Vloeibare silikoonseëlaar vir die herstel van beskadigde sonmodule-agterblaaie

'n Tsjeggiese -Oostenrykse navorsingspan het 'n hoë-werkverrigting polisiloksaan-jel ontwikkel wat afgebreekte sonmodule-agterblaaie effektief kan herstel, hul isolasie-eienskappe kan herstel en die operasionele lewensduur van verouderde fotovoltaïese (FV) stelsels kan verleng. Hierdie innoverende oplossing spreek 'n kritieke probleem aan waarmee sonkragaanlegte-operateurs te kampe het, aangesien agterblad-agteruitgang-veral in modules wat rondom 2010 vervaardig is - dikwels lei tot veiligheidskwessies en aansienlike energieproduksieverliese.

Die navorsers het 'n gespesialiseerde polisiloksaangel gebruik, ontwikkel in samewerking met die Tsjeggiese-gebaseerde silikoonvervaardiger Siltech Solutions, wat tipies as 'n inkapselingshulpmiddel vir PV-modules gebruik word. Anders as tradisionele rigiede herstelmateriale, het die span die jel verander om verbeterde vloeibaarheid te hê, wat dit moontlik gemaak het om selfs nou krake te vul en 'n naatlose beskermende laag oor beskadigde agterblaaie te vorm. Die jel is saamgestel uit 'n silikoon--gebaseerde polimeermatriks, versterk met gerookte silika as 'n vuller om duursaamheid te verhoog, en 'n vog--geneesmiddel wat dit in staat stel om te verhard wanneer dit aan omgewingslug en humiditeit blootgestel word.

"Die vog-geïnisieerde uithardingsproses gaan van die oppervlak af na buite, met die jel wat geleidelik verhard soos vog in die materiaal diffundeer," het die navorsers verduidelik. "Sodra dit heeltemal genees is, vorm die jel 'n buigsame elastomeer met uitstekende treksterkte en verlengingseienskappe, wat sterk hegting aan alle algemene agterbladmateriale verseker, -selfs dié met vooraf-bestaande agteruitgang of oppervlakonreëlmatighede." Hierdie adhesie is van kritieke belang om te verhoed dat vog binnedring, wat die primêre oorsaak is van verdere agterbladskade en isolasiefout.

 

Toets op agterbladmateriaal

Die polisiloksaan-jel is die eerste keer op vyf algemene tipes agterbladmateriaal getoets, wat die verskeidenheid komponente wat die afgelope dekade in PV-modules gebruik is, weerspieël: saam-geëxtrudeerde poliamied (AAA-agterblad); polivinielfluoried (PVF)-PET dubbellaag; polivinielideenfluoried (PVDF)-PET dubbellaag; onderlaag-bedekte PET; en 'n nuwer etileentetrafluoretileen (ETFE)--gebaseerde saamgestelde. Hierdie materiale is gekies as gevolg van hul wydverspreide gebruik en bekende kwesbaarheid vir agteruitgang oor tyd.

Reghoekige monsters (3 cm breed, 12 cm lank) is van elke agterbladtipe gesny, en die jel is op die lug-blootgestelde kant van elke strook toegedien. "'n Tweede agterbladstrook, lugkant na onder, is bo-op die gel-bedekte monster geplaas en saggies gedruk om 'n eenvormige geldikte van ongeveer 1,2 mm te verkry," het die span uiteengesit. "Oormaat gel is van die rande verwyder, en die monsters is vir 30 dae lank teen 25 grade Celsius en 55% relatiewe humiditeit gehard. Na verharding is die monsters aan versnelde veroudering in 'n klimaatkamer by 85 grade Celsius en 85% relatiewe humiditeit onderwerp vir 1 000 uur PVa-komponent-standaardtoetsduur{15}."

Na-toetsontleding het aan die lig gebring dat die jel uitsonderlike adhesie aan al vyf agterbladtipes getoon het, met 100% samehangende mislukking wat in elke monster waargeneem is. Dit dui aan dat die binding tussen die jel en agterblad sterker was as die jel self, wat langtermynbetroubaarheid en weerstand teen delaminering bevestig.

 

Toets op agt-jaar-oue gedegradeerde panele

Vervolgens is die jel getoets op verouderde PV-modules met AAA-agterblaaie wat al agt jaar lank in werking was en ernstige tekens van agteruitgang getoon het, insluitend diep longitudinale krake bo die selrails en oppervlakbrosheid. Die jel is direk in die krake gedoseer deur 'n presisiepatroon te gebruik, en dan eweredig oor die hele agterbladoppervlak versprei met 'n breë spatel om 'n beskermende laag te vorm. Die herstelde modules is toe in dieselfde klimaatkamer geplaas vir 1 000 uur se klam hittebehandeling.

Metings wat na veroudering geneem is, het getoon dat die krake ten volle verseël en nie meer sigbaar was nie, en die herstelde modules het isolasieweerstandwaardes bo 200 MΩ- bereik wat die veiligheidsvereiste vir PV-module-werking heelwat oorskry het. "Selfs ná die versnelde voghittetoets het die modules hoë isolasieprestasie gehandhaaf en die natlekkasietoets geslaag met geen tekens van vogindringing nie," het die navorsers opgemerk. Dit bevestig die jel se vermoë om kritieke veiligheids- en prestasiemaatstawwe in verouderingsmodules te herstel.

 

Toets op operasionele sonkragaanleg

Om werklike-wêreldprestasie te valideer, het die navorsingspan die hersteltegniek by 'n 10MW-sonkragaanleg in die Tsjeggiese Republiek geïmplementeer, waar talle modules agterblad-agteruitgang ervaar het. "Die polisiloksaan-jel is in die veld toegedien sonder om die modules uit 'n handhouer uitmekaar te haal en met 'n spatel oor die agterbladoppervlak gesmeer te maak," het die span beklemtoon. "Die herstelde modules is vir drie maande onder werklike-wêreld toestande gelaat, blootgestel aan verskillende temperature, humiditeit en UV-straling."

Natlektoetse wat na die veldproef uitgevoer is, het bevestig dat die herstelde modules hoë isolasieweerstand behou het en normaal werk, met geen daling in energie-uitset in vergelyking met onbeskadigde modules nie. "Vroeë veldresultate toon dat die jel module-werkverrigting effektief stabiliseer, alhoewel lang-termyntoetsing oor etlike jare nodig is om die duursaamheid daarvan volledig te assesseer," het die navorsers gesê. "'n Sleutel oorblywende vraag is of die herstelde agterblad kan ooreenstem met die oorspronklike se langtermyn--vogversperringsprestasie, veral in streke met uiterste weerstoestande."

Die navorsing is gepubliseer in die referaat "Field-applicable polysiloxane gel repair for degraded photovoltaic module backsheets" in die Journal of Photovoltaics Research. Die navorsingsgroep het wetenskaplikes van Siltech Solutions Tsjeggiese Republiek, die Oostenrykse Navorsingsinstituut vir Chemie en Tegnologie (OFI) en die Tsjeggiese Tegniese Universiteit in Praag ingesluit-wat voortgebou het op samewerkingspogings om koste--effektiewe, volhoubare FV-onderhoudsoplossings te ontwikkel.