Un panou solar este raresaui distrus de soarele care îl alimentează. Mai des, defecțiunea începe la margini: cusătura cadrului, capacul cutiei de joncțiune, presetupa cablului, carcasa senzorului. Acestea sunt punctele în care două materiale diferite se întâlnesc și în care unui compus de lipire și etanșare i se cere să facă o muncă pe care sticla, aluminiul și foaia din spate polimer nu o pot face singure. Instalațiile exterioare trec prin fluctuații de temperatură care pot depăși șaizeci de grade Celsius între noapte și zi, absorb radiația ultravioletă directă timp de un deceniu sau mai mult și suportă condens repetat, ploi cauzate de vânt și, în multe regiuni, pulverizare de sare sau poluanți industriali.
Un adeziv de uz general sau un calafat de calitate nu a fost niciodată conceput pentru această combinație de tensiuni care acționează simultan și continuu. Acesta este motivul pentru care industria solară a convergit către o categorie mai restrânsă de materiale, grupate în linii mari adeziv siliconic şi sisteme de etanșare adezive polimerice , formulat special pentru lipirea electrică și structurală în aer liber. Acest articol analizează ce separă acești compuși special conceputi de etanșanții obișnuiți, unde sunt aplicați în cadrul unui ansamblu de panouri și modul în care instalatorii și producătorii le pot evalua din motive tehnice, mai degrabă decât de marketing.
Majoritatea adezivilor generali sunt formulați pentru utilizare în interior, intervale moderate de temperatură și expunere pe termen scurt la umiditate. Când aceste produse sunt utilizate pe echipamente electrice de exterior, trei modele de defecțiuni tind să apară în primele optsprezece până la treizeci și șase de luni de funcționare:
Deoarece o cutie de joncțiune găzduiește diodele de bypass și bornele de ieșire pozitive și negative, pătrunderea umidității în acest singur punct poate compromite un întreg șir de panouri, nu doar un modul. Acesta este unul dintre motivele pentru care specificațiile de etanșare pentru această componentă tinde să fie mai stricte decât pentru aproape orice altă parte a ansamblului.
| Factorul de stres | Expunere aproximativă |
|---|---|
| Interval de temperatură | Negativ 40 până la pozitiv 90 de grade Celsius |
| Expunerea la UV | Durată de viață continuă, de la 20 la 30 de ani |
| Ciclul de umiditate | Condens zilnic în majoritatea climatelor |
| Stresul mecanic | Sarcina de vant, dilatare termica, manipulare |
Termenul folosit în întreaga industrie pentru această clasă de materiale este gel de silice fotovoltaic , un compus siliconic la temperatura camerei sau cu polimerizare termică conceput pentru a lipi, etanșa și izola electric componentele dintr-un modul solar sau din hardware-ul carcasei acestuia. Spre deosebire de un calfat general de silicon, acesta este formulat în jurul unui set specific de obiective de performanță care se mapează direct la modurile de defecțiune descrise mai sus.
Multe formulări din această categorie sunt furnizate ca silicon transparent or silicon transparent produse, parțial din motive estetice pe cusăturile vizibile și parțial pentru că o întărire clară permite o inspecție vizuală a integrității legăturii fără demontare. O linie de întărire curată, fără bule, colorată uniform este unul dintre cei mai simpli indicatori de teren că o aplicare a fost făcută corect și că materialul nu a început să se degradeze.
Cutia de joncțiune este punctul de ieșire electric al unui modul solar și este, de asemenea, unul dintre cele mai vulnerabile mecanic. În mod obișnuit, este lipit de foaia din spate cu un cordon de etanșare în jurul perimetrului său, iar capacul său este fie sigilat cu o garnitură, un cordon adeziv sau ambele. Un produs comercializat ca a Ansamblu panou solar Cutie de joncțiune Cantitatea de etanșare siliconică este formulat având în vedere această îmbinare specifică, echilibrând trei cerințe care sunt uneori în tensiune între ele: aderență puternică la materialul carcasei cutiei, un profil de întărire compatibil cu foaia din spate fără a provoca delaminare și flexibilitate pe termen lung, astfel încât ciclurile termice repetate să nu deschidă o cale de scurgere la cusătură.
| Locație | Risc principal dacă este prost sigilat |
|---|---|
| Perimetrul de la cutie la coala din spate | Urmărirea apei sub cutie, coroziunea îmbinărilor de lipit |
| Linia de garnitură a capacului | Acumularea condensului în interiorul carcasei |
| Presepe de intrare cablu | Pătrunderea umidității capilare de-a lungul conductorului |
| Cavitatea de ghiveci pentru diode | Arc sau evaporare termică sub sarcină |
Datele de teren colectate în cadrul instalațiilor cu funcționare lungă arată în mod constant că o pondere disproporționată a șirurilor cu performanțe slabe sau eșuate poate fi urmărită până la umiditatea din cutia de joncțiune, mai degrabă decât la celulele fotovoltaice în sine. Acest lucru face ca alegerea materialului de etanșare la această îmbinare unică să fie una dintre deciziile cu efect de pârghie mai mare în întregul proces de asamblare.
Dincolo de cutia de joncțiune, o instalație solară modernă include un număr tot mai mare de componente mai mici, care au nevoie fiecare de propria strategie de etanșare: îmbinări de colț ale cadrului, interfețe pentru suport de montare, conectori în stil MC, senzori la nivel de șir, iar în unele modele, microinvertoare sau optimizatoare integrate montate direct pe modul. A Etanșant siliconic pentru componenta panoului solar aplicarea diferă de obicei de etanșarea cutiei de joncțiune prin dimensiunea talonului, viteza de întărire și uneori vâscozitate, deoarece aceste îmbinări sunt adesea mai mici, mai numeroase și aplicate la viteze mai mari ale liniei în timpul producției.
Deoarece aceste componente sunt produse și instalate la scară, producătorii cântăresc, de asemenea, viteza de întărire și comportamentul de distribuire, alături de performanța pe termen lung. Un compus care se întărește prea lent poate bloca o linie de asamblare; unul care se întinde prea repede poate crea probleme de aderență dacă cele două suprafețe nu sunt îmbinate în fereastra de lucru.
Nu orice produs din silicon vândut ca etanșant exterior este potrivit pentru lucrări fotovoltaice. Tabelul de mai jos compară categorii largi adesea luate în considerare pentru asamblarea și întreținerea solară, fără referire la vreo marcă sau producător specific.
| Categoria de etanșare | Rezistență UV | Izolație electrică | Utilizare tipică în asamblarea fotovoltaică |
|---|---|---|---|
| Silicon de construcție generală | Moderat | Neevaluat | Nu este recomandat pentru cutii de joncțiune sau conectori |
| Silicon de calitate PV cu întărire neutră | Înalt | Evaluat pentru circuite DC de joasă tensiune | Cutie de racordare, cusături de cadru, carcase conector |
| Silicon pentru ghiveci din două părți | Înalt | Înalt, full encapsulation | Cavități de diode, circuite senzori, umplere conector |
| Silicon general cu polimerizare acetică | Moderat to low | Neevaluat | Evitați în apropierea contactelor metalice din cauza produselor secundare corozive de întărire |
Distincția dintre chimia cu cura neutră și cea acetică merită evidențiată de la sine. Siliconii cu întărire acetică eliberează un produs secundar în timpul întăririi, care poate fi ușor corosiv pentru anumite metale, ceea ce este nedorit în apropierea terminalelor de cupru, îmbinărilor de lipit sau conectorilor placați. Acesta este unul dintre filtrele mai clare, nenegociabile atunci când selectați a silicon de energie regenerabilă produs pentru utilizare oriunde în apropierea contactelor electrice sub tensiune.
Chiar și un etanșant bine formulat va avea performanțe slabe dacă este aplicat incorect. Secvența de mai jos reflectă practica comună în liniile de asamblare a modulelor și echipele de instalare pe teren atât pentru a adeziv pentru cutia de joncțiune solară şi a general Etanșant pentru module fotovoltaice aplicarea.
Un sigiliu este atât de puternic cât cel mai slab centimetru al său. Geometria uniformă a cordonului și pregătirea curată a substratului contează de obicei mai mult pentru performanța pe termen lung decât diferența marginală dintre două formulări de etanșare altfel comparabile.
Deoarece o defecțiune a etanșării în teren este costisitor de diagnosticat și chiar mai costisitor de remediat pe o matrice instalată, controlul calității pentru aceste materiale tinde să se concentreze pe îmbătrânirea accelerată, mai degrabă decât să se bazeze doar pe verificări de aderență pe termen scurt.
Ciclul termic mută în mod repetat o probă lipită între extreme de temperatură pentru a dezvălui fisuri de oboseală care ar dura ani să apară în condiții normale de exterior. Expunerea la căldură umedă, care se desfășoară adesea timp de multe sute de ore la temperatură și umiditate ridicate, este utilizată pentru a verifica dacă aderența se menține sub presiunea umidității susținute, mai degrabă decât o expunere scurtă. Testarea de rezistență dielectrică confirmă că materialul întărit încă funcționează ca un izolator electric după îmbătrânire, ceea ce este deosebit de relevant pentru etanșanții utilizați în apropierea cavităților diodelor sau a terminalelor sub tensiune.
Pentru instalatorii și echipele de achiziții fără acces la laboratorul intern, solicitarea de rapoarte de testare care acoperă aceste categorii, împreună cu o fișă de date clară care să enumere timpul de vindecare, timpul de lucru și intervalul de temperatură de serviciu, este o bară minimă rezonabilă înainte de a specifica un produs pentru un proiect la scară comercială.
Costul sigilantului este o mică parte din costul total al modulului sau al instalării, dar o alegere slabă a materialului de etanșare poate fi responsabilă pentru o pondere disproporționată a cererilor de garanție și a rulajelor de camion pe durata de viață a unui sistem. O modalitate utilă de a încadra acest compromis este de a compara costul material suplimentar al unui material de etanșare evaluat corespunzător cu costul forței de muncă și al timpului de nefuncționare al unei singure reparații pe teren.
| Factorul de cost | Sigilant subdimensionat sau greșit | Etanșant specificat corespunzător |
|---|---|---|
| Costul materialului pe modul | Mai jos | Marginal mai mare |
| Rata de eșec în câmp | Înalter, especially after year 2 to 3 | Mai jos, aligned with module warranty period |
| Manopera de reparatie | Semnificativ, adesea necesită acces la site | Durată de viață minimă supraevaluată |
| Expunerea la garanție | Înalter | Mai jos |
Având în vedere că majoritatea garanțiilor modulelor se extind acum la douăzeci și cinci de ani sau mai mult, ar trebui să se aștepte în mod rezonabil ca materialul de etanșare să rămână funcțional într-o fereastră de service comparabilă, chiar dacă nu va fi niciodată inspectat la fel de des precum componentele electrice pe care le protejează.
Un etanșant general de silicon este formulat pentru construcție largă sau uz casnic, în timp ce un produs fotovoltaic este conceput în jurul combinației specifice de expunere prelungită la UV, variații mari de temperatură și apropiere de circuitele electrice sub tensiune găsite într-un modul solar.
În multe cazuri, un silicon de calitate PV cu întărire neutră poate fi utilizat în ambele zone, dar etanșarea cutiei de joncțiune în apropierea terminalelor sub tensiune necesită de obicei un produs cu ratinguri de izolare electrică confirmate, în timp ce etanșarea cadrului pune mai multă greutate pe aderență și rezistență la intemperii.
Siliconii cu întărire acetică eliberează un produs secundar în timpul întăririi, care poate fi ușor corosiv pentru anumite metale, astfel încât formulările cu întărire neutră sunt în general preferate lângă bornele de cupru, îmbinările de lipit sau conectorii placați.
Un etanșant specificat și aplicat corect este, în general, de așteptat să rămână funcțional pentru o durată de viață comparabilă cu perioada de garanție a modulului, adesea de douăzeci și cinci de ani sau mai mult, presupunând pregătirea și aplicarea corectă a suprafeței.
Majoritatea defecțiunilor se regăsesc mai degrabă în eroarea de aplicare decât în materialul în sine, inclusiv curățarea inadecvată a suprafeței, aplicarea discontinuă a cordonului sau asamblarea pieselor după ce etanșantul a început deja să se dezlipească.
Siliconul transparent este folosit în mod obișnuit, deoarece permite o inspecție vizuală a liniei de legătură fără dezasamblare, dar decizia ar trebui să se bazeze în primul rând pe date de aderență, rezistență la UV și izolație electrică, mai degrabă decât pe aspect.