักมีช่องว่างอากาศเล็กๆ อยู่เสมอ การนำความร้อนของอากาศนั้นต่ำมาก เพียงประมาณ 0.026W/(m・K) ซึ่งก่อให้เกิดความต้านทานความร้อนสูง ทำให้การถ่ายเทความร้อนจากชุดแบตเตอรี่ไปยังกล่องมีอุปสรรคอย่างมาก ทำให้ความร้อนภายในชุดแบตเตอรี่กระจายตัวได้ยาก ส่งผลให้ปัญหาอุณหภูมิที่สูงขึ้นและอุณหภูมิที่ไม่สม่ำเสมอของโมดูลแบตเตอรี่รุนแรงยิ่งขึ้น

โดยสรุป เพื่อให้มั่นใจถึงการทำงานที่มีประสิทธิภาพ ปลอดภัย และมีอายุการใช้งานยาวนานของโมดูลแบตเตอรี่กักเก็บพลังงาน จำเป็นต้องมีมาตรการกระจายความร้อนที่มีประสิทธิภาพเพื่อแก้ไขปัญหาการกระจายความร้อนระหว่างชุดแบตเตอรี่และกล่อง และเพื่อให้บรรลุการจัดการอุณหภูมิที่ดี

แผ่นซิลิโคนนำความร้อนมอบโซลูชันที่มีประสิทธิภาพและเชื่อถือได้ต่อความต้องการการกระจายความร้อนของโมดูลแบตเตอรี่จัดเก็บพลังงาน

แผ่นซิลิโคนนำความร้อนมีความยืดหยุ่นและบีบอัดได้ดี ซึ่งทำให้สามารถเติมช่องว่างเล็กๆ ระหว่างชุดแบตเตอรี่และกล่องได้อย่างสมบูรณ์แบบ เมื่อวางปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนระหว่างชุดแบตเตอรี่และเคส และใช้แรงกดในระดับหนึ่ง ปะเก็นจะเสียรูปตามรูปร่างของพื้นผิวสัมผัส แนบสนิทกับพื้นผิวของชุดแบตเตอรี่และเคส และไล่อากาศระหว่างทั้งสองอย่างได้อย่างมีประสิทธิภาพ เนื่องจากอากาศเป็นตัวนำความร้อนได้ไม่ดี การมีอากาศจึงช่วยเพิ่มความต้านทานความร้อนได้อย่างมาก และการเติมปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนสามารถลดช่องว่างอากาศได้อย่างมาก จึงลดความต้านทานความร้อนและสร้างเงื่อนไขที่ดีสำหรับการนำความร้อน

แผ่นซิลิโคนนำความร้อนมีคุณสมบัติการนำความร้อนสูงและสามารถนำความร้อนได้อย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพ โดยทั่วไปแล้ว การนำความร้อนของปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนทั่วไปจะอยู่ระหว่าง 1 - 10W/(m・K) และการนำความร้อนของผลิตภัณฑ์แต่ละรุ่นจะแตกต่างกัน เมื่อความร้อนเกิดขึ้นภายในชุดแบตเตอรี่ ความร้อนจะถูกถ่ายเทอย่างรวดเร็วไปยังปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนที่สัมผัสกับปะเก็น เนื่องจากสารตัวเติมที่นำความร้อนได้ (เช่น อะลูมิเนียมออกไซด์ โบรอนไนไตรด์ เป็นต้น) ในปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนกระจายตัวอย่างสม่ำเสมอในพื้นผิวยางซิลิโคน จึงเกิดช่องนำความร้อนที่มีประสิทธิภาพ และสามารถถ่ายเทความร้อนจากชุดแบตเตอรี่ไปยังกล่องได้อย่างรวดเร็วตามช่องเหล่านี้ ความร้อนจะกระจายไปสู่สภาพแวดล้อมโดยรอบผ่านโครงสร้างการกระจายความร้อนของกล่อง (เช่น ครีบระบายความร้อน อุปกรณ์ระบายความร้อนด้วยอากาศหรือของเหลว เป็นต้น) จึงสามารถส่งความร้อนออกไปภายในชุดแบตเตอรี่ได้อย่างมีประสิทธิภาพและลดอุณหภูมิของชุดแบตเตอรี่

