Acasă / Știri / Știri din industrie / De ce ansamblurile fotovoltaice necesită etanșanți din silicon special în locul adezivilor generali
Știri din industrie

De ce ansamblurile fotovoltaice necesită etanșanți din silicon special în locul adezivilor generali

Sarcina de mediu un ansamblu de panouri solare trebuie să supraviețuiască

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.

De ce adezivii standard sunt scurti în aplicațiile fotovoltaice

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:

  • Crăpare sau cretă pe măsură ce expunerea la ultraviolete descompune coloana vertebrală a polimerului, reducând elasticitatea și creând micro-fisuri
  • Pierderea aderenței la linia de legătură, deoarece dilatarea și contracția termică repetate obosește interfața dintre etanșant și substrat
  • Intrarea treptată a umidității printr-un material de etanșare care nu a fost niciodată evaluat pentru ciclul continuu al umidității exterioare, ceea ce duce la coroziunea contactelor interne

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.

Cerințe tipice de service pentru un etanșant fotovoltaic

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

Proprietățile de bază ale unui gel de silice fotovoltaic eficient

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.

Ceea ce distinge un compus special construit

  • Flexibilitate păstrată pe o bandă largă de temperatură, astfel încât legătura întărită să nu devină fragilă în climatele reci sau să se înmoaie excesiv la căldură ridicată
  • Contracție scăzută în timpul întăririi, ceea ce reduce șansa de fisurare a tensiunii la linia de legătură pe măsură ce materialul se întărește
  • Aderență puternică inițială și pe termen lung la substraturile comune în asamblarea panourilor, inclusiv aluminiu anodizat, materiale plastice tehnice și sticlă
  • Proprietăți de izolare electrică potrivite pentru utilizare în apropierea conductoarelor sub tensiune și a circuitelor de diode
  • Rezistență la îngălbenire și întărire sub încărcătură ultravioletă susținută, care este deosebit de relevantă acolo unde compusul este vizibil sau expus, mai degrabă decât complet închis

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.

Sigilarea cutiei de joncțiune: un punct critic de eșec

Solar Panel Assembly Junction Box Can Silicone Sealant

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.

Puncte de etanșare comune a cutiei de joncțiune

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.

Protecție la nivel de componente: rame, conectori și senzori

Silicone Sealant for Solar Panel Component

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.

Unde se aplică etanșarea la nivel de componente

  • Blocare cadru la sticlă și colțuri ale cadrului, pentru a preveni pătrunderea apei de-a lungul extrudării aluminiului
  • Carcase conector de cablu, unde a compus pentru ghiveci pentru componente solare abordarea este uneori folosită pentru a încapsula complet un circuit mic, mai degrabă decât pentru a sigila pur și simplu o cusătură
  • Carcase pentru senzori și dispozitive de monitorizare montate pe sau în apropierea matricei
  • Pătrunderile consolelor și șinei prin cadrul modulului sau structura de montare

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.

Compararea categoriilor de etanșanți pentru aplicații solare

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.

Procesul de aplicare și cele mai bune practici

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.

Pregătirea suprafeței Curățați, degresați, uscați Grund (dacă este necesar) Dependent de substrat Aplicare cu mărgele Lățime constantă, fără goluri Asamblare În timpul deschis vindeca RH și temperatură controlate

Ghiduri practice

  1. Îndepărtați praful, reziduurile de eliberare a mucegaiului și umezeala de pe ambele suprafețe de lipire înainte de a distribui orice material de etanșare
  2. Confirmați compatibilitatea dintre material de etanșare și plasticul specific sau acoperirea utilizată pe substrat, deoarece unele foi de polimer reacţionează diferit la diferite chimii de întărire
  3. Aplicați o sferă continuă, uniformă, mai degrabă decât o serie de mărgele scurte suprapuse, ceea ce reduce șansa unei etanșări discontinue
  4. Îmbinați piesele de împerechere în timpul de deschidere declarat de producător, astfel încât etanșantul să nu înceapă să se dezlipească înainte de a se produce contactul
  5. Permiteți întărirea completă în intervalul specificat de temperatură și umiditate înainte ca modulul să fie supus sarcinilor mecanice sau solicitărilor de transport

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.

Standarde de control și testare a calității

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.

Metode comune de evaluare

Ciclul termic Îmbătrânirea camerei UV Expunerea la căldură umedă Peeling și aderență la forfecare Testarea rigidității dielectrice Rezistenta la pulverizare salina

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.

Considerații de performanță și cost pe termen lung

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.

Întrebări frecvente

Î1: Care este diferența dintre un etanșant general de silicon și un silicagel fotovoltaic?

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.

Î2: Poate fi folosit același agent de etanșare atât pentru cutia de joncțiune, cât și pentru cadrul panoului?

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.

Î3: De ce chimia de vindecare contează lângă contactele electrice?

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.

Î4: Cât timp ar trebui să reziste un etanșant aplicat corespunzător pe o instalație în aer liber?

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.

Î5: Ce cauzează cele mai multe defecțiuni legate de etanșare în teren?

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.

Î6: Este un silicon transparent întotdeauna alegerea vizuală potrivită pentru asamblarea solară?

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.