圖 5-41 為防火與阻熱試驗時熱電偶在三五族太陽光電板的分佈位置,在三 五族太陽光電板的 No_1 與 No_2 分別以 3 x 3 共九個熱電偶的方式量測不同位置 的溫度變化,由於本實驗共有兩塊三五族太陽光電板,因此共有 18 個熱電偶分 佈點。熱電偶之設置編號如圖 5-41 所示。此外,考量實驗過程中熱電偶可能會 有脫落的情況,因此本實驗亦使用紅外線熱像儀進行量測分析的輔助。
圖5-41 熱電偶在太陽光電板分佈(本研究整理)
本次實驗整體時間為32分鐘,原因為試體(I)在實驗時間32分鐘時發生火焰竄 出的現象。表5-7為No_1之實驗過程與事件紀錄,在3分30秒時,太陽光電板左下 角因水膜不均勻而有冒煙的現象產生,並且在三五族太陽光電板的表面強化玻璃 出現裂痕;在7分鐘時,三五族太陽光電板的中間部分有變形突起,並且發現裂 紋的面積有增加的趨勢;之後在11分鐘至17分鐘的這段時間可以觀察到水膜的水 會滲入太陽光電板的裂紋之中。
實驗時間17分鐘時,於曝火面處的強化玻璃開始發生破裂以及掉落的現象,
此外,在強化玻璃中間夾層的三五族光電化合物亦開始破裂與脫落。實驗時間20 分鐘時,可由太陽光電板的表面強化玻璃觀察到爐內的情況,此原因為強化玻璃
夾層之間的三五族太陽光電化合物遭到破壞以及碎裂,而在23分鐘時,位於非曝 火面的太陽光電板強化玻璃產生嚴重變形。在25分鐘時,太陽光電板之表面強化 玻璃明顯的變形並且凹向爐內,在27分28秒時,太陽光電板的表面強化玻璃破裂,
最後在32分鐘時結束實驗。詳細影像如圖5-42所示。由於太陽光電板的構造是一 個複合式結構,因此在實驗過程中,於太陽光電板非曝火面處建立水膜的方式並 無法有效藉由水膜帶走整體太陽光電板的熱,因而使得太陽光電板會發生結構變 形、分離與破裂的現象,整體的防火時效並無法達到30分鐘以上。
表5-7 No_1實驗過程與事件
(本研究整理)
圖5-42 No_1實驗過程影像(本研究整理)
表5-8為No_2之實驗過程與事件紀錄,在實驗時間9分50秒時,位於曝火面的 太陽光電板有玻璃破裂聲音發生;而在11分鐘時,由非曝火面處的太陽光電板鏡 面影像發現太陽光電板有些微變形的現象發生;隨著實驗時間的增加,太陽光電 板的變形有更明顯的趨勢,但非曝火面處的強化玻璃並無裂紋的現象發生,最後 在32分鐘結束實驗時亦無發生裂紋與破裂的情形發生。由此結果可知,在太陽光 電板曝火面處形成水膜的方式與非曝火面處形成水膜的方式相互比較,其結果顯 示位於曝火面處形成水膜的方式會有較佳的防火與阻熱性能,但由於太陽光電板 為複合式結構體,因而導致水膜並無法快速、完整或均勻將太陽光電板所受的熱
帶走,所以在整個實驗過程仍然還是有結構變形的現象發生。
當整體實驗時間結束過後,於關閉大型門牆耐火加熱爐的過程中會產生爐內 的壓力變化,此時發現原本變形的No_2開始產生結構上的裂紋與破裂現象,詳 細影像如圖5-43所示。
由此可知,太陽光電板於曝火面處形成水膜的方式雖然有較佳的防火與阻熱 性能,但卻無法讓太陽光電板在整體試驗過程能夠保持完整的結構性,因此水膜 系統的防火與阻熱技術較不適用於太陽光電板此類的複合式結構。原因為太陽光 電板為複合式結構體,此結構體會使得水膜無法快速、完整或均勻的將太陽光電 板所受的熱帶走,因此在整個實驗過程會有結構變形的現象發生。
表5-8 No_2實驗過程與事件
(本研究整理)
圖5-43 No_2實驗過程影像(本研究整理)
圖5-44顯示No_1之熱電偶量測各點溫度分佈圖,由此結果可以看出,太陽光 電板最高溫度出現在大約210秒左右,在超過210秒之後溫度會略為下降,而各量 測點位置的溫度變化並無明顯的差異性,均低於水的沸點。
圖5-45顯示No_2之熱電偶量測各點溫度分佈圖,由結果可以看出,熱電偶所 量測的溫度會隨著時間的增加而增加,直到實驗結束32分鐘。在整個溫度變化過 程可以發現,不同量測位置但同色系溫度曲線所量測的溫度變化差異不大,但綠 色溫度曲線(No_3, No_6, No_9)所量測的溫度則是高於藍色(No_2, No_5, No_8) 與紅色(No_1, No_4, No_7)的溫度曲線。由此結果可知試體(II)太陽光電板在各量
測點的溫度分佈變化並不相同。
圖5-46為No_1以及No_2之熱電偶量測之平均溫度分佈,由圖中可以看出,
No_1的最高溫度發生在左下角冒煙時(3分30秒),所量測的溫度約60oC,之後量 測的溫度會略為下降,當實驗時間至7分鐘時,太陽光電板在非曝火面處的表面
圖5-44 No_1熱電偶量測各點溫度分佈(本研究整理)
圖5-45 No_2熱電偶量測各點溫度分佈(本研究整理)
圖5-46 熱電偶量測之平均溫度分佈(本研究整理)
由水膜系統結合三五族太陽光電板的實驗結果可知:
1. 太陽光電板是複合式結構所組成,因此太陽光電板在試驗過程會有變形與分 離的現象。
2. 非曝火面形成水膜的方式:太陽光電板於30分鐘內就會發生破裂與破壞。最 高溫度發生在左下角冒煙時(3分30秒)所量測的溫度約60oC。之後發生表面玻 璃裂紋與變形(7分),因而使得複合式結構的太陽光電板產生分離,在此之後 所量測的溫度則不隨時間增加而變化。
3. 曝火面形成水膜的方式:太陽光電板於30分鐘內僅有發生變形,而無明顯破 壞。太陽光電板發生變形後(11分),所量測的溫度會隨著時間增加至約80oC。
此結果顯示水膜產生在曝火面處會使得太陽光電板有較佳的防火性能,但無 法讓太陽光電板不發生破裂與變形。