Egy napelemet ritkán tesz tönkre az azt tápláló nap. Gyakrabban a meghibásodás a széleken kezdődik: a keret varratán, a csatlakozódoboz fedelén, a kábeltömszelencén, az érzékelőházon. Ezek azok a pontok, ahol két különböző anyag találkozik, és ahol egy kötő- és tömítőanyagot olyan munkára kérnek, amelyet az üveg, az alumínium és a polimer hátlap önmagában nem képes elvégezni. A kültéri létesítmények a hatvan Celsius-fokot meghaladó hőmérséklet-ingadozásokon mennek keresztül éjjel és nappal, egy évtizedig vagy még tovább elnyelik a közvetlen ultraibolya sugárzást, és elviselik az ismétlődő páralecsapódást, a szél okozta esőt és sok régióban a sópermetet vagy az ipari szennyeződéseket.
Általános célú ragasztót vagy építési minőségű tömítést soha nem terveztek erre az egyidejű és folyamatosan ható feszültségkombinációra. Ez az oka annak, hogy a napenergia-ipar egy szűkebb anyagkategóriához konvergált, széles körben csopvagytosítva szilikon ragasztó és polimer ragasztó tömítőrendszerek , kifejezetten kültéri elektromos és szerkezeti ragasztáshoz lett kialakítva. Ez a cikk megvizsgálja, hogy mi különbözteti meg ezeket a célzott tömítőanyagokat a közönséges tömítőanyagoktól, hol alkalmazzák őket egy panelszerelvényen belül, és hogyan értékelhetik őket a szerelők és a gyártók műszaki, nem pedig marketing alapon.
A legtöbb általános ragasztó beltéri használatra, mérsékelt hőmérsékleti tartományokhoz és rövid távú nedvességnek való kitettséghez készült. Ha ezeket a termékeket kültéri elektromos berendezéseken használják, a szolgáltatás első tizennyolc-harminchat hónapjában általában három meghibásodási minta jelenik meg:
Mivel a csatlakozódobozban vannak a bypass diódák, valamint a pozitív és negatív kimeneti kapcsok, a nedvesség ezen az egyetlen ponton behatolhat egy teljes panelsorba, nem csak egy modulba. Ez az egyik oka annak, hogy erre az alkatrészre vonatkozó tömítőanyag-előírások szigorúbbak, mint az összeállítás szinte bármely más részén.
| Stresszfaktor | Hozzávetőleges expozíció |
|---|---|
| Hőmérséklet tartomány | Negatív 40 - pozitív 90 Celsius fok |
| UV expozíció | Folyamatos, 20-30 éves tervezési élettartam |
| Páratartalom kerékpározás | Napi páralecsapódás a legtöbb éghajlaton |
| Mechanikai feszültség | Szélterhelés, hőtágulás, kezelés |
Az iparban erre az anyagosztályra használt kifejezés a fotovoltaikus szilikagél , szobahőmérsékleten vagy hőre keményedő szilikonkeverék, amelyet a napelem modulon vagy annak burkolatán belüli alkatrészek ragasztására, tömítésére és elektromos szigetelésére terveztek. Az általános szilikon tömítéstől eltérően a teljesítménycélok meghatározott halmaza köré épül fel, amelyek közvetlenül a fent leírt hibamódokhoz kapcsolódnak.
Ebben a kategóriában számos készítményt szállítanak átlátszó szilikon or átlátszó szilícium termékek, részben esztétikai okokból a látható varratokon, részben pedig azért, mert az átlátszó kötés lehetővé teszi a kötés integritásának szemrevételezését szétszerelés nélkül. A tiszta, buborékmentes, egyenletes színű térhálósodási vonal az egyik legegyszerűbb helyszíni jelzés arra vonatkozóan, hogy a felhordást megfelelően végezték el, és az anyag nem kezdett el lebomlani.
A csatlakozódoboz a napelem modul elektromos kilépési pontja, és egyben az egyik legsérülékenyebb mechanikailag is. Jellemzően a hátlaphoz van ragasztva egy tömítőanyaggal a kerülete körül, a fedele pedig vagy tömítéssel, ragasztóperemekkel vagy mindkettővel van lezárva. Olyan termék, amelyet a Napelem szerelvény csatlakozódoboz szilikon tömítőanyaggal Ezt a specifikus kötést szem előtt tartva lett kialakítva, három olyan követelményt egyensúlyozva ki, amelyek néha feszültségben vannak egymással: erős tapadás a dobozház anyagához, a hátlappal kompatibilis kikeményedési profil, anélkül, hogy leválást okozna, és hosszú távú rugalmasság, hogy az ismételt hőciklus ne nyisson szivárgási utat a varratnál.