ในโครงการจัดเก็บพลังงานบางโครงการ ได้ใช้โมดูลแบตเตอรี่ที่มีปะเก็นซิลิโคนนำความร้อน อุณหภูมิสูงสุดภายในชุดแบตเตอรี่ลดลงประมาณ 12°C เมื่อเทียบกับก่อนใช้งาน และความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างเซลล์ยังได้รับการควบคุมให้ไม่เกิน 3°C อีกด้วย วิธีนี้ช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการชาร์จและการปล่อยประจุของแบตเตอรี่ ยืดอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ได้ประมาณ 20% และปรับปรุงประสิทธิภาพและความเสถียรของระบบจัดเก็บพลังงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ

นอกจากการนำความร้อนแล้ว ปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนยังสามารถทำหน้าที่กันกระแทกและดูดซับแรงกระแทกได้อีกด้วย ในระหว่างการทำงานของระบบกักเก็บพลังงาน ระบบอาจได้รับแรงสั่นสะเทือนและแรงกระแทกต่างๆ เช่น การกระแทกระหว่างการขนส่งและแรงสั่นสะเทือนในสภาพแวดล้อมการติดตั้ง ความยืดหยุ่นและความยืดหยุ่นของปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนสามารถดูดซับแรงสั่นสะเทือนและแรงกระแทกเหล่านี้ ลดความเสียหายต่อเซลล์แบตเตอรี่และโมดูลแบตเตอรี่ ปกป้องความสมบูรณ์ของโครงสร้างของแบตเตอรี่ และปรับปรุงความน่าเชื่อถือและอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ให้ดียิ่งขึ้น

นอกจากนี้ การติดตั้งปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนยังสะดวกมาก สามารถปรับแต่งตามขนาดและรูปร่างของชุดแบตเตอรี่และกล่อง และตัดเป็นขนาดและรูปร่างที่เหมาะสมผ่านการตัดแม่พิมพ์และกระบวนการอื่นๆ เมื่อติดตั้ง เพียงวางไว้ในตำแหน่งที่สอดคล้องกันระหว่างชุดแบตเตอรี่และกล่อง และใช้ความหนืดเฉพาะหรือวิธีการยึดที่เรียบง่าย (เช่น หัวเข็มขัด เทป ฯลฯ) เพื่อให้การติดตั้งเสร็จสมบูรณ์ ไม่ต้องใช้อุปกรณ์และกระบวนการติดตั้งที่ซับซ้อน ซึ่งช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิตและการติดตั้งได้อย่างมาก และลดต้นทุน

โดยสรุป ปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนจะอุดช่องว่างระหว่างชุดแบตเตอรี่และกล่อง แยกอากาศออก และสร้างเส้นทางการพาความร้อนที่มีความต้านทานความร้อนต่ำเพื่อนำความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพ ลดอุณหภูมิภายในของชุดแบตเตอรี่ และปรับสมดุลอุณหภูมิระหว่างเซลล์แบตเตอรี่ ในเวลาเดียวกัน ปะเก็นซิลิโคนยังสามารถให้การป้องกันการกันกระแทกและการดูดซับแรงกระแทกได้อีกด้วย ซึ่งเป็นโซลูชันที่ครอบคลุมและเชื่อถือได้สำหรับการระบายความร้อนของโมดูลแบตเตอรี่จัดเก็บพลังงาน และมีบทบาทสำคัญในระบบจัดเก็บพลังงาน

ในสถานการณ์พลังงานใหม่ต่างๆ การเลือกปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนอย่างสมเหตุสมผลถือเป็นสิ่งสำคัญ และต้องพิจารณาปัจจัยต่างๆ มากมายอย่างครอบคลุม

