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.
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:
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.
| 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 |
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.
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.
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.
| 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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.