Domov / Správy / Správy z priemyslu / Prečo si fotovoltaické zostavy vyžadujú účelové silikónové tmely namiesto všeobecných lepidiel
Správy z priemyslu

Prečo si fotovoltaické zostavy vyžadujú účelové silikónové tmely namiesto všeobecných lepidiel

Environmentálne zaťaženie, ktaleboé musí zostava solárneho panelu prežiť

Solárny panel je zriedka zničený slnkom, ktoré ho poháňa. Častejšie porucha začína na okrajoch: šev rámu, veko spojovacej skrinky, káblová priechodka, puzdro snímača. Toto sú body, kde sa stretávajú dva rozdielne materiály a kde sa vyžaduje, aby spojovacia a tesniaca hmota vykonala prácu, ktorú sklo, hliník a polymérna spodná vrstva nemôžu robiť samostatne. Vonkajšie inštalácie prechádzajú teplotnými výkyvmi, ktoré môžu medzi nocou a dňom presiahnuť šesťdesiat stupňov Celzia, absorbujú priame ultrafialové žiarenie na desaťročie alebo dlhšie a znášajú opakovanú kondenzáciu, dážď poháňaný vetrom a v mnohých regiónoch soľnú hmlu alebo priemyselné znečisťujúce látky.

Univerzálne lepidlo alebo konštrukčný tmel nebol nikdy navrhnutý pre túto kombináciu namáhania pôsobiaceho súčasne a nepretržite. To je dôvod, prečo sa solárny priemysel zblížil s užšou kategóriou materiálov, ktoré sú široko zoskupené pod silikónové lepidlo a polymérne lepiace tesniace systémy , vyvinutý špeciálne pre vonkajšie elektrické a konštrukčné lepenie. Tento článok sa zaoberá tým, čo odlišuje tieto účelové zmesi od bežných tmelov, kde sa aplikujú v rámci zostavy panelov a ako ich môžu inštalatéri a výrobcovia hodnotiť skôr z technických ako z marketingových dôvodov.

Prečo štandardné lepidlá vo fotovoltaických aplikáciách zaostávajú

Väčšina všeobecných lepidiel je určená na použitie v interiéri, v miernom teplotnom rozsahu a na krátkodobé vystavenie vlhkosti. Keď sa tieto produkty používajú na vonkajšom elektrickom zariadení, počas prvých osemnástich až tridsiatich šiestich mesiacov prevádzky sa zvyčajne objavia tri typy porúch:

  • Praskanie alebo kriedovanie pri vystavení ultrafialovému žiareniu rozkladá kostru polyméru, znižuje elasticitu a vytvára mikrotrhliny
  • Strata priľnavosti na spojovacej línii v dôsledku opakovanej tepelnej rozťažnosti a kontrakcie unavuje rozhranie medzi tmelom a podkladom
  • Postupné prenikanie vlhkosti cez tesniaci prostriedok, ktorý nikdy nebol dimenzovaný na nepretržité cyklovanie vonkajšej vlhkosti, čo vedie ku korózii vnútorných kontaktov

Pretože v spojovacej skrinke sú umiestnené obtokové diódy a kladné a záporné výstupné svorky, prenikanie vlhkosti v tomto jedinom bode môže ohroziť celý rad panelov, nielen jeden modul. To je jeden z dôvodov, prečo má špecifikácia tmelu pre tento komponent tendenciu byť prísnejšia ako pre takmer akúkoľvek inú časť zostavy.

Typické servisné požiadavky na PV tesnenie

Stresový faktor Približná expozícia
Rozsah teplôt Záporné 40 až kladné 90 stupňov Celzia
UV žiareniu Nepretržitá konštrukčná životnosť 20 až 30 rokov
Cyklovanie vlhkosti Denná kondenzácia vo väčšine klimatických podmienok
Mechanické namáhanie Zaťaženie vetrom, tepelná rozťažnosť, manipulácia

Základné vlastnosti efektívneho fotovoltaického silikagélu

Termín používaný v celom odvetví pre túto triedu materiálov je fotovoltaický silikagél , silikónová zlúčenina vytvrdzovaná pri izbovej teplote alebo teplom určená na spojenie, utesnenie a elektrickú izoláciu komponentov v solárnom module alebo jeho kryte. Na rozdiel od všeobecného silikónového tmelu je formulovaný na základe špecifického súboru výkonnostných cieľov, ktoré sa priamo priraďujú k vyššie opísaným režimom zlyhania.

