Проточни силиконски заптивач за поправку оштећених позадинских плоча соларног модула

Чешки-аустријски истраживачки тим је развио полисилоксански гел високих-перформанси који може ефикасно да поправи деградиране задње плоче соларног модула, враћајући им изолациона својства и продужавајући радни век застарелих фотонапонских (ПВ) система. Ово иновативно решење решава критичан проблем са којим се суочавају оператери соларних електрана, јер деградација задњег слоја-нарочито код модула произведених око 2010. године – често доводи до забринутости за безбедност и значајних губитака у производњи енергије.

Истраживачи су користили специјализовани полисилоксански гел, развијен у сарадњи са чешким-произвођачем силикона Силтецх Солутионс, који се обично користи као помоћно средство за инкапсулацију фотонапонских модула. За разлику од традиционалних крутих материјала за поправку, тим је модификовао гел да би имао побољшану течност, омогућавајући му да попуни чак и уске пукотине и формира бешавни заштитни слој преко оштећених позадинских плоча. Гел се састоји од полимерне матрице на бази силикона{3}}ојачане испареним силицијум диоксидом као пунилом за повећање издржљивости и агенса за очвршћавање од влаге-који му омогућава да се стврдне након излагања околном ваздуху и влажности.

„Процес очвршћавања{0}}инициран влагом се одвија од површине ка споља, при чему се гел постепено стврдњава како влага дифундује у материјал“, објаснили су истраживачи. „Када се потпуно очврсне, гел формира флексибилан еластомер са одличном затезном чврстоћом и својствима издужења, обезбеђујући јаку адхезију за све уобичајене материјале задњег слоја-чак и оне са већ-постојећим деградацијом или површинским неправилностима.“ Ова адхезија је критична за спречавање продирања влаге, што је примарни узрок даљег оштећења задњег слоја и квара изолације.

 

Тестирајте на материјалима задњег листа

Полисилоксан гел је први пут тестиран на пет уобичајених типова материјала задњег слоја, што одражава разноврсност компоненти коришћених у фотонапонским модулима током протекле деценије: ко{0}}екструдирани полиамид (ААА задња плоча); поливинил флуорид (ПВФ)-ПЕТ двослој; поливинилиден флуорид (ПВДФ)-ПЕТ двослој; ПЕТ премазани премазом-; и новији композит на бази етилен тетрафлуороетилена (ЕТФЕ)-. Ови материјали су одабрани због њихове широке употребе и познате рањивости на деградацију током времена.

Правоугаони узорци (3 цм ширине, 12 цм дужине) су исечени из сваког типа задњег листа, а гел је нанесен на страну сваке траке-изложену ваздуху. „Друга трака задњег слоја, ваздушном страном надоле, постављена је на врх узорка обложеног гелом- и нежно притиснута да би се постигла уједначена дебљина гела од приближно 1,2 мм“, детаљно је навео тим. „Вишак гела је уклоњен са ивица, а узорци су очвршћени на 25 степени Целзијуса и 55% релативне влажности током 30 дана. Након очвршћавања, узорци су подвргнути убрзаном старењу у климатској комори на 85 степени Целзијуса и 85% релативној влажности током 1000 сати након стандардног теста компоненте за ПВ.“{15}

Анализа након{0}}тестирања је открила да је гел показао изузетну адхезију за свих пет типова задњег слоја, са 100% кохезивним кваром примећеним у сваком узорку. Ово указује да је веза између гела и задњег слоја била јача од самог гела, што потврђује дугорочну-поузданост и отпорност на раслојавање.

 

Тестирајте на осмо-годишњим-деградираним панелима

Затим је гел тестиран на старим фотонапонским модулима са ААА задњим плочама који су били у функцији осам година и показали су озбиљне знаке деградације, укључујући дубоке уздужне пукотине изнад сабирница ћелије и кртост површине. Гел је нанесен директно у пукотине помоћу прецизног кертриџа, а затим се равномерно раширио по целој површини задњег слоја широком лопатицом да би се формирао заштитни премаз. Поправљени модули су затим смештени у исту климатску комору на 1.000 сати влажне топлотне обраде.

Мерења обављена након старења показала су да су пукотине биле потпуно запечаћене и да више нису видљиве, а поправљени модули су постигли вредности отпора изолације изнад 200 МΩ- што знатно премашује безбедносни захтев за рад фотонапонских модула. „Чак и након убрзаног теста влажне топлоте, модули су задржали високе перформансе изолације и прошли тест цурења на мокром без знакова продирања влаге“, приметили су истраживачи. Ово потврђује способност гела да врати критичну сигурност и метрику перформанси у модулима за старење.

 

Тестирање на радној соларној електрани

Да би потврдио стварне{0}}светске перформансе, истраживачки тим је применио технику поправке у соларној електрани од 10 МВ у Чешкој, где су бројни модули доживели деградацију задњег слоја. „Полисилоксански гел је примењен на терену без демонтирања модула-који су испоручени из ручног кертриџа и заглађени по површини задњег листа помоћу лопатице“, нагласио је тим. „Поправљени модули су остављени да раде у стварним-светским условима три месеца, изложени различитим температурама, влажности и УВ зрачењу.“

Тестови влажног цурења спроведени након теренског испитивања потврдили су да су поправљени модули задржали високу отпорност изолације и нормално функционисали, без пада излазне енергије у поређењу са неоштећеним модулима. „Рани резултати на терену показују да гел ефикасно стабилизује перформансе модула, иако је потребно-дуготрајно тестирање током неколико година да би се у потпуности проценила његова трајност“, наводе истраживачи. „Кључно преостало питање је да ли поправљена задња плоча може да одговара оригиналном-учинку дугорочне баријере против влаге, посебно у регионима са екстремним временским условима.“

Истраживање је објављено у раду „Поправка полисилоксанског гела на терену-за деградиране задње плоче фотонапонских модула“ у Јоурнал оф Пхотоволтаицс Ресеарцх. Истраживачка група укључивала је научнике из Силтецх Солутионс Чешка Република, Аустријског истраживачког института за хемију и технологију (ОФИ) и Чешког техничког универзитета у Прагу-на основу заједничких напора за развој-исплативих, одрживих ПВ решења за одржавање.