ค่าการนำความร้อนเป็นตัวบ่งชี้หลักในการวัดค่าการนำความร้อนของปะเก็นซิลิโคนที่นำความร้อนได้ โดยมีหน่วยเป็น W/(m・K) ยิ่งค่านี้สูงขึ้น ความสามารถในการนำความร้อนของวัสดุก็จะยิ่งแข็งแกร่งขึ้นภายใต้เงื่อนไขเดียวกัน ในอุปกรณ์ที่มีความต้องการการกระจายความร้อนสูง เช่น อินเวอร์เตอร์โฟโตวอลตาอิค เนื่องจากความร้อนสูงที่เกิดจากอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์พลังงานภายใน ควรเลือกปะเก็นซิลิโคนที่นำความร้อนได้ที่มีค่าการนำความร้อนสูง เช่น ผลิตภัณฑ์ที่มีค่าการนำความร้อน 5-10W/(m・K) เพื่อให้แน่ใจว่าสามารถถ่ายเทความร้อนได้อย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพเพื่อลดอุณหภูมิของอุปกรณ์ ในบางสถานการณ์ของการกระจายความร้อนเสริมของแผงโซลาร์เซลล์ที่มีการสร้างความร้อนค่อนข้างน้อย ปะเก็นที่มีค่าการนำความร้อน 3-5W/(m・K) อาจสามารถตอบสนองความต้องการได้

ความหนาของปะเก็นก็ไม่ควรละเลยเช่นกัน ควรเลือกตามขนาดของช่องว่างระหว่างองค์ประกอบความร้อนและแผ่นระบายความร้อน หากช่องว่างมีขนาดเล็ก การเลือกปะเก็นที่หนาเกินไปอาจไม่สามารถเติมช่องว่างได้อย่างมีประสิทธิภาพและจะเพิ่มความต้านทานความร้อน ในทางกลับกัน หากช่องว่างมีขนาดใหญ่ ปะเก็นที่บางเกินไปจะไม่สามารถทำหน้าที่เติมและนำความร้อนได้อย่างเต็มที่ โดยทั่วไป ในระบบโซลาร์เซลล์และระบบกักเก็บพลังงาน ความหนาของปะเก็นทั่วไปจะอยู่ระหว่าง 0.5-5 มม. ตัวอย่างเช่น ในโมดูลแบตเตอรี่กักเก็บพลังงานบางรุ่น ช่องว่างระหว่างชุดแบตเตอรี่และกล่องจะอยู่ที่ 2 มม. และเลือกปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนที่มีความหนา 2.5 มม. หลังจากการบีบอัดปานกลางแล้ว จะสามารถใส่ช่องว่างได้แน่นหนาและนำความร้อนได้ดี

ฉนวนเป็นปัจจัยสำคัญที่ต้องพิจารณาในระบบพลังงานใหม่ เนื่องจากมีอุปกรณ์ไฟฟ้าและวงจรจำนวนมากในระบบ เมื่อเกิดอุบัติเหตุทางไฟฟ้า เช่น การรั่วไหล ผลที่ตามมาจะเลวร้ายมาก ดังนั้น ควรเลือกปะเก็นซิลิโคนที่มีคุณสมบัติในการนำความร้อนได้ดีและมีค่าความต้านทานฉนวนสูง โดยค่าความต้านทานฉนวนควรอยู่ที่ 10^12Ω・cm หรือมากกว่า เพื่อให้แน่ใจว่าสามารถแยกกระแสไฟฟ้าได้อย่างมีประสิทธิภาพในสภาพแวดล้อมที่มีแรงดันไฟฟ้าสูง และเพื่อให้มั่นใจว่าระบบทำงานได้อย่างปลอดภัย

ในอุปกรณ์พลังงานใหม่บางชนิดที่ต้องมีการสั่นสะเทือนบ่อยครั้งหรือความเครียดทางกลบางอย่าง เช่น โมดูลแบตเตอรี่เก็บพลังงานของรถยนต์ไฟฟ้า ซึ่งจะได้รับผลกระทบและการสั่นสะเทือนขณะขับขี่ ความแข็งแรงและความยืดหยุ่นของปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนจึงมีความสำคัญเป็นพิเศษ ปะเก็นจะต้องมีความแข็งแรงเพียงพอเพื่อป้องกันการแตกร้าวหรือความเสียหายภายใต้การสั่นสะเทือนและความเครียดในระยะยาว ในขณะที่ยังคงความยืดหยุ่นที่ดีเพื่อให้ปรับตัวเข้ากับสภาพแวดล้อมการทำงานและรูปร่างพื้นผิวที่แตกต่างกันเพื่อให้แน่ใจว่ามีการนำความร้อนที่เสถียร