| Helyszín | Elsődleges kockázat, ha rosszul van lezárva |
|---|---|
| Doboz-hátlap kerülete | Vízkövetés a doboz alatt, forrasztási kötések korróziója |
| Fedél tömítés vonal | Kondenzvíz felhalmozódás a burkolaton belül |
| Kábelbevezető tömszelence | A kapilláris nedvesség behatolása a vezető mentén |
| Dióda edényüreg | Ívív vagy termikus kifutás terhelés alatt |
A régóta működő berendezésekről gyűjtött helyszíni adatok következetesen azt mutatják, hogy az alulteljesítő vagy meghibásodott húrok aránytalan része a csatlakozódobozban lévő nedvességre vezethető vissza, nem pedig magukra a fotovoltaikus cellákra. Emiatt a tömítőanyag kiválasztása ennél az egyetlen illesztésnél a teljes összeszerelési folyamat egyik nagyobb tőkeáttételű döntése.
A csatlakozódobozon túl a modern szolárberendezések egyre több kisebb alkatrészt tartalmaznak, amelyek mindegyikének saját tömítési stratégiára van szüksége: keret sarokkötések, rögzítőkonzol interfészek, MC-stílusú csatlakozók, húrszintű érzékelők és egyes kivitelekben közvetlenül a modulra szerelt integrált mikroinverterek vagy optimalizálók. A Szilikon tömítőanyag napelem komponensekhez Az alkalmazás jellemzően a peremméretben, a kikeményedési sebességben és néha a viszkozitásban különbözik a csatlakozódoboz-tömítéstől, mivel ezek a kötések gyakran kisebbek, többen vannak, és a gyártás során nagyobb sorsebességgel alkalmazzák.
Mivel ezeket az alkatrészeket méretarányosan gyártják és telepítik, a gyártók a hosszú távú teljesítmény mellett a kikeményedési sebességet és az adagolási viselkedést is mérlegelik. A túl lassan kikeményedő vegyület szűk keresztmetszetet okozhat a futószalagon; a túl gyorsan hámlasztó felület tapadási problémákat okozhat, ha a két felület nincs összekötve a munkaablakon belül.
Nem minden kültéri tömítőanyagként értékesített szilikon termék alkalmas fotovoltaikus munkákra. Az alábbi táblázat a napelemek összeszerelése és karbantartása során gyakran figyelembe vett széles kategóriákat hasonlítja össze, konkrét márkára vagy gyártóra való hivatkozás nélkül.
| Tömítőanyag kategória | UV-állóság | Elektromos szigetelés | Tipikus felhasználás a PV összeállításban |
|---|---|---|---|
| Általános építőipari szilikon | Mérsékelt | Nincs minősítve | Nem ajánlott csatlakozódobozokhoz vagy csatlakozókhoz |
| Semlegesen keményedő PV minőségű szilikon | Magas | Kisfeszültségű egyenáramú áramkörökhöz ajánlott | Csatlakozódoboz, keretvarratok, csatlakozóházak |
| Kétrészes cserepes szilikon | Magas | Magas, full encapsulation | Dióda üregek, érzékelő áramkörök, csatlakozó visszatöltés |
| Ecetes kötésű általános szilikon | Mérsékelt to low | Nincs minősítve | Kerülje a fém érintkezések közelében a korrozív kötési melléktermékek miatt |
A semleges térhálósodás és az ecetsavas térhálósodás közötti különbséget önmagában is érdemes kiemelni. Az ecetsavas szilikonok a kikeményedés során olyan mellékterméket szabadítanak fel, amely enyhén korrozív lehet bizonyos fémekre, ami nemkívánatos a rézkapcsok, forrasztási kötések vagy lemezes csatlakozók közelében. Ez az egyik áttekinthetőbb, nem alkuképes szűrő az a megújuló energia szilikon a termék feszültség alatt álló elektromos érintkezők közelében bárhol használható.
Még egy jól összeállított tömítőanyag is gyengébb lesz, ha nem megfelelően alkalmazzák. Az alábbi sorrend a modul-összeszerelő sorok és a helyszíni telepítőcsapatok általános gyakorlatát tükrözi mind a napelemes csatlakozódoboz ragasztó és a general PV modul tömítőanyag alkalmazás.
A pecsét csak annyira erős, amennyire a leggyengébb hüvelykje van. Az egységes gyöngygeometria és a tiszta alapfelület-előkészítés általában többet számít a hosszú távú teljesítmény szempontjából, mint a két, egyébként összehasonlítható tömítőanyag-készítmény közötti marginális különbség.
Mivel a helyszíni tömítési hibákat költséges diagnosztizálni, és még drágább annak orvoslása egy telepített tömbön, ezeknek az anyagoknak a minőség-ellenőrzése általában a gyorsított öregedésre összpontosít, és nem csak a rövid távú tapadási ellenőrzésekre hagyatkozik.
A hőciklus ismételten mozgatja a ragasztott mintát a szélsőséges hőmérsékleti értékek között, hogy kifáradási repedést tárjon fel, amely normál kültéri körülmények között évekbe telne. Nedves hőhatás, amely gyakran több száz órán át magas hőmérsékleten és páratartalom mellett működik, annak ellenőrzésére szolgál, hogy a tapadás tartós nedvességnyomás mellett is megmarad-e, nem pedig rövid ideig. A dielektromos szilárdság vizsgálata megerősíti, hogy a kikeményedett anyag az öregedés után is elektromos szigetelőként működik, ami különösen fontos a diódaüregek vagy feszültség alatt álló kapcsok közelében használt tömítőanyagok esetében.
A házon belüli laboratóriumi hozzáféréssel nem rendelkező telepítők és beszerzési csapatok számára az ezekre a kategóriákra vonatkozó tesztjelentések kérése, valamint a keményedési időt, a munkaidőt és a szolgáltatási hőmérséklet-tartományt tartalmazó egyértelmű adatlap kérése ésszerű minimális követelmény a termék kereskedelmi méretű projekthez való meghatározása előtt.
A tömítőanyag költsége a teljes modul- vagy beszerelési költségnek egy kis töredéke, de a rossz tömítőanyag-választás a jótállási igények és a teherautó felgurulásának aránytalan részét okozhatja a rendszer élettartama során. Hasznos módja ennek a kompromisszumnak, ha összehasonlítjuk a megfelelően minősített tömítőanyag növekvő anyagköltségét egyetlen helyszíni javítás munka- és állásidőköltségével.
| Költségtényező | Alulméretezett vagy rossz tömítőanyag | Megfelelően meghatározott tömítőanyag |
|---|---|---|
| Anyagköltség modulonként | Lejjebb | Kissé magasabb |
| A mező meghibásodási aránya | Magaser, especially after year 2 to 3 | Lejjebb, aligned with module warranty period |
| Javítási munka | Jelentős, gyakran webhely-hozzáférést igényel | Minimális névleges élettartam felett |
| Garanciális expozíció | Magaser | Lejjebb |
Tekintettel arra, hogy a legtöbb modulra vonatkozó jótállás immár huszonöt évre vagy tovább terjed, a tömítőanyagtól ésszerűen elvárható, hogy működőképes maradjon egy hasonló szervizidőszakon keresztül, még akkor is, ha soha nem fogják olyan gyakran ellenőrizni, mint az általa védett elektromos alkatrészeket.
Az általános szilikon tömítőanyagot széleskörű építési vagy háztartási használatra tervezték, míg a fotovoltaikus minőségű terméket a hosszan tartó UV-sugárzás, a széles hőmérséklet-ingadozások és a napelemmodulban található feszültség alatt álló elektromos áramkörökhöz való közelség sajátos kombinációjára tervezték.
Sok esetben a semlegesen keményedő PV-minőségű szilikon mindkét területen használható, de a feszültség alatt álló kapcsok közelében lévő csatlakozódobozok tömítése általában megerősített elektromos szigetelési besorolással rendelkező terméket igényel, míg a kerettömítés nagyobb súlyt helyez a tapadásra és az időjárásállóságra.
Az ecetsavas szilikonok a kikeményedés során olyan mellékterméket szabadítanak fel, amely enyhén korrozív lehet bizonyos fémekre, ezért a semlegesen keményedő készítményeket általában előnyben részesítik a rézkapcsok, forrasztási kötések vagy lemezes csatlakozók közelében.
A helyesen meghatározott és felvitt tömítőanyagtól általában elvárható, hogy a modul jótállási idejéhez hasonló élettartamig működőképes maradjon, gyakran huszonöt évig vagy még tovább, megfelelő felület-előkészítést és felhordást feltételezve.
A legtöbb meghibásodás nem magára az anyagra, hanem felhordási hibára vezethető vissza, ideértve a nem megfelelő felülettisztítást, a gyöngyszemek nem folyamatos felhordását vagy az alkatrészek összeszerelését, miután a tömítőanyag már elkezdett lebőrözni.
Az átlátszó szilikont gyakran használják, mert lehetővé teszi a kötési vonal vizuális ellenőrzését szétszerelés nélkül, de a döntést elsősorban a tapadás, az UV-ellenállás és az elektromos szigetelési adatok alapján kell meghozni, nem pedig a megjelenésen.