Čo odlišuje účelovo postavenú zmes

  • Zachovaná flexibilita v širokom teplotnom pásme, takže vytvrdený spoj nekrehne v chladnom podnebí ani nadmerne nezmäkne pri vysokých teplotách
  • Nízke zmrštenie počas vytvrdzovania, čo znižuje možnosť praskania napätím na spojovacej línii pri tuhnutí materiálu
  • Silná počiatočná a dlhodobá priľnavosť k podkladom bežným pri montáži panelov, vrátane eloxovaného hliníka, technických plastov a skla
  • Elektrické izolačné vlastnosti vhodné na použitie v blízkosti živých vodičov a diódových obvodov
  • Odolnosť voči žltnutiu a vytvrdzovaniu pri trvalom ultrafialovom zaťažení, čo je obzvlášť dôležité tam, kde je zlúčenina viditeľná alebo odkrytá, a nie úplne uzavretá

Mnohé formulácie v tejto kategórii sa dodávajú ako číry silikón or číry kremík produkty, čiastočne z estetických dôvodov na viditeľných švoch a čiastočne preto, že jasné vytvrdnutie umožňuje vizuálnu kontrolu integrity spoja bez demontáže. Čistá, rovnomerne sfarbená čiara vytvrdzovania bez bublín je jedným z najjednoduchších indikátorov, že aplikácia bola vykonaná správne a že materiál nezačal degradovať.

Tesnenie rozvodnej skrinky: kritický bod zlyhania

Solar Panel Assembly Junction Box Can Silicone Sealant

Spojovacia skrinka je elektrickým výstupným bodom solárneho modulu a je tiež jedným z najviac mechanicky zraniteľných. Typicky je pripevnený k spodnej vrstve tesniacim pásom po jeho obvode a jeho viečko je buď utesnené tesnením, lepiacou páskou alebo oboma. Produkt predávaný ako a Silikónový tmel na montáž solárnych panelov je formulovaný s ohľadom na tento špecifický spoj, pričom vyvažuje tri požiadavky, ktoré sú niekedy vo vzájomnom napätí: silná priľnavosť k materiálu puzdra škatule, profil vytvrdzovania kompatibilný so spodnou vrstvou bez spôsobenia delaminácie a dlhodobá flexibilita, takže opakované tepelné cykly neotvoria cestu úniku vo šve.

Tesniace body spoločnej rozvodnej skrinky

Poloha Primárne riziko, ak je zle utesnené
Obvod škatule po zadnú vrstvu Sledovanie vody pod krabicou, korózia spájkovaných spojov
Vedenie tesnenia veka Hromadenie kondenzátu vo vnútri krytu
Vstupná káblová priechodka Vniknutie kapilárnej vlhkosti pozdĺž vodiča
Dutina zalievania diód Oblúk alebo tepelný únik pri zaťažení

Terénne údaje zozbierané naprieč dlhodobo fungujúcimi inštaláciami dôsledne ukazujú, že neúmerný podiel nedostatočne výkonných alebo zlyhaných reťazcov možno vysledovať skôr k vlhkosti v spojovacej skrinke než k samotným fotovoltaickým článkom. To robí výber tmelu v tomto jedinom spoji jedným z rozhodnutí s vyššou pákou v celom procese montáže.

Ochrana na úrovni komponentov: rámy, konektory a snímače

Silicone Sealant for Solar Panel Component

Okrem spojovacej skrinky obsahuje moderná solárna inštalácia rastúci počet menších komponentov, z ktorých každý potrebuje svoju vlastnú tesniacu stratégiu: rohové spoje rámu, rozhrania montážnej konzoly, konektory v štýle MC, snímače úrovne reťazcov a v niektorých prevedeniach integrované mikroinvertory alebo optimalizátory namontované priamo na modul. A Silikónový tmel pre komponent solárnych panelov aplikácia sa zvyčajne líši od tesnenia spojovacej skrinky veľkosťou guľôčok, rýchlosťou vytvrdzovania a niekedy viskozitou, pretože tieto spoje sú často menšie, početnejšie a aplikované pri vyšších rýchlostiach linky počas výroby.

Kde sa používa tesnenie na úrovni komponentov

  • Spojenie medzi rámom a sklom a rohom rámu, aby sa zabránilo prenikaniu vody pozdĺž hliníkového profilu
  • Kryty káblových konektorov, kde a zalievacia zmes solárnych komponentov Tento prístup sa niekedy používa na úplné zapuzdrenie malého obvodu namiesto jednoduchého utesnenia švu
  • Kryty snímačov a monitorovacích zariadení namontované na poli alebo v jeho blízkosti
  • Priechody konzol a koľajníc cez rám modulu alebo montážnu konštrukciu

Pretože sa tieto komponenty vyrábajú a inštalujú vo veľkom meradle, výrobcovia zvažujú okrem dlhodobého výkonu aj rýchlosť vytvrdzovania a dávkovanie. Zmes, ktorá vytvrdzuje príliš pomaly, môže spôsobiť prekážku na montážnej linke; ten, ktorý sa príliš rýchlo prekrýva, môže spôsobiť problémy s priľnavosťou, ak tieto dva povrchy nie sú spojené v pracovnom okne.