ต้นทุนเป็นอีกปัจจัยหนึ่งที่ต้องพิจารณาเมื่อเลือก โดยคำนึงถึงการตอบสนองความต้องการด้านประสิทธิภาพ คุณควรเลือกปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนที่คุ้มต้นทุนเพื่อลดต้นทุนโดยรวมของระบบ ราคาของปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนของแต่ละยี่ห้อและรุ่นอาจแตกต่างกัน จำเป็นต้องประเมินประสิทธิภาพและราคาอย่างครอบคลุมเพื่อให้ตัดสินใจเลือกได้อย่างสมเหตุสมผล

ในโครงการโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ขนาดใหญ่ โรงไฟฟ้าแห่งนี้มีกำลังการผลิตติดตั้ง 50 เมกะวัตต์ และมีการใช้อินเวอร์เตอร์พลังงานแสงอาทิตย์จำนวนมาก ในช่วงเริ่มต้นของโครงการ เนื่องจากไม่มีปะเก็นซิลิโคนนำความร้อน เมื่ออินเวอร์เตอร์ทำงานในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง อุณหภูมิของโมดูลพลังงานภายในมักจะเกิน 80°C ทำให้อินเวอร์เตอร์หยุดทำงานบ่อยครั้งเนื่องจากการป้องกันความร้อนสูงเกินไป ประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้าได้รับผลกระทบอย่างรุนแรง และการสูญเสียพลังงานเฉลี่ยต่อวันอยู่ที่ประมาณ 5,000 องศา นอกจากนี้ การทำงานที่อุณหภูมิสูงบ่อยครั้งยังเร่งให้ส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ของอินเวอร์เตอร์เสื่อมสภาพเร็วขึ้น เพิ่มอัตราความล้มเหลวของอุปกรณ์อย่างมาก และเพิ่มต้นทุนการบำรุงรักษาอย่างมาก

เพื่อแก้ปัญหานี้ ทีมงานโครงการได้ติดตั้งปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนที่มีค่าการนำความร้อน 6W/(m・K) และความหนา 1 มม. ระหว่างโมดูลพลังงานและแผงระบายความร้อนของอินเวอร์เตอร์ หลังจากติดตั้งแล้ว ผ่านการตรวจสอบการทำงานจริง อุณหภูมิของโมดูลพลังงานอินเวอร์เตอร์ลดลงเหลือประมาณ 60°C ปรากฏการณ์การปิดระบบป้องกันความร้อนสูงเกินไปก็หายไปโดยพื้นฐาน ประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้าได้รับการปรับปรุงอย่างมีนัยสำคัญ และการผลิตไฟฟ้าเฉลี่ยต่อวันเพิ่มขึ้นประมาณ 3,000 องศา ในเวลาเดียวกัน เนื่องจากอุณหภูมิที่ต่ำลง อัตราการเสื่อมสภาพของส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์จึงช้าลง อัตราความล้มเหลวของอุปกรณ์ลดลงประมาณ 50% และต้นทุนการบำรุงรักษาก็ลดลงอย่างมากเช่นกัน ซึ่งส่งผลให้โรงไฟฟ้าได้รับประโยชน์ทางเศรษฐกิจอย่างมาก

ในโครงการจัดเก็บพลังงานแบบกระจาย ซึ่งส่วนใหญ่ให้บริการจัดเก็บพลังงานสำหรับสวนอุตสาหกรรม ระบบจัดเก็บพลังงานจะใช้โมดูลแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน ในช่วงเริ่มต้นของโครงการ เนื่องจากการกระจายความร้อนของโมดูลแบตเตอรี่ไม่ดี ทำให้ความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างเซลล์แบตเตอรี่มีมาก โดยอาจสูงถึง 10°C ส่งผลให้ประสิทธิภาพในการชาร์จและปล่อยแบตเตอรี่ต่ำลง และอายุการใช้งานสั้นลงอย่างมาก หลังจากวิเคราะห์แล้ว พบว่าปัญหาเกิดจากการกระจายความร้อนระหว่างชุดแบตเตอรี่และกล่อง

ทีมงานโครงการใช้ปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนเพื่อแก้ปัญหานี้ โดยเลือกใช้ปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนที่มีความยืดหยุ่นดีและมีค่าการนำความร้อนสูง (8W/(m・K)) ที่มีความหนา 3 มม. และบรรจุไว้ระหว่างชุดแบตเตอรี่และกล่อง หลังจากการแปลง อุณหภูมิภายในชุดแบตเตอรี่ได้รับการควบคุมอย่างมีประสิทธิภาพ และความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างเซลล์ลดลงเหลือต่ำกว่า 3°C ประสิทธิภาพการชาร์จและคายประจุของแบตเตอรี่เพิ่มขึ้นประมาณ 15% และอายุการใช้งานยาวนานขึ้นประมาณ 25% ซึ่งช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพและความเสถียรของระบบจัดเก็บพลังงานได้อย่างมาก และให้การรับประกันที่เชื่อถือได้สำหรับแหล่งจ่ายไฟของสวนเชิงพาณิชย์

ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วอย่างต่อเนื่องของอุตสาหกรรมพลังงานใหม่ ขนาดและประสิทธิภาพการทำงานของระบบโฟโตวอลตาอิคส์และการกักเก็บพลังงานก็ได้รับการปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง ซึ่งยังทำให้มีข้อกำหนดที่สูงขึ้นในด้านประสิทธิภาพและการใช้งานของปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนอีกด้วย

ในแง่ของประสิทธิภาพ ปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนในอนาคตจำเป็นต้องมีค่าการนำความร้อนที่สูงขึ้นเพื่อตอบสนองความต้องการที่เพิ่มขึ้นสำหรับการระบายความร้อน ด้วยการปรับปรุงอย่างต่อเนื่องของการรวมชิปและความหนาแน่นของพลังงานที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์สร้างความร้อนมากขึ้นเรื่อยๆ และปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนที่มีค่าการนำความร้อนแบบดั้งเดิมอาจไม่ตรงตามข้อกำหนดในการกระจายความร้อนที่มีประสิทธิภาพ ดังนั้น การวิจัยและพัฒนาวัสดุและเทคโนโลยีที่มีค่าการนำความร้อนที่สูงขึ้นจะเป็นทิศทางการพัฒนาที่สำคัญในอนาคต ปัจจุบัน สถาบันวิจัยและบริษัทบางแห่งกำลังสำรวจฟิลเลอร์และวัสดุคอมโพสิตที่นำความร้อนประเภทใหม่ เช่น คาร์บอนนาโนทิวบ์ กราฟีน เป็นต้น และยางซิลิโคน ซึ่งคาดว่าจะช่วยปรับปรุงค่าการนำความร้อนของปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนได้อย่างมาก

นอกจากนี้ ยังมีข้อกำหนดที่เข้มงวดยิ่งขึ้นสำหรับความเสถียรและความน่าเชื่อถือของปะเก็นซิลิโคนนำความร้อน ระบบพลังงานใหม่มักต้องทำงานอย่างเสถียรเป็นเวลานานภายใต้สภาวะแวดล้อมที่ซับซ้อนต่างๆ เช่น อุณหภูมิสูง ความชื้นสูง รังสีอัลตราไวโอเลตที่รุนแรง เป็นต้น ปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนต้องสามารถรักษาประสิทธิภาพที่เสถียรในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงเหล่านี้ได้โดยไม่เสื่อมสภาพ เสียรูป แตกร้าว และปัญหาอื่นๆ เพื่อให้มั่นใจถึงความทนทานของเอฟเฟกต์การระบายความร้อนและความน่าเชื่อถือของระบบ ซึ่งต้องอาศัยการปรับปรุงอย่างต่อเนื่องและนวัตกรรมในการกำหนดสูตรวัสดุ กระบวนการผลิต และการควบคุมคุณภาพ เพื่อปรับปรุงความเสถียรและความน่าเชื่อถือของผลิตภัณฑ์

ในแง่ของการใช้งาน ด้วยนวัตกรรมอย่างต่อเนื่องของเทคโนโลยีพลังงานใหม่และการขยายตัวอย่างต่อเนื่องของสถานการณ์การใช้งาน ขอบเขตการใช้งานของปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนจะขยายออกไปอีก นอกเหนือจากสาขาแบบดั้งเดิม เช่น อินเวอร์เตอร์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ แผงโซลาร์เซลล์ และโมดูลแบตเตอรี่กักเก็บพลังงานแล้ว ปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนยังมีบทบาทสำคัญในสาขาการใช้งานใหม่บางสาขา เช่น ระบบการจัดการความร้อนของยานยนต์พลังงานใหม่ ไมโครกริดพลังงานแบบกระจาย และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังไฟฟ้าของกริดอัจฉริยะ

ในด้านยานยนต์พลังงานใหม่ ด้วยความนิยมของยานยนต์ไฟฟ้าและการพัฒนาเทคโนโลยีแบตเตอรี่ ความต้องการระบบจัดการความร้อนของแบตเตอรี่จึงเพิ่มมากขึ้นเรื่อยๆ ปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนไม่เพียงแต่ใช้สำหรับการกระจายความร้อนของโมดูลแบตเตอรี่เท่านั้น แต่ยังใช้สำหรับการกระจายความร้อนของส่วนประกอบ เช่น มอเตอร์และระบบควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพและความปลอดภัยของยานพาหนะทั้งหมด ในไมโครกริดพลังงานแบบกระจาย แหล่งพลังงานกระจายขนาดเล็กต่างๆ (เช่น สถานีพลังงานโซลาร์เซลล์ขนาดเล็ก อุปกรณ์ผลิตพลังงานลม เป็นต้น) และอุปกรณ์จัดเก็บพลังงานจำเป็นต้องมีโซลูชันการกระจายความร้อนที่มีประสิทธิภาพ และปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนสามารถให้การป้องกันการกระจายความร้อนที่เชื่อถือได้สำหรับอุปกรณ์เหล่านี้

ในอนาคต การออกแบบและการผลิตปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนจะให้ความสำคัญกับการปรับแต่งและปรับแต่งมากขึ้น สถานการณ์และอุปกรณ์การใช้พลังงานใหม่ที่แตกต่างกันมีข้อกำหนดที่แตกต่างกันสำหรับประสิทธิภาพ ขนาด รูปร่าง ฯลฯ ของปะเก็นซิลิโคนนำความร้อน ดังนั้นจึงจำเป็นต้องจัดหาโซลูชันเฉพาะตามความต้องการของการใช้งานเฉพาะ ผ่านการออกแบบวัสดุขั้นสูง การวิเคราะห์การจำลอง และกระบวนการผลิต ทำให้สามารถผลิตปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนแบบกำหนดเองได้ เพื่อตอบสนองความต้องการพิเศษของลูกค้าที่แตกต่างกัน

การพัฒนาอุตสาหกรรมพลังงานใหม่ทำให้ตลาดมีโอกาสในการพัฒนาและโอกาสทางการตลาดที่กว้างขวางสำหรับปะเก็นซิลิโคนนำความร้อน แต่ยังสร้างความท้าทายที่สูงขึ้นในด้านประสิทธิภาพและการใช้งานอีกด้วย การพัฒนาและความก้าวหน้าอย่างต่อเนื่องเท่านั้นที่ช่วยให้เราตอบสนองความต้องการที่เพิ่มมากขึ้นของอุตสาหกรรมพลังงานใหม่ และส่งเสริมการพัฒนาที่ยั่งยืนและมีสุขภาพดีของอุตสาหกรรมพลังงานใหม่

หากต้องการข้อมูลเพิ่มเติม กรุณาติดต่อ:https://www.cmaisz.com/