สำรวจกระแส: แนวโน้มของพลังงานแสงอาทิตย์และการกักเก็บพลังงาน

จากพลังงานแสงอาทิตย์ไปจนถึงการกักเก็บพลังงานความร้อน การนำไฟฟ้า ปะเก็นซิลิโคนถูกนำมาใช้ในสถานการณ์ต่างๆ ในระบบพลังงานใหม่

ท่ามกลางการเปลี่ยนแปลงด้านพลังงานระดับโลก อุตสาหกรรมพลังงานใหม่กำลังเติบโตอย่างรวดเร็วอย่างไม่เคยปรากฏมาก่อน ด้วยปริมาณพลังงานฟอสซิลแบบดั้งเดิมที่ลดลงอย่างต่อเนื่องและปัญหาสิ่งแวดล้อมที่รุนแรงขึ้นเรื่อยๆ การค้นหาพลังงานทางเลือกที่สะอาดและยั่งยืนจึงกลายเป็นเรื่องสำคัญอันดับต้นๆ พลังงานใหม่ ซึ่งเป็นกุญแจสำคัญในการแก้ไขวิกฤตการณ์พลังงานและความท้าทายด้านสิ่งแวดล้อม กำลังค่อยๆ กลายเป็นตัวเอกของเวทีพลังงานโลก

ในบรรดาเทคโนโลยีพลังงานใหม่ๆ มากมาย ระบบผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์และระบบกักเก็บพลังงานถือเป็นเทคโนโลยีที่โดดเด่นและกลายเป็นแรงขับเคลื่อนหลักที่ขับเคลื่อนการเปลี่ยนแปลงพลังงาน พลังงานแสงอาทิตย์ในฐานะพลังงานสะอาดที่ไม่มีวันหมดสิ้น จะช่วยแปลงพลังงานแสงอาทิตย์ พลังงานเข้าสู่ พลังงานไฟฟ้าผ่านเทคโนโลยีโฟโตโวลตาอิก นับเป็นโซลูชันใหม่สำหรับการจัดหาพลังงานทั่วโลก ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา อุตสาหกรรมโฟโตโวลตาอิกได้พัฒนาอย่างรวดเร็ว มีการพัฒนาเทคโนโลยีอย่างต่อเนื่อง และต้นทุนการผลิตไฟฟ้าลดลงอย่างต่อเนื่อง ทำให้การผลิตไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์แบบโฟโตโวลตาอิกถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายทั่วโลก ตั้งแต่โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ขนาดใหญ่ไปจนถึงระบบโฟโตโวลตาอิกแบบกระจายตัวสำหรับครัวเรือน การผลิตไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์แบบโฟโตโวลตาอิกกำลังเปลี่ยนแปลงวิถีการใช้พลังงานของผู้คนด้วยข้อได้เปรียบที่เป็นเอกลักษณ์เฉพาะตัว

จากการที่ระบบโฟโตโวลตาอิกและระบบกักเก็บพลังงานถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในวงการพลังงานใหม่ ปัญหาการกระจายความร้อนจึงทวีความรุนแรงขึ้นเรื่อยๆ ในระบบเหล่านี้ ส่วนประกอบและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จำนวนมากจะก่อให้เกิดความร้อนจำนวนมากระหว่างการทำงาน หากไม่สามารถกระจายความร้อนได้อย่างทันท่วงทีและมีประสิทธิภาพ อุปกรณ์จะร้อนจัด ประสิทธิภาพจะลดลง หรืออาจเสียหายได้ ส่งผลกระทบต่อเสถียรภาพและอายุการใช้งานของระบบอย่างรุนแรง ดังนั้น โซลูชันการกระจายความร้อนที่มีประสิทธิภาพจึงกลายเป็นกุญแจสำคัญในการพัฒนาระบบโฟโตโวลตาอิกและระบบกักเก็บพลังงาน ปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนในฐานะวัสดุระบายความร้อนประสิทธิภาพสูง มีบทบาทสำคัญในการประยุกต์ใช้ระบบระบายความร้อนของระบบพลังงานใหม่ เนื่องจากมีคุณสมบัติการนำความร้อนที่ดีเยี่ยม ความยืดหยุ่นที่ดี และความน่าเชื่อถือ

เนื่องจากเป็นวัสดุหลักที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในระบบพลังงานใหม่ ประสิทธิภาพและข้อดีของปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนจึงมีบทบาทสำคัญในการรับประกันการทำงานที่มีประสิทธิภาพของระบบ

จากมุมมองด้านองค์ประกอบพื้นฐาน ปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนเป็นวัสดุผสมพอลิเมอร์ที่มียางซิลิโคนเป็นวัสดุพื้นฐานและเติมสารตัวเติมนำความร้อน ยางซิลิโคนเป็นวัสดุพื้นฐานประกอบด้วยสายโซ่ออกซิเจนซิลิคอนและมีคุณสมบัติที่ยอดเยี่ยมหลายประการ ปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนมีความทนทานต่ออุณหภูมิสูงและต่ำได้อย่างดีเยี่ยม สามารถทำงานได้อย่างเสถียรในช่วงอุณหภูมิ -50 ถึง 200 องศาเซลเซียส ทำให้ปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนสามารถทำงานได้ตามปกติในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงต่างๆ ไม่ว่าจะเป็นโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ที่ทำงานในพื้นที่ทะเลทรายอันร้อนระอุ หรืออุปกรณ์กักเก็บพลังงานที่ใช้ในพื้นที่ขั้วโลกเย็น ปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนจะไม่สูญเสียประสิทธิภาพอันพึงประสงค์เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิอย่างรุนแรง

ยางซิลิโคนมีคุณสมบัติเป็นฉนวนที่ดี ซึ่งสามารถป้องกันการรั่วไหลของกระแสไฟฟ้าได้อย่างมีประสิทธิภาพและหลีกเลี่ยงอันตรายทางไฟฟ้าที่อาจเกิดขึ้นกับส่วนประกอบและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ในระบบพลังงานใหม่ อุปกรณ์และวงจรอิเล็กทรอนิกส์จำนวนมากเชื่อมต่อกัน ซึ่งทำให้เห็นถึงความสำคัญของประสิทธิภาพของฉนวนอย่างชัดเจน หากประสิทธิภาพของฉนวนไม่ดี อาจก่อให้เกิดปัญหาร้ายแรง เช่น ไฟฟ้าลัดวงจรและการรั่วไหล ซึ่งส่งผลกระทบต่อการทำงานปกติของระบบและอาจก่อให้เกิดอุบัติเหตุด้านความปลอดภัยได้ ฉนวนที่สูงของปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนนี้ช่วยรับประกันความปลอดภัยและเสถียรภาพของระบบพลังงานใหม่ได้อย่างน่าเชื่อถือ

นอกจากนี้ ยางซิลิโคนยังมีความเสถียรทางเคมีที่โดดเด่น ไม่กัดกร่อนง่ายจากสารเคมี และสามารถรักษาประสิทธิภาพการทำงานให้คงที่ในสภาพแวดล้อมทางเคมีที่ซับซ้อนหลากหลายรูปแบบ ในระหว่างการทำงานของระบบพลังงานใหม่ ยางซิลิโคนอาจสัมผัสกับสารเคมีต่างๆ เช่น อิเล็กโทรไลต์ ก๊าซกัดกร่อน ฯลฯ ความเสถียรทางเคมีของปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนช่วยให้ทนต่ออิทธิพลของสารเคมีเหล่านี้และรักษาสภาพการทำงานที่ดีได้ยาวนาน

เพื่อปรับปรุงการนำความร้อนของปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนให้ดียิ่งขึ้น ผู้ผลิตจะเติมสารตัวเติมชนิดต่างๆ ที่มีคุณสมบัตินำความร้อนลงในวัสดุรองรับยางซิลิโคน เช่น อะลูมินา (Al₂O₃) โบรอนไนไตรด์ (BN) แมกนีเซียมออกไซด์ (MgO) เป็นต้น สารตัวเติมที่มีคุณสมบัตินำความร้อนเหล่านี้มีคุณสมบัตินำความร้อนที่ดีเยี่ยมและสามารถเพิ่มประสิทธิภาพการนำความร้อนของปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนได้อย่างมีนัยสำคัญ เมื่อความร้อนถูกถ่ายเทจากชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ไปยังแผ่นซิลิโคนนำความร้อน สารตัวเติมเหล่านี้จะกระจายตัวอย่างสม่ำเสมอในเมทริกซ์ของยางซิลิโคน ทำให้เกิดช่องทางการนำความร้อนที่มีประสิทธิภาพ ช่วยให้ความร้อนถูกถ่ายเทจากพื้นผิวของชิ้นส่วนไปยังแผงระบายความร้อนได้อย่างรวดเร็ว จึงทำให้สามารถระบายความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ในทางโครงสร้าง ปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนมักมีลักษณะเป็นแผ่น ซึ่งมีความยืดหยุ่นและความสามารถในการบีบอัดได้ในระดับหนึ่ง คุณสมบัติทางโครงสร้างนี้ช่วยให้สามารถยึดติดกับพื้นผิวที่ไม่สม่ำเสมอต่างๆ ได้อย่างแน่นหนา และเติมเต็มช่องว่างเล็กๆ ระหว่างชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์และหม้อน้ำ ในการใช้งานจริง มักมีพื้นผิวเล็กๆ ที่ไม่เรียบบนพื้นผิวของชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์และหม้อน้ำ ซึ่งช่องว่างเหล่านี้นำไปสู่การนำความร้อนที่ไม่ดี ปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนสามารถเติมเต็มช่องว่างเหล่านี้ได้อย่างสมบูรณ์แบบด้วยความยืดหยุ่นและความสามารถในการบีบอัด ช่วยลดการมีอยู่ของอากาศ และช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการนำความร้อนได้อย่างมาก เนื่องจากอากาศเป็นตัวนำความร้อนที่ไม่ดี การมีอากาศอยู่จึงลดประสิทธิภาพการนำความร้อนลงอย่างมาก และการเติมปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนสามารถลดสัดส่วนของอากาศบนหน้าสัมผัสได้อย่างมีประสิทธิภาพและเพิ่มประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อน

ข้อดีด้านประสิทธิภาพของปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนยังสะท้อนให้เห็นได้ในหลายแง่มุม ปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนมีประสิทธิภาพในการกันกระแทกที่ดีและสามารถดูดซับแรงสั่นสะเทือนและแรงเค้นได้ ในระหว่างการทำงานของระบบพลังงานใหม่ อุปกรณ์อาจได้รับผลกระทบจากแรงสั่นสะเทือนและแรงเค้นเชิงกลต่างๆ เช่น การสั่นสะเทือนของอุปกรณ์ผลิตพลังงานลมในสภาพแวดล้อมที่มีลมแรง และเสียงกระแทกของรถยนต์ไฟฟ้าขณะขับขี่ ประสิทธิภาพในการกันกระแทกของปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนสามารถลดความเสียหายจากแรงสั่นสะเทือนและแรงเค้นเหล่านี้ต่อชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ และช่วยยืดอายุการใช้งานของอุปกรณ์

นอกจากนี้ยังมีความทนทานต่อการเสื่อมสภาพที่ดีและสามารถรักษาประสิทธิภาพการทำงานให้คงที่ได้ในระยะยาว ในระบบพลังงานใหม่ อุปกรณ์มักต้องทำงานอย่างต่อเนื่องเป็นเวลานาน ซึ่งต้องใช้วัสดุที่มีความทนทานต่อการเสื่อมสภาพสูง ความทนทานต่อการเสื่อมสภาพของปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนช่วยให้ทนทานต่อการใช้งานในระยะยาวและรับประกันการกระจายความร้อนที่เชื่อถือได้สำหรับระบบพลังงานใหม่ในระยะยาว

นอกจากนี้ การติดตั้งและใช้งานปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนยังสะดวกสบายมาก สามารถตัดเป็นรูปทรงและขนาดต่างๆ ได้ตามสถานการณ์การใช้งานและความต้องการที่แตกต่างกัน สะดวกต่อการติดตั้งในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ นอกจากนี้ พื้นผิวของปะเก็นซิลิโคนยังมีความเหนียวในระดับหนึ่ง สามารถติดระหว่างส่วนประกอบและหม้อน้ำได้โดยตรงโดยไม่ต้องใช้อุปกรณ์ยึดเพิ่มเติม ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการติดตั้งและลดต้นทุนการติดตั้งได้อย่างมาก

โดยสรุป ปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนได้กลายเป็นตัวเลือกที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการระบายความร้อนในระบบพลังงานใหม่ เนื่องจากมีองค์ประกอบ โครงสร้าง และประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยม ปะเก็นซิลิโคนเหล่านี้สามารถแก้ปัญหาการระบายความร้อนของชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ในระบบพลังงานใหม่ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ช่วยเพิ่มเสถียรภาพและความน่าเชื่อถือของระบบ และให้การสนับสนุนที่แข็งแกร่งสำหรับการพัฒนาอุตสาหกรรมพลังงานใหม่

อินเวอร์เตอร์โซลาร์เซลล์ซึ่งเป็นหนึ่งในอุปกรณ์หลักของระบบผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ ทำหน้าที่สำคัญในการแปลงไฟฟ้ากระแสตรงที่ผลิตจากแผงโซลาร์เซลล์ให้เป็นไฟฟ้ากระแสสลับ ในกระบวนการแปลงพลังงานนี้ ส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ภายในอินเวอร์เตอร์ เช่น อุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์กำลังไฟฟ้า (IGBT, MOSFET ฯลฯ) หม้อแปลงไฟฟ้า ตัวเหนี่ยวนำ ฯลฯ จะสร้างความร้อนจำนวนมากเนื่องจากการไหลของกระแสไฟฟ้าและการสูญเสียพลังงาน ยกตัวอย่างเช่นอินเวอร์เตอร์โซลาร์เซลล์ขนาดใหญ่ 500 กิโลวัตต์ เมื่อทำงานเต็มกำลัง พลังงานความร้อนของโมดูลพลังงานภายในจะสูงถึงหลายกิโลวัตต์

อุณหภูมิที่สูงเกินไปจะส่งผลกระทบอย่างรุนแรงต่อประสิทธิภาพและเสถียรภาพของอินเวอร์เตอร์ เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น ความต้านทานไฟฟ้าของอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์กำลังไฟฟ้าจะเพิ่มขึ้น ซึ่งจะนำไปสู่การสูญเสียพลังงานเพิ่มเติม ทำให้เกิดความร้อนรุนแรงขึ้นและก่อให้เกิดวงจรอุบาทว์ อุณหภูมิที่สูงเกินไปยังเร่งอายุของชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ ทำให้ความน่าเชื่อถือและอายุการใช้งานลดลง จากการศึกษาพบว่าอุณหภูมิการทำงานของชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ที่เพิ่มขึ้นทุกๆ 10°C อาจทำให้อายุการใช้งานสั้นลงประมาณ 50% หากอินเวอร์เตอร์ทำงานในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงเป็นเวลานาน อาจทำให้เกิดข้อผิดพลาด เช่น ระบบตัดการทำงานเนื่องจากการป้องกันความร้อนสูงเกินไป หรือแม้กระทั่งความเสียหายของชิ้นส่วน ซึ่งจะส่งผลกระทบต่อการทำงานปกติของระบบผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ทั้งหมด และก่อให้เกิดความสูญเสียทางเศรษฐกิจแก่บริษัทผลิตไฟฟ้า

เพื่อแก้ปัญหาการระบายความร้อนของอินเวอร์เตอร์ อุปกรณ์ระบายความร้อนอย่างหม้อน้ำและพัดลมจึงถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลาย อย่างไรก็ตาม การพึ่งพาอุปกรณ์ระบายความร้อนเหล่านี้เพียงอย่างเดียวนั้นไม่เพียงพอ เนื่องจากพื้นผิวมีความไม่สม่ำเสมอในระดับจุลภาค ทำให้ช่องว่างระหว่างแผ่นทำความร้อนและอุปกรณ์ระบายความร้อนมักมีช่องว่างเล็กๆ อยู่เสมอ ช่องว่างเหล่านี้จึงเต็มไปด้วยอากาศ ค่าการนำความร้อนของอากาศต่ำมาก เพียงประมาณ 0.026 วัตต์/(m・K) ซึ่งก่อให้เกิดความต้านทานความร้อนสูงและขัดขวางการถ่ายเทความร้อนอย่างมีประสิทธิภาพ

การเกิดขึ้นของปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนเป็นทางออกที่มีประสิทธิภาพสำหรับปัญหานี้ ปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนมีความยืดหยุ่นและบีบอัดได้ดี และสามารถแนบสนิทกับพื้นผิวขององค์ประกอบความร้อนและอุปกรณ์ระบายความร้อน ช่วยเติมเต็มช่องว่างเล็กๆ เหล่านี้และกำจัดอากาศภายในออก ในขณะเดียวกัน ปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนยังมีค่าการนำความร้อนสูง โดยทั่วไปอยู่ระหว่าง 1-10 วัตต์/(m·K) ปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนแต่ละประเภทมีค่าการนำความร้อนที่แตกต่างกัน ซึ่งสามารถลดความต้านทานความร้อนได้อย่างมากและเพิ่มประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อน

เมื่อความร้อนถูกสร้างจากแผ่นทำความร้อน ความร้อนจะถูกถ่ายโอนไปยังหม้อน้ำอย่างรวดเร็วผ่านปะเก็นซิลิโคนนำความร้อน จากนั้นหม้อน้ำจะกระจายความร้อนออกสู่สภาพแวดล้อมโดยรอบ ยกตัวอย่างเช่น ในโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ขนาดใหญ่ ได้ใช้อินเวอร์เตอร์พลังงานแสงอาทิตย์ที่มีปะเก็นซิลิโคนนำความร้อน อุณหภูมิการทำงานของโมดูลไฟฟ้าลดลงประมาณ 15°C เมื่อเทียบกับก่อนใช้งาน ประสิทธิภาพของอินเวอร์เตอร์เพิ่มขึ้นประมาณ 3% และอัตราความล้มเหลวของอุปกรณ์ลดลงอย่างมาก ทำให้ระบบผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ทำงานได้อย่างเสถียร สิ่งนี้แสดงให้เห็นถึงบทบาทสำคัญของปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนในการระบายความร้อนของอินเวอร์เตอร์พลังงานแสงอาทิตย์ และช่วยเสริมประสิทธิภาพโดยรวมและความน่าเชื่อถือของระบบผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ได้เป็นอย่างดี

แผงโซลาร์เซลล์เป็นส่วนประกอบหลักของระบบผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ หลักการทำงานคือการใช้ปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริกของวัสดุเซมิคอนดักเตอร์เพื่อแปลงพลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้าโดยตรง อย่างไรก็ตาม ในกระบวนการทำงานจริง ประสิทธิภาพของแผงโซลาร์เซลล์จะได้รับผลกระทบอย่างมากจากอุณหภูมิ

เมื่อแผงโซลาร์เซลล์ทำงานภายใต้แสงแดด อุณหภูมิจะค่อยๆ สูงขึ้น โดยเฉพาะในฤดูร้อนหรือในพื้นที่ที่มีแสงแดดจัด อุณหภูมิพื้นผิวของแผงอาจสูงถึง 60 องศาเซลเซียสหรือสูงกว่านั้น อุณหภูมิที่สูงเกินไปจะส่งผลเสียต่อประสิทธิภาพของแผงโซลาร์เซลล์หลายประการ

อุณหภูมิที่สูงขึ้นจะทำให้แรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดของเซลล์แสงอาทิตย์ลดลง เนื่องจากเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น ความกว้างของแบนด์แก๊ปของวัสดุเซมิคอนดักเตอร์จะลดลง การกระตุ้นทางความร้อนของอิเล็กตรอนจะเพิ่มขึ้น และกระแสอิ่มตัวย้อนกลับภายในแบตเตอรี่จะเพิ่มขึ้น ทำให้แรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดลดลง จากการวิจัยที่เกี่ยวข้องและการทดสอบจริง โดยทั่วไป ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดของเซลล์แสงอาทิตย์อยู่ที่ประมาณ -0.3%/℃ ถึง -0.5%/℃ นั่นคือ ทุกๆ อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น 1℃ แรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดจะลดลงประมาณ 0.3% ถึง 0.5% ซึ่งหมายความว่าในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง แรงดันไฟฟ้าที่แผงโซลาร์เซลล์ส่งออกจะลดลง ซึ่งจะส่งผลกระทบต่อกำลังไฟฟ้าของระบบผลิตไฟฟ้าทั้งหมด

อุณหภูมิที่สูงขึ้นจะทำให้กระแสไฟฟ้าลัดวงจรของเซลล์แสงอาทิตย์เพิ่มขึ้นเล็กน้อยเช่นกัน แต่การเพิ่มขึ้นนี้ค่อนข้างน้อยและไม่เพียงพอที่จะชดเชยการสูญเสียพลังงานที่เกิดจากการลดลงของแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิด โดยทั่วไป กำลังไฟฟ้าขาออกของแผงโซลาร์เซลล์จะค่อยๆ ลดลงเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น ตัวอย่างเช่น เมื่ออุณหภูมิการทำงานของแผงเพิ่มขึ้นจากอุณหภูมิทดสอบมาตรฐานที่ 25°C เป็น 50°C ประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้าอาจลดลงประมาณ 10% - 15% ซึ่งจะส่งผลให้สูญเสียพลังงานอย่างมากสำหรับโครงการผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ขนาดใหญ่

การใช้งานในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงเป็นเวลานานจะเร่งการเสื่อมสภาพและประสิทธิภาพของแผงโซลาร์เซลล์ ทำให้อายุการใช้งานสั้นลง อุณหภูมิสูงจะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพและทางเคมีของวัสดุภายในแผง เช่น การเสื่อมสภาพและการหลุดลอกของวัสดุบรรจุภัณฑ์ การกัดกร่อนของขั้วไฟฟ้า ฯลฯ ซึ่งจะส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือของแผง

เพื่อรักษาอุณหภูมิการทำงานของแผงโซลาร์เซลล์ให้เหมาะสม เพิ่มประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้า และยืดอายุการใช้งาน ปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนมีบทบาทสำคัญ โดยทั่วไปปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนมักติดตั้งไว้ที่ด้านหลังของแผงโซลาร์เซลล์ ซึ่งสามารถถ่ายเทความร้อนที่เกิดจากแผงได้อย่างมีประสิทธิภาพ ในด้านหนึ่ง ปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนมีคุณสมบัติการนำความร้อนที่ดี ช่วยให้ความร้อนถ่ายเทจากแผงไปยังโครงสร้างระบายความร้อนหรือสภาพแวดล้อมที่สัมผัสกับปะเก็นได้อย่างรวดเร็ว อีกด้านหนึ่ง ความยืดหยุ่นและความสามารถในการบีบอัดของปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนทำให้แนบสนิทกับด้านหลังของแผงได้อย่างแน่นหนา จึงทำให้การถ่ายเทความร้อนมีประสิทธิภาพ

ในโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์บนพื้นดินขนาดใหญ่บางแห่ง จะมีการใช้ปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนวางอยู่ระหว่างขายึดแผงโซลาร์เซลล์และแผงโซลาร์เซลล์ เมื่อแผงโซลาร์เซลล์ดูดซับแสงอาทิตย์เพื่อสร้างความร้อน ความร้อนจะถูกถ่ายเทไปยังขายึดผ่านปะเก็นซิลิโคนนำความร้อน จากนั้นขายึดจะกระจายความร้อนออกสู่อากาศโดยรอบ วิธีนี้ช่วยลดอุณหภูมิการทำงานของแผงโซลาร์เซลล์ได้อย่างมีประสิทธิภาพและเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้า ข้อมูลจากการวิจัยแสดงให้เห็นว่าหลังจากใช้ปะเก็นซิลิโคนนำความร้อน อุณหภูมิการทำงานของแผงโซลาร์เซลล์จะลดลง 5-10 องศาเซลเซียส และเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้าได้ประมาณ 5-8% ขณะเดียวกันยังช่วยยืดอายุการใช้งานของแผงโซลาร์เซลล์และลดต้นทุนการบำรุงรักษา ซึ่งนำมาซึ่งประโยชน์ทางเศรษฐกิจที่สำคัญต่อโครงการผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์

ในระบบกักเก็บพลังงาน การกระจายความร้อนของโมดูลแบตเตอรี่กักเก็บพลังงานถือเป็นสิ่งสำคัญ เนื่องจากเกี่ยวข้องโดยตรงกับประสิทธิภาพ อายุการใช้งานของแบตเตอรี่ ความปลอดภัย และเสถียรภาพของระบบ

ในระหว่างกระบวนการชาร์จและคายประจุแบตเตอรี่สำรองพลังงาน จะเกิดปฏิกิริยาเคมีไฟฟ้าที่ซับซ้อนหลายชุดขึ้น ซึ่งก่อให้เกิดความร้อนอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ ด้วยการพัฒนาของเทคโนโลยีการกักเก็บพลังงาน ความหนาแน่นของพลังงานในโมดูลแบตเตอรี่จึงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง กำลังไฟฟ้าก็เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง และความร้อนที่เกิดขึ้นก็เพิ่มขึ้นตามไปด้วย ยกตัวอย่างเช่น โมดูลแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนทั่วไป ในระหว่างการชาร์จและคายประจุด้วยอัตราเร็ว อัตราการสร้างความร้อนภายในแบตเตอรี่จะเพิ่มขึ้นอย่างมาก หากไม่สามารถระบายความร้อนนี้ได้อย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพ อุณหภูมิของโมดูลแบตเตอรี่ก็จะสูงขึ้นอย่างรวดเร็ว

อุณหภูมิที่สูงเกินไปส่งผลเสียต่อประสิทธิภาพของแบตเตอรี่หลายประการ ในแง่หนึ่ง อุณหภูมิที่สูงขึ้นจะเพิ่มความต้านทานภายในของแบตเตอรี่ ซึ่งหมายความว่าการสูญเสียพลังงานของแบตเตอรี่ระหว่างการชาร์จและการคายประจุจะเพิ่มขึ้น และประสิทธิภาพในการชาร์จและการคายประจุของแบตเตอรี่ก็ลดลง ตัวอย่างเช่น เมื่ออุณหภูมิของแบตเตอรี่เพิ่มขึ้นจาก 25°C เป็น 50°C ความต้านทานภายในอาจเพิ่มขึ้น 20% - 50% ส่งผลให้พลังงานไฟฟ้าถูกแปลงเป็นพลังงานความร้อนระหว่างการชาร์จและการคายประจุมากขึ้น ส่งผลให้ความร้อนของแบตเตอรี่ยิ่งรุนแรงขึ้น ในทางกลับกัน อุณหภูมิที่สูงจะเร่งการสลายตัวและการเสื่อมสภาพของสารเคมีภายในแบตเตอรี่ และทำให้อายุการใช้งานของแบตเตอรี่สั้นลง จากการศึกษาพบว่าอุณหภูมิการทำงานของแบตเตอรี่ที่เพิ่มขึ้นทุกๆ 10°C อายุการใช้งานของแบตเตอรี่อาจลดลง 20% - 30% สำหรับระบบกักเก็บพลังงานขนาดใหญ่ อายุการใช้งานของแบตเตอรี่ที่สั้นลงจะส่งผลให้ต้นทุนการเปลี่ยนแบตเตอรี่สูงขึ้น ซึ่งส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจของระบบกักเก็บพลังงาน

นอกจากปัญหาเรื่องอุณหภูมิที่สูงขึ้นแล้ว ความสม่ำเสมอของอุณหภูมิระหว่างเซลล์ภายในโมดูลแบตเตอรี่ก็เป็นสิ่งที่ไม่ควรมองข้ามเช่นกัน ในการใช้งานจริง อุณหภูมิระหว่างเซลล์ต่างๆ ภายในโมดูลแบตเตอรี่มักไม่คงที่ เนื่องจากความแตกต่างของปัจจัยต่างๆ เช่น ตำแหน่งของแบตเตอรี่ สถานะการชาร์จและการคายประจุ และสภาวะการระบายความร้อน ความแตกต่างของอุณหภูมินี้จะทำให้ประสิทธิภาพและความเร็วในการเสื่อมสภาพของแต่ละเซลล์ไม่สอดคล้องกัน ซึ่งส่งผลต่อประสิทธิภาพและอายุการใช้งานของโมดูลแบตเตอรี่ทั้งหมด ตัวอย่างเช่น ในโมดูลแบตเตอรี่ที่ประกอบด้วยเซลล์หลายเซลล์ หากอุณหภูมิของเซลล์บางเซลล์สูงเกินไป ในขณะที่อุณหภูมิของเซลล์อื่นๆ ค่อนข้างต่ำ เซลล์ที่มีอุณหภูมิสูงจะเสื่อมสภาพและเสื่อมสภาพเร็วขึ้น ส่งผลให้ความจุและประสิทธิภาพของโมดูลแบตเตอรี่ทั้งหมดลดลง หลังจากการใช้งานเป็นเวลานาน ความไม่สมดุลของอุณหภูมินี้อาจทำให้แบตเตอรี่เกิดความร้อนสะสม ซึ่งนำไปสู่อุบัติเหตุด้านความปลอดภัยที่ร้ายแรง เช่น ไฟไหม้และการระเบิด

ในโครงสร้างของโมดูลแบตเตอรี่ ปัญหาการกระจายความร้อนระหว่างชุดแบตเตอรี่และกล่องนั้นพบได้บ่อยเป็นพิเศษ ในระหว่างกระบวนการผลิตและการติดตั้ง ส่วนล่างของชุดแบตเตอรี่จะแนบสนิทกับส่วนล่างของกล่องได้ยาก จึงมักมีช่องว่างอากาศเล็กๆ อยู่เสมอ ค่าการนำความร้อนของอากาศต่ำมาก เพียงประมาณ 0.026W/(m・K) ซึ่งก่อให้เกิดความต้านทานความร้อนสูง ขัดขวางการถ่ายเทความร้อนจากชุดแบตเตอรี่ไปยังกล่องอย่างรุนแรง ทำให้ความร้อนภายในชุดแบตเตอรี่ระบายออกได้ยาก ส่งผลให้เกิดปัญหาอุณหภูมิที่สูงขึ้นและอุณหภูมิที่ไม่สม่ำเสมอของโมดูลแบตเตอรี่

โดยสรุป เพื่อให้มั่นใจถึงการทำงานที่มีประสิทธิภาพ ปลอดภัย และมีอายุการใช้งานยาวนานของโมดูลแบตเตอรี่กักเก็บพลังงาน จำเป็นต้องมีมาตรการระบายความร้อนที่มีประสิทธิภาพเพื่อแก้ไขปัญหาการกระจายความร้อนระหว่างชุดแบตเตอรี่และกล่อง และเพื่อให้บรรลุการจัดการอุณหภูมิที่ดี

แผ่นซิลิโคนนำความร้อน มอบโซลูชันที่มีประสิทธิภาพและเชื่อถือได้สำหรับความต้องการการกระจายความร้อนของโมดูลแบตเตอรี่จัดเก็บพลังงาน

แผ่นซิลิโคนนำความร้อนมีความยืดหยุ่นและบีบอัดได้ดี จึงสามารถเติมเต็มช่องว่างเล็กๆ ระหว่างชุดแบตเตอรี่และกล่องได้อย่างสมบูรณ์แบบ เมื่อวางปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนระหว่างชุดแบตเตอรี่และเคส และใช้แรงกดเล็กน้อย ปะเก็นจะเสียรูปตามรูปร่างของพื้นผิวสัมผัส แนบสนิทกับพื้นผิวของชุดแบตเตอรี่และเคส และไล่อากาศระหว่างทั้งสองได้อย่างมีประสิทธิภาพ เนื่องจากอากาศเป็นตัวนำความร้อนที่ไม่ดี การมีอากาศอยู่จึงช่วยเพิ่มความต้านทานความร้อนได้อย่างมาก และการเติมปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนจะช่วยลดช่องว่างอากาศได้อย่างมาก ส่งผลให้ความต้านทานความร้อนลดลงและสร้างสภาวะการนำความร้อนที่ดี

แผ่นซิลิโคนนำความร้อนมีคุณสมบัติการนำความร้อนสูง สามารถนำความร้อนได้อย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพ โดยทั่วไปแล้ว ปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนทั่วไปมีค่าการนำความร้อนอยู่ระหว่าง 1-10 วัตต์/(m-K) และค่าการนำความร้อนของผลิตภัณฑ์แต่ละรุ่นจะแตกต่างกันไป เมื่อความร้อนเกิดขึ้นภายในชุดแบตเตอรี่ ความร้อนจะถูกถ่ายเทไปยังปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนที่สัมผัสกับชุดแบตเตอรี่ได้อย่างรวดเร็ว เนื่องจากสารตัวเติมที่นำความร้อน (เช่น อะลูมิเนียมออกไซด์ โบรอนไนไตรด์ ฯลฯ) ในปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนกระจายตัวอย่างสม่ำเสมอในแผ่นยางซิลิโคน จึงเกิดช่องทางการนำความร้อนที่มีประสิทธิภาพ และสามารถถ่ายเทความร้อนจากชุดแบตเตอรี่ไปยังกล่องได้อย่างรวดเร็วตามช่องทางเหล่านี้ ความร้อนจะถูกระบายออกสู่สิ่งแวดล้อมโดยรอบผ่านโครงสร้างการกระจายความร้อนของกล่อง (เช่น ครีบระบายความร้อน อุปกรณ์ระบายความร้อนด้วยอากาศ หรืออุปกรณ์ระบายความร้อนด้วยของเหลว ฯลฯ) จึงสามารถระบายความร้อนภายในชุดแบตเตอรี่ได้อย่างมีประสิทธิภาพและลดอุณหภูมิของชุดแบตเตอรี่

ในโครงการกักเก็บพลังงานบางโครงการ ได้ใช้โมดูลแบตเตอรี่ที่มีปะเก็นซิลิโคนนำความร้อน อุณหภูมิสูงสุดภายในชุดแบตเตอรี่ลดลงประมาณ 12°C เมื่อเทียบกับก่อนใช้งาน และความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างเซลล์ก็ถูกควบคุมให้ไม่เกิน 3°C วิธีนี้ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการชาร์จและคายประจุของแบตเตอรี่ ยืดอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ได้ประมาณ 20% และปรับปรุงประสิทธิภาพและเสถียรภาพของระบบกักเก็บพลังงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ

นอกจากการนำความร้อนแล้ว ปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนยังมีบทบาทสำคัญในการกันกระแทกและดูดซับแรงกระแทกอีกด้วย ในระหว่างการทำงานของระบบกักเก็บพลังงาน ระบบอาจได้รับแรงสั่นสะเทือนและแรงกระแทกต่างๆ เช่น การกระแทกระหว่างการขนส่งและการสั่นสะเทือนในสภาพแวดล้อมการติดตั้ง ความยืดหยุ่นและความยืดหยุ่นของปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนสามารถดูดซับแรงสั่นสะเทือนและแรงกระแทกเหล่านี้ ลดความเสียหายต่อเซลล์แบตเตอรี่และโมดูลแบตเตอรี่ ปกป้องความสมบูรณ์ของโครงสร้างของแบตเตอรี่ และเพิ่มความน่าเชื่อถือและอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ให้ดียิ่งขึ้น

นอกจากนี้ การติดตั้งปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนยังสะดวกสบายมาก สามารถปรับแต่งตามขนาดและรูปร่างของชุดแบตเตอรี่และกล่องได้ และสามารถตัดให้ได้ขนาดและรูปร่างที่เหมาะสมด้วยวิธีการไดคัทและกระบวนการอื่นๆ เมื่อติดตั้ง เพียงวางปะเก็นในตำแหน่งที่เหมาะสมระหว่างชุดแบตเตอรี่และกล่อง และใช้ความหนืดหรือวิธีการยึดติดที่เรียบง่าย (เช่น หัวเข็มขัด เทป ฯลฯ) ก็เสร็จสิ้นการติดตั้ง ไม่จำเป็นต้องใช้เครื่องมือและกระบวนการติดตั้งที่ซับซ้อน ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตและการติดตั้งได้อย่างมาก และลดต้นทุน

สรุปได้ว่า ปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนจะอุดช่องว่างระหว่างชุดแบตเตอรี่และกล่อง ป้องกันไม่ให้อากาศเข้า และสร้างเส้นทางพาความร้อนที่มีความต้านทานความร้อนต่ำ เพื่อนำความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพ ลดอุณหภูมิภายในชุดแบตเตอรี่ และรักษาสมดุลอุณหภูมิระหว่างเซลล์แบตเตอรี่ ขณะเดียวกัน ปะเก็นซิลิโคนยังช่วยป้องกันการกระแทกและป้องกันแรงกระแทก จึงเป็นโซลูชันที่ครอบคลุมและเชื่อถือได้สำหรับการระบายความร้อนของโมดูลแบตเตอรี่กักเก็บพลังงาน และมีบทบาทสำคัญในระบบกักเก็บพลังงาน

ในสถานการณ์พลังงานใหม่ที่แตกต่างกัน การเลือกปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนอย่างสมเหตุสมผลถือเป็นสิ่งสำคัญ และต้องพิจารณาปัจจัยหลายประการอย่างครอบคลุม

ค่าการนำความร้อนเป็นตัวบ่งชี้สำคัญในการวัดค่าการนำความร้อนของปะเก็นซิลิโคนนำความร้อน มีหน่วยเป็น W/(m・K) ยิ่งค่านี้สูง ความสามารถในการนำความร้อนของวัสดุก็จะยิ่งแข็งแกร่งขึ้นภายใต้สภาวะเดียวกัน ในอุปกรณ์ที่มีความต้องการการระบายความร้อนสูง เช่น อินเวอร์เตอร์พลังงานแสงอาทิตย์ เนื่องจากความร้อนสูงที่เกิดจากอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์กำลังไฟฟ้าภายใน ควรเลือกใช้ปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนที่มีค่าการนำความร้อนสูง เช่น ผลิตภัณฑ์ที่มีค่าการนำความร้อน 5-10W/(m・K) เพื่อให้มั่นใจว่าสามารถถ่ายเทความร้อนได้อย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพ เพื่อลดอุณหภูมิของอุปกรณ์ ในบางกรณีที่แผงโซลาร์เซลล์มีความร้อนสะสมน้อย ปะเก็นที่มีค่าการนำความร้อน 3-5W/(m・K) อาจสามารถตอบสนองความต้องการได้

ไม่ควรมองข้ามความหนาของปะเก็น ควรเลือกให้เหมาะสมกับขนาดของช่องว่างระหว่างแผ่นทำความร้อนและแผงระบายความร้อน หากช่องว่างมีขนาดเล็ก การเลือกปะเก็นที่หนาเกินไปอาจไม่สามารถอุดช่องว่างได้อย่างมีประสิทธิภาพและจะเพิ่มความต้านทานความร้อน ในทางกลับกัน หากช่องว่างมีขนาดใหญ่ ปะเก็นที่บางเกินไปจะไม่สามารถทำหน้าที่อุดช่องว่างและนำความร้อนได้อย่างเต็มที่ โดยทั่วไปแล้ว ในระบบโซลาร์เซลล์และระบบกักเก็บพลังงาน ความหนาของปะเก็นโดยทั่วไปจะอยู่ระหว่าง 0.5-5 มม. ตัวอย่างเช่น ในโมดูลแบตเตอรี่กักเก็บพลังงานบางรุ่น ช่องว่างระหว่างชุดแบตเตอรี่และกล่องจะอยู่ที่ 2 มม. และควรเลือกใช้ปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนที่มีความหนา 2.5 มม. หลังจากการบีบอัดปานกลาง ปะเก็นซิลิโคนสามารถอุดช่องว่างให้แน่นและนำความร้อนได้ดี

ฉนวนเป็นปัจจัยสำคัญที่ต้องพิจารณาในระบบพลังงานใหม่ เนื่องจากมีอุปกรณ์และวงจรไฟฟ้าจำนวนมากในระบบ หากเกิดอุบัติเหตุทางไฟฟ้า เช่น การรั่วไหล ผลกระทบจะร้ายแรง ดังนั้น ควรเลือกใช้ปะเก็นซิลิโคนที่มีคุณสมบัตินำความร้อนสูง ซึ่งมีคุณสมบัติเป็นฉนวนที่ดี และควรมีความต้านทานฉนวนอย่างน้อย 10^12Ω・cm เพื่อให้แน่ใจว่าสามารถแยกกระแสไฟฟ้าได้อย่างมีประสิทธิภาพในสภาพแวดล้อมที่มีแรงดันไฟฟ้าสูง และเพื่อให้มั่นใจถึงความปลอดภัยในการทำงานของระบบ

ในอุปกรณ์พลังงานใหม่บางชนิดที่ต้องมีการสั่นสะเทือนบ่อยครั้งหรือแรงกดเชิงกลบางอย่าง เช่น โมดูลแบตเตอรี่สำรองพลังงานของรถยนต์ไฟฟ้า ซึ่งจะต้องรับแรงกระแทกและแรงสั่นสะเทือนขณะขับขี่ ความแข็งแรงและความยืดหยุ่นของปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนจึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง ปะเก็นต้องมีความแข็งแรงเพียงพอเพื่อป้องกันการแตกร้าวหรือความเสียหายภายใต้แรงสั่นสะเทือนและแรงกดในระยะยาว ขณะเดียวกันก็ต้องรักษาความยืดหยุ่นที่ดีเพื่อให้สามารถปรับตัวเข้ากับสภาพแวดล้อมการทำงานและรูปทรงพื้นผิวที่แตกต่างกัน เพื่อให้มั่นใจว่ามีการนำความร้อนที่เสถียร

ต้นทุนก็เป็นอีกปัจจัยหนึ่งที่ต้องพิจารณาเมื่อเลือก โดยคำนึงถึงประสิทธิภาพที่ตรงตามข้อกำหนด คุณควรเลือกปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนที่คุ้มค่าเพื่อลดต้นทุนโดยรวมของระบบ ราคาของปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนของแต่ละยี่ห้อและรุ่นอาจแตกต่างกันไป จำเป็นต้องประเมินประสิทธิภาพและราคาอย่างครอบคลุมเพื่อการตัดสินใจเลือกที่เหมาะสม

ในโครงการโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ขนาดใหญ่ โรงไฟฟ้าแห่งนี้มีกำลังการผลิตติดตั้ง 50 เมกะวัตต์ และมีการใช้อินเวอร์เตอร์พลังงานแสงอาทิตย์จำนวนมาก ในช่วงเริ่มต้นโครงการ เนื่องจากไม่มีปะเก็นซิลิโคนนำความร้อน เมื่ออินเวอร์เตอร์ทำงานในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง อุณหภูมิภายในโมดูลไฟฟ้ามักจะสูงกว่า 80°C ทำให้อินเวอร์เตอร์หยุดทำงานบ่อยครั้งเนื่องจากระบบป้องกันความร้อนสูงเกินไป ประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้าได้รับผลกระทบอย่างรุนแรง โดยมีการสูญเสียพลังงานเฉลี่ยต่อวันอยู่ที่ประมาณ 5,000 องศาฟาเรนไฮต์ ยิ่งไปกว่านั้น การทำงานที่อุณหภูมิสูงบ่อยครั้งยังเร่งให้ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ของอินเวอร์เตอร์เสื่อมสภาพเร็วขึ้น เพิ่มอัตราความล้มเหลวของอุปกรณ์อย่างมีนัยสำคัญ และเพิ่มต้นทุนการบำรุงรักษาอย่างมาก

เพื่อแก้ไขปัญหานี้ ทีมงานโครงการได้ติดตั้งปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนที่มีค่าการนำความร้อน 6W/(m・K) และความหนา 1 มม. ระหว่างโมดูลจ่ายไฟและแผงระบายความร้อนของอินเวอร์เตอร์ หลังจากการติดตั้งและการตรวจสอบการทำงานจริง อุณหภูมิของโมดูลจ่ายไฟอินเวอร์เตอร์ลดลงเหลือประมาณ 60°C ปัญหาการปิดระบบป้องกันความร้อนสูงเกินไปหายไปโดยพื้นฐาน ประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้าดีขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ และปริมาณการผลิตไฟฟ้าเฉลี่ยต่อวันเพิ่มขึ้นประมาณ 3,000 องศา ขณะเดียวกัน ด้วยอุณหภูมิที่ต่ำลง อัตราการเสื่อมสภาพของชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ก็ลดลง อัตราความล้มเหลวของอุปกรณ์ลดลงประมาณ 50% และต้นทุนการบำรุงรักษาก็ลดลงอย่างมาก ซึ่งนำมาซึ่งผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจที่สำคัญแก่โรงไฟฟ้า

ในโครงการกักเก็บพลังงานแบบกระจาย ซึ่งส่วนใหญ่ให้บริการกักเก็บพลังงานแก่นิคมอุตสาหกรรม ระบบกักเก็บพลังงานใช้โมดูลแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน ในระยะแรกของโครงการ เนื่องจากโมดูลแบตเตอรี่มีการกระจายความร้อนที่ไม่ดี ทำให้ความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างเซลล์แบตเตอรี่มีมาก สูงถึงกว่า 10°C ส่งผลให้ประสิทธิภาพการชาร์จและการคายประจุของแบตเตอรี่ต่ำลง และอายุการใช้งานสั้นลงอย่างมาก หลังจากการวิเคราะห์พบว่าปัญหาเกิดจากการกระจายความร้อนระหว่างชุดแบตเตอรี่และกล่องแบตเตอรี่

ทีมงานโครงการได้ใช้ปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนเพื่อแก้ปัญหานี้ โดยเลือกใช้ปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนที่มีความยืดหยุ่นดีและมีค่าการนำความร้อนสูง (8 วัตต์/(m・K)) ที่มีความหนา 3 มิลลิเมตร และบรรจุระหว่างชุดแบตเตอรี่และกล่อง หลังจากกระบวนการแปรรูป อุณหภูมิภายในชุดแบตเตอรี่ได้รับการควบคุมอย่างมีประสิทธิภาพ และลดความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างเซลล์ให้น้อยกว่า 3°C ประสิทธิภาพในการชาร์จและคายประจุของแบตเตอรี่เพิ่มขึ้นประมาณ 15% และอายุการใช้งานยาวนานขึ้นประมาณ 25% ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพและเสถียรภาพของระบบกักเก็บพลังงานอย่างมาก และให้การรับประกันที่เชื่อถือได้สำหรับแหล่งจ่ายไฟของนิคมอุตสาหกรรม

ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วอย่างต่อเนื่องของอุตสาหกรรมพลังงานใหม่ ขนาดและประสิทธิภาพของระบบโฟโตโวลตาอิกส์และระบบกักเก็บพลังงานก็ได้รับการปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง ซึ่งยังทำให้มีข้อกำหนดที่สูงขึ้นในด้านประสิทธิภาพและการใช้งานปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนอีกด้วย

ในด้านประสิทธิภาพ ปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนในอนาคตจำเป็นต้องมีค่าการนำความร้อนที่สูงขึ้นเพื่อตอบสนองความต้องการด้านการระบายความร้อนที่เพิ่มขึ้น ด้วยการพัฒนาอย่างต่อเนื่องของการรวมชิปและความหนาแน่นพลังงานที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์จึงสร้างความร้อนมากขึ้นเรื่อยๆ และปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนที่มีค่าการนำความร้อนแบบเดิมอาจไม่เป็นไปตามข้อกำหนดด้านการระบายความร้อนที่มีประสิทธิภาพ ดังนั้น การวิจัยและพัฒนาวัสดุและเทคโนโลยีที่มีค่าการนำความร้อนสูงขึ้นจะเป็นทิศทางการพัฒนาที่สำคัญในอนาคต ปัจจุบัน สถาบันวิจัยและบริษัทบางแห่งกำลังศึกษาวัสดุตัวเติมและวัสดุคอมโพสิตนำความร้อนชนิดใหม่ เช่น คาร์บอนนาโนทิวบ์ กราฟีน ฯลฯ และยางซิลิโคน ซึ่งคาดว่าจะช่วยปรับปรุงค่าการนำความร้อนของปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนได้อย่างมาก

นอกจากนี้ ยังมีข้อกำหนดที่เข้มงวดมากขึ้นเกี่ยวกับเสถียรภาพและความน่าเชื่อถือของปะเก็นซิลิโคนนำความร้อน ระบบพลังงานใหม่มักต้องทำงานได้อย่างเสถียรเป็นเวลานานภายใต้สภาพแวดล้อมที่ซับซ้อนหลากหลาย เช่น อุณหภูมิสูง ความชื้นสูง รังสีอัลตราไวโอเลตที่รุนแรง เป็นต้น ปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนจำเป็นต้องรักษาประสิทธิภาพการทำงานให้คงที่ในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงเหล่านี้โดยไม่เสื่อมสภาพ เสียรูป แตกร้าว และปัญหาอื่นๆ เพื่อให้มั่นใจถึงความทนทานของประสิทธิภาพการระบายความร้อนและความน่าเชื่อถือของระบบ สิ่งนี้จำเป็นต้องอาศัยการพัฒนาและนวัตกรรมอย่างต่อเนื่องในด้านสูตรวัตถุดิบ กระบวนการผลิต และการควบคุมคุณภาพ เพื่อปรับปรุงเสถียรภาพและความน่าเชื่อถือของผลิตภัณฑ์

ในด้านการประยุกต์ใช้ ด้วยนวัตกรรมเทคโนโลยีพลังงานใหม่อย่างต่อเนื่องและการขยายตัวของสถานการณ์การใช้งานอย่างต่อเนื่อง ปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนจะขยายขอบเขตการใช้งานให้กว้างขวางยิ่งขึ้น นอกจากสาขาดั้งเดิม เช่น อินเวอร์เตอร์พลังงานแสงอาทิตย์ แผงโซลาร์เซลล์ และโมดูลแบตเตอรี่กักเก็บพลังงานแล้ว ปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนยังมีบทบาทสำคัญในการประยุกต์ใช้งานใหม่ๆ อีกหลายสาขา เช่น ระบบการจัดการความร้อนของรถยนต์พลังงานใหม่ ไมโครกริดพลังงานแบบกระจาย และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังไฟฟ้าของกริดอัจฉริยะ

ในด้านยานยนต์พลังงานใหม่ ด้วยความนิยมของยานยนต์ไฟฟ้าและการพัฒนาเทคโนโลยีแบตเตอรี่ ความต้องการระบบจัดการความร้อนของแบตเตอรี่จึงเพิ่มสูงขึ้นเรื่อยๆ ปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนไม่เพียงแต่ใช้สำหรับระบายความร้อนของโมดูลแบตเตอรี่เท่านั้น แต่ยังใช้สำหรับระบายความร้อนของส่วนประกอบต่างๆ เช่น มอเตอร์และระบบควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพและความปลอดภัยของรถยนต์ทั้งคัน ในไมโครกริดพลังงานแบบกระจาย แหล่งพลังงานแบบกระจายขนาดเล็กต่างๆ (เช่น โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ขนาดเล็ก อุปกรณ์ผลิตไฟฟ้าพลังงานลม ฯลฯ) และอุปกรณ์กักเก็บพลังงาน จำเป็นต้องมีระบบระบายความร้อนที่มีประสิทธิภาพ และปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนสามารถให้การป้องกันการระบายความร้อนที่เชื่อถือได้สำหรับอุปกรณ์เหล่านี้

ในอนาคต การออกแบบและผลิตปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนจะให้ความสำคัญกับการปรับแต่งและปรับแต่งให้เหมาะกับการใช้งานเฉพาะบุคคลมากขึ้น สถานการณ์การใช้งานพลังงานและอุปกรณ์ใหม่ๆ ที่แตกต่างกันมีข้อกำหนดที่แตกต่างกันในด้านประสิทธิภาพ ขนาด รูปทรง ฯลฯ ของปะเก็นซิลิโคนนำความร้อน ดังนั้นจึงจำเป็นต้องนำเสนอโซลูชันเฉพาะบุคคลตามความต้องการใช้งานเฉพาะด้าน ด้วยการออกแบบวัสดุขั้นสูง การวิเคราะห์แบบจำลอง และกระบวนการผลิต เราจึงสามารถผลิตปะเก็นซิลิโคนนำความร้อนตามความต้องการเฉพาะของลูกค้าแต่ละรายได้

การพัฒนาอุตสาหกรรมพลังงานใหม่นำมาซึ่งโอกาสทางการตลาดและโอกาสในการพัฒนาที่กว้างขวางสำหรับปะเก็นซิลิโคนนำความร้อน ขณะเดียวกันก็สร้างความท้าทายที่มากขึ้นในด้านประสิทธิภาพและการใช้งาน มีเพียงนวัตกรรมและความก้าวหน้าอย่างต่อเนื่องเท่านั้นที่สามารถตอบสนองความต้องการที่เพิ่มขึ้นของอุตสาหกรรมพลังงานใหม่ และส่งเสริมการพัฒนาที่ยั่งยืนและแข็งแรงของอุตสาหกรรมพลังงานใหม่ได้

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