Porovnanie kategórií tesniacich hmôt pre solárne aplikácie

Nie každý silikónový produkt predávaný ako vonkajší tmel je vhodný pre fotovoltaické práce. Nižšie uvedená tabuľka porovnáva široké kategórie často zvažované pre solárnu montáž a údržbu, bez odkazu na akúkoľvek konkrétnu značku alebo výrobcu.

Kategória tmelu UV odolnosť Elektrická izolácia Typické použitie pri montáži PV
Všeobecný stavebný silikón Mierne Nehodnotené Neodporúča sa pre spojovacie boxy alebo konektory
Neutrálne vytvrdzovaný silikón triedy PV Vysoká Určené pre nízkonapäťové jednosmerné obvody Spojovacia skrinka, švy rámu, kryty konektorov
Dvojzložkový zalievací silikón Vysoká Vysoká, full encapsulation Dutiny diód, obvody snímačov, výplň konektorov
Všeobecný silikón vytvrdzovaný octom Mierne to low Nehodnotené Vyhnite sa blízkosti kovových kontaktov kvôli korozívnym vedľajším produktom vytvrdzovania

Samostatne stojí za to zdôrazniť rozdiel medzi neutrálnou a octovou chémiou. Silikóny vytvrdzované octom počas vytvrdzovania uvoľňujú vedľajší produkt, ktorý môže byť mierne korozívny pre určité kovy, čo je nežiaduce v blízkosti medených svoriek, spájkovaných spojov alebo pokovovaných konektorov. Toto je jeden z prehľadnejších filtrov, o ktorých sa nedá vyjednávať pri skríningu a silikón na obnoviteľnú energiu produkt na použitie kdekoľvek v blízkosti elektrických kontaktov pod napätím.

Proces podávania žiadostí a osvedčené postupy

Dokonca aj dobre formulovaný tmel bude mať nedostatočnú výkonnosť, ak je aplikovaný nesprávne. Nižšie uvedená sekvencia odráža bežnú prax naprieč linkami na montáž modulov a tímom na inštaláciu v teréne pre obe a lepidlo solárnej spojovacej skrinky a a general Tesniaci prostriedok na fotovoltaické moduly aplikácie.

Príprava povrchu Vyčistiť, odmastiť, vysušiť Primer (ak je to potrebné) Závislý od substrátu Aplikácia korálkov Konzistentná šírka, žiadne medzery Montáž V rámci otvoreného času Vyliečiť Regulovaná RH a teplota

Praktické pokyny

  1. Pred nanesením akéhokoľvek tmelu odstráňte prach, zvyšky po uvoľnení plesní a vlhkosť z oboch lepených povrchov
  2. Potvrďte kompatibilitu medzi tmelom a špecifickým plastom alebo povlakom použitým na substráte, pretože niektoré polymérové zadné vrstvy reagujú odlišne na rôzne chemické vytvrdzovanie
  3. Namiesto série prekrývajúcich sa krátkych guľôčok naneste súvislú, rovnomernú guľôčku, čo znižuje možnosť nespojitého utesnenia
  4. Spojte spojovacie časti v rámci výrobcom udávaného otvoreného času, aby sa tmel nezačal odlupovať pred kontaktom
  5. Pred vystavením modulu mechanickému zaťaženiu alebo namáhaniu pri preprave nechajte modul úplne vytvrdnúť pri špecifikovanom rozsahu teplôt a vlhkosti

Tesnenie je len také silné, ako silný je jeho najslabší palec. Rovnomerná geometria guľôčok a čistá príprava podkladu sú pre dlhodobý výkon zvyčajne dôležitejšie ako marginálny rozdiel medzi dvoma inak porovnateľnými zloženiami tmelu.

Normy kontroly kvality a testovania

Pretože je diagnostika zlyhania tesnenia v teréne nákladná a náprava na inštalovanom poli ešte nákladnejšia, kontrola kvality týchto materiálov sa zameriava skôr na zrýchlené starnutie, než na spoliehanie sa len na krátkodobé kontroly priľnavosti.

Spoločné metódy hodnotenia

Tepelné cyklovanie Starnutie v UV komore Vystavenie vlhkému teplu Priľnavosť k odlupovaniu a šmyku Testovanie dielektrickej pevnosti Odolnosť proti postreku soli

Tepelné cyklovanie opakovane pohybuje spojenou vzorkou medzi extrémnymi teplotami, aby odhalilo únavové praskanie, ktoré by za normálnych vonkajších podmienok trvalo roky, kým by sa objavilo. Vystavenie vlhkému teplu, ktoré často prebieha niekoľko stoviek hodín pri zvýšenej teplote a vlhkosti, sa používa skôr na kontrolu, či priľnavosť vydrží pri trvalom tlaku vlhkosti, než na krátke vystavenie. Testovanie dielektrickej pevnosti potvrdzuje, že vytvrdený materiál po starnutí stále funguje ako elektrický izolátor, čo je obzvlášť dôležité pre tmely používané v blízkosti dutín diód alebo živých svoriek.

Pre inštalatérov a obstarávacie tímy bez interného prístupu do laboratórií je rozumnou minimálnou hranicou pred špecifikovaním produktu pre projekt v komerčnom rozsahu vyžiadanie testovacích správ pokrývajúcich tieto kategórie spolu s prehľadným údajovým listom s uvedením času vytvrdzovania, pracovného času a rozsahu prevádzkových teplôt.

Dlhodobý výkon a zohľadnenie nákladov

Cena tesniaceho prostriedku predstavuje malý zlomok celkových nákladov na modul alebo inštaláciu, no zlý výber tesniaceho prostriedku môže byť zodpovedný za neúmerný podiel záručných nárokov a rolovania nákladného vozidla počas životnosti systému. Užitočným spôsobom, ako zadefinovať tento kompromis, je porovnať prírastkové náklady na materiál správne hodnoteného tmelu s nákladmi na prácu a prestoje pri jedinej oprave v teréne.

Nákladový faktor Poddimenzovaný alebo nesprávny tmel Správne špecifikovaný tmel
Materiálové náklady na modul Nižšia Okrajovo vyššie
Miera zlyhania poľa Vysokáer, especially after year 2 to 3 Nižšia, aligned with module warranty period
Opravárenské práce Významné, často vyžaduje prístup na stránku Minimálna nadhodnotená životnosť
Záručná expozícia Vysokáer Nižšia

Vzhľadom na to, že väčšina záruk na moduly sa teraz rozširuje na dvadsaťpäť rokov alebo dlhšie, malo by sa rozumne očakávať, že tesniaci prostriedok zostane funkčný v rámci porovnateľného servisného okna, aj keď sa nikdy nebude kontrolovať tak často ako elektrické komponenty, ktoré chráni.

Často kladené otázky

Q1: Aký je rozdiel medzi všeobecným silikónovým tmelom a fotovoltaickým silikagélom?

Všeobecný silikónový tmel je formulovaný pre široké stavebné alebo domáce použitie, zatiaľ čo produkt fotovoltaickej kvality je navrhnutý na základe špecifickej kombinácie dlhodobého vystavenia UV žiareniu, širokým teplotným výkyvom a blízkosti elektrických obvodov pod napätím, ktoré sa nachádzajú v solárnom module.

Q2: Môže sa použiť rovnaký tmel pre spojovaciu skrinku aj rám panelu?

V mnohých prípadoch je možné použiť neutrálne vytvrdzujúci PV silikón v oboch oblastiach, ale tesnenie rozvodnej skrinky v blízkosti živých svoriek si zvyčajne vyžaduje produkt s potvrdenými hodnotami elektrickej izolácie, zatiaľ čo utesnenie rámu kladie väčšiu váhu na priľnavosť a odolnosť voči poveternostným vplyvom.

Otázka 3: Prečo záleží na vytvrdzovaní chémie v blízkosti elektrických kontaktov?

Silikóny vytvrdzované octom počas vytvrdzovania uvoľňujú vedľajší produkt, ktorý môže byť mierne korozívny pre určité kovy, takže neutrálne vytvrdzované formulácie sú vo všeobecnosti preferované v blízkosti medených svoriek, spájkovaných spojov alebo pokovovaných konektorov.

Otázka 4: Ako dlho by mal správne aplikovaný tmel vydržať pri vonkajšej inštalácii?

Vo všeobecnosti sa očakáva, že správne špecifikovaný a aplikovaný tmel zostane funkčný počas životnosti porovnateľnej so záručnou dobou modulu, často dvadsaťpäť rokov alebo viac, za predpokladu správnej prípravy povrchu a aplikácie.

Otázka 5: Čo spôsobuje väčšinu porúch súvisiacich s tmelom v teréne?

Väčšina porúch má pôvod v chybe pri aplikácii, a nie v samotnom materiáli, vrátane nedostatočného čistenia povrchu, prerušovanej aplikácie guľôčok alebo montáže dielov po tom, čo sa tmel už začal prekrývať.

Otázka 6: Je číry silikón vždy tou správnou vizuálnou voľbou pre solárnu montáž?

Číry silikón sa bežne používa, pretože umožňuje vizuálnu kontrolu spojovacej línie bez demontáže, ale rozhodnutie by malo byť založené predovšetkým na priľnavosti, odolnosti voči UV žiareniu a údajom o elektrickej izolácii, a nie na samotnom vzhľade.