Solarni panel rijetko biva uništen od strane sunca koje ga napaja. Češće kvar počinje na rubovima: šav okvira, poklopac razvodne kutije, kabelska uvodnica, kućište senzora. To su točke gdje se susreću dva različita materijala i gdje se od spoja za lijepljenje i brtvljenje traži da obavi posao koji staklo, aluminij i polimerna stražnja ploča ne mogu sami. Vanjske instalacije prolaze kroz temperaturne oscilacije koje mogu premašiti šezdeset stupnjeva Celzijusa između noći i dana, apsorbiraju izravno ultraljubičasto zračenje desetljeće ili više i podnose opetovanu kondenzaciju, kišu koju pokreće vjetar, au mnogim regijama i raspršivač soli ili industrijske zagađivače.
Ljepilo opće namjene ili građevinska brtva nikad nisu bili projektirani za ovu kombinaciju naprezanja koja djeluju istovremeno i kontinuirano. Zbog toga je solarna industrija konvergirala na užu kategoriju materijala, široko grupiranu pod silikonsko ljepilo i sustavi polimernih ljepila za brtvljenje , formuliran posebno za vanjsko električno i strukturno lijepljenje. Ovaj članak razmatra što ove namjenske spojeve razlikuje od običnih brtvila, gdje se primjenjuju unutar sklopa panela i kako ih instalateri i proizvođači mogu ocijeniti na tehničkoj, a ne na marketinškoj osnovi.
Većina općih ljepila formulirana je za unutarnju upotrebu, umjerene temperaturne raspone i kratkotrajnu izloženost vlazi. Kada se ovi proizvodi koriste na vanjskoj električnoj opremi, obično se pojavljuju tri uzorka kvarova unutar prvih osamnaest do trideset i šest mjeseci rada:
Budući da se u razvodnoj kutiji nalaze premosne diode te pozitivni i negativni izlazni terminali, ulazak vlage u ovoj jednoj točki može ugroziti cijeli niz panela, a ne samo jedan modul. Ovo je jedan od razloga zašto su specifikacije brtvila za ovu komponentu strože nego za gotovo bilo koji drugi dio sklopa.
| Faktor stresa | Približna ekspozicija |
|---|---|
| Raspon temperature | Negativnih 40 do pozitivnih 90 Celzijevih stupnjeva |
| izloženost UV zrakama | Kontinuirani, projektirani životni vijek od 20 do 30 godina |
| Ciklusi vlažnosti | Dnevna kondenzacija u većini klimatskih područja |
| Mehanički stres | Opterećenje vjetrom, toplinsko širenje, rukovanje |
Izraz koji se koristi u cijeloj industriji za ovu klasu materijala je fotonaponski silika gel , silikonski spoj koji se stvrdnjava na sobnoj temperaturi ili toplinom dizajniran za spajanje, brtvljenje i električnu izolaciju komponenti unutar solarnog modula ili hardvera njegovog kućišta. Za razliku od općeg silikonskog brtvljenja, on je formuliran oko specifičnog skupa ciljeva izvedbe koji se izravno preslikavaju na gore opisane načine kvara.
Mnoge formulacije u ovoj kategoriji isporučuju se kao prozirni silikon or prozirni silicij proizvoda, djelomično iz estetskih razloga na vidljivim šavovima, a djelomično zato što jasno otvrdnjavanje omogućuje vizualni pregled cjelovitosti spoja bez rastavljanja. Čista linija stvrdnjavanja bez mjehurića, ravnomjerno obojena, jedan je od najjednostavnijih pokazatelja na terenu da je nanošenje obavljeno ispravno i da materijal nije počeo propadati.
Razvodna kutija električna je izlazna točka solarnog modula, a također je jedna od mehanički najosjetljivijih. Obično je zalijepljen za stražnju ploču kuglicom brtvila po obodu, a poklopac je zapečaćen brtvom, ljepljivom kuglicom ili oboje. Proizvod koji se prodaje kao Sklop solarne ploče Razvodna kutija može silikonsko brtvilo je formuliran imajući na umu ovaj specifični spoj, uravnotežujući tri zahtjeva koji su ponekad u međusobnoj napetosti: snažno prianjanje na materijal kućišta kutije, profil stvrdnjavanja koji je kompatibilan sa stražnjom pločom bez izazivanja raslojavanja i dugoročnu fleksibilnost tako da ponovljeni toplinski ciklusi ne otvaraju put curenja na spoju.
| Lokacija | Primarni rizik ako je loše zatvoren |
|---|---|
| Perimetar od kutije do zadnjeg lista | Praćenje vode ispod kutije, korozija lemljenih spojeva |
| Linija za brtvljenje poklopca | Skupljanje kondenzata unutar kućišta |
| Uvodna uvodnica kabela | Kapilarni prodor vlage duž vodiča |
| Šupljina za postavljanje diode | Iskreni luk ili toplinski odlazak pod opterećenjem |
Terenski podaci prikupljeni kroz dugotrajne instalacije dosljedno pokazuju da se neproporcionalan udio neučinkovitih ili neispravnih žica može pratiti do vlage u razvodnoj kutiji, a ne do samih fotonaponskih ćelija. Ovo čini izbor brtvila na ovom jednom spoju jednom od odluka s većom utjecajem u cijelom procesu montaže.
Osim razvodne kutije, moderna solarna instalacija uključuje sve veći broj manjih komponenti od kojih svaka treba svoju vlastitu strategiju brtvljenja: kutne spojeve okvira, sučelja nosača za montažu, konektore u stilu MC, senzore razine niza, au nekim izvedbama, integrirane mikropretvarače ili optimizatore montirane izravno na modul. A Silikonsko brtvilo za komponente solarnog panela primjena se obično razlikuje od brtvljenja razvodne kutije u veličini kuglica, brzini stvrdnjavanja i ponekad viskoznosti, budući da su ti spojevi često manji, brojniji i primjenjuju se pri većim brzinama linije tijekom proizvodnje.
Budući da se te komponente proizvode i ugrađuju u velikom broju, proizvođači također važu brzinu otvrdnjavanja i ponašanje pri nanošenju zajedno s dugotrajnim djelovanjem. Spoj koji se presporo stvrdnjava može začepiti montažnu traku; onaj koji se prebrzo skida može stvoriti probleme s prianjanjem ako dvije površine nisu spojene unutar radnog prozora.
Nije svaki silikonski proizvod koji se prodaje kao vanjsko brtvilo prikladan za fotonaponski rad. Tablica u nastavku uspoređuje široke kategorije koje se često razmatraju za solarne sklopove i održavanje, bez upućivanja na bilo koju marku ili proizvođača.
| Kategorija brtvila | UV otpornost | Električna izolacija | Tipična uporaba u PV sklopovima |
|---|---|---|---|
| Opći građevinski silikon | Umjereno | Nije ocijenjeno | Ne preporučuje se za razvodne kutije ili konektore |
| Neutralno stvrdnjavajući PV silikon | visoko | Namijenjen za niskonaponske istosmjerne krugove | Razvodna kutija, šavovi okvira, kućišta konektora |
| Dvokomponentni silikon za popunjavanje | visoko | visoko, full encapsulation | Diodne šupljine, krugovi senzora, ispuna konektora |
| Octeno otvrdnjavajući opći silikon | Umjereno to low | Nije ocijenjeno | Izbjegavajte kontakte u blizini metala zbog korozivnih nusproizvoda otvrdnjavanja |
Razlika između kemije neutralnog stvrdnjavanja i octene kemije vrijedi istaknuti samu po sebi. Silikoni s octenom kiselinom oslobađaju nusproizvod tijekom stvrdnjavanja koji može biti blago korozivan za određene metale, što je nepoželjno u blizini bakrenih terminala, lemljenih spojeva ili pločastih konektora. Ovo je jedan od jasnijih filtara o kojima se ne može pregovarati prilikom pregledavanja a obnovljivi izvor energije silikon proizvod za korištenje bilo gdje u blizini električnih kontakata pod naponom.
Čak i dobro formulirano brtvilo imat će lošije rezultate ako se nanese neispravno. Redoslijed u nastavku odražava uobičajenu praksu na montažnim linijama modula i ekipama za postavljanje na terenu za a ljepilo za solarnu razvodnu kutiju i a general Brtvilo za PV module primjena.
Pečat je jak onoliko koliko je jak njegov najslabiji inč. Ujednačena geometrija zrna i čista priprema podloge obično su važniji za dugoročne performanse od marginalne razlike između dvije inače usporedive formulacije brtvila.
Budući da je grešku brtvljenja na terenu skupo dijagnosticirati, a još skuplje sanirati na instaliranom nizu, kontrola kvalitete za ove materijale teži se usredotočiti na ubrzano starenje, a ne oslanjati se samo na kratkoročne provjere prianjanja.
Toplinski ciklus opetovano pomiče spojeni uzorak između ekstremnih temperatura kako bi se otkrile pukotine nastale zamorom koje bi trebale godine da se pojave u normalnim vanjskim uvjetima. Izlaganje vlažnoj toplini, koje često traje stotine sati na povišenoj temperaturi i vlažnosti, koristi se za provjeru održava li se prianjanje pod stalnim pritiskom vlage, a ne pod kratkim izlaganjem. Ispitivanje dielektrične čvrstoće potvrđuje da stvrdnuti materijal i dalje funkcionira kao električni izolator nakon starenja, što je posebno važno za brtvila koja se koriste u blizini diodnih šupljina ili priključaka pod naponom.
Za instalatere i timove za nabavu bez pristupa internom laboratoriju, zahtjev za izvještajima o ispitivanju koji pokrivaju ove kategorije, zajedno s jasnim podacima o vremenu stvrdnjavanja, radnim vremenom i rasponom radne temperature, razumna je minimalna granica prije specificiranja proizvoda za projekt komercijalne razmjere.
Trošak brtvila mali je dio ukupnih troškova modula ili instalacije, ali loš izbor brtvila može biti odgovoran za neproporcionalan udio jamstvenih zahtjeva i prevrtanja kamiona tijekom vijeka trajanja sustava. Koristan način za uobličavanje ovog kompromisa je usporedba inkrementalnih troškova materijala za pravilno ocijenjeno brtvilo s troškovima rada i zastoja pri jednom popravku na terenu.
| Faktor troškova | Premala ili pogrešna brtvila | Ispravno određeno brtvilo |
|---|---|---|
| Trošak materijala po modulu | Niže | Neznatno viši |
| Stopa kvarova na terenu | visokoer, especially after year 2 to 3 | Niže, aligned with module warranty period |
| Rad na popravku | Značajan, često zahtijeva pristup web mjestu | Minimalni prekoračeni radni vijek |
| Izlaganje jamstva | visokoer | Niže |
S obzirom na to da se većina jamstava za module sada proteže na dvadeset pet godina ili dulje, razumno je očekivati da će brtvilo ostati funkcionalno kroz usporedivi servisni period, iako se nikada neće pregledavati tako često kao električne komponente koje štiti.
Općenito silikonsko brtvilo formulirano je za široku upotrebu u građevinarstvu ili kućanstvu, dok je proizvod fotonaponske kvalitete dizajniran oko specifične kombinacije produljene UV izloženosti, velikih promjena temperature i blizine električnih krugova pod naponom koji se nalaze u solarnom modulu.
U mnogim slučajevima neutralno stvrdnjavajući PV silikon može se koristiti u oba područja, ali brtvljenje razvodne kutije u blizini terminala pod naponom obično zahtijeva proizvod s potvrđenim ocjenama električne izolacije, dok brtvljenje okvira daje veću težinu prianjanju i otpornosti na vremenske uvjete.
Silikoni s octenom kiselinom oslobađaju nusproizvod tijekom stvrdnjavanja koji može biti blago korozivan za određene metale, tako da se formulacije s neutralnom stvrdnjavanjem općenito preferiraju u blizini bakrenih terminala, lemljenih spojeva ili obloženih konektora.
Općenito se očekuje da će pravilno specificirano i naneseno brtvilo ostati funkcionalno tijekom radnog vijeka koji se može usporediti s jamstvenim rokom modula, često dvadeset pet godina ili više, pod pretpostavkom pravilne pripreme površine i primjene.
Većina kvarova dolazi do greške pri nanošenju, a ne do samog materijala, uključujući neadekvatno čišćenje površine, diskontinuirano nanošenje kuglica ili sastavljanje dijelova nakon što se brtvilo već počelo skidati.
Prozirni silikon se obično koristi jer omogućuje vizualni pregled linije spajanja bez rastavljanja, ali odluka bi se ipak trebala temeljiti primarno na podacima o prianjanju, UV otpornosti i električnoj izolaciji, a ne samo na izgledu.