Цякучы сіліконавы герметык для рамонту пашкоджаных задніх лістоў сонечных модуляў

Чэшская-аўстрыйская даследчая група распрацавала высокаэфектыўны-полісілаксанавы гель, які можа эфектыўна аднаўляць пашкоджаныя заднія лісты сонечных модуляў, аднаўляючы іх ізаляцыйныя ўласцівасці і падаўжаючы тэрмін службы састарэлых фотаэлектрычных (PV) сістэм. Гэта інавацыйнае рашэнне вырашае важную праблему, з якой сутыкаюцца аператары сонечных электрастанцый, паколькі дэградацыя задняга ліста-асабліва ў модулях, вырабленых прыкладна ў 2010 годзе, часта прыводзіць да праблем бяспекі і значных страт вытворчасці энергіі.

Даследчыкі выкарысталі спецыялізаваны полісілаксанавы гель, распрацаваны ў супрацоўніцтве з чэшскім-вытворцам сілікону Siltech Solutions, які звычайна выкарыстоўваецца як дапаможны сродак для інкапсуляцыі фотаэлектрычных модуляў. У адрозненне ад традыцыйных цвёрдых матэрыялаў для рамонту, каманда змяніла гель, каб ён атрымаў павышаную цякучасць, дазваляючы яму запаўняць нават вузкія шчыліны і ўтвараць бясшвоўны ахоўны пласт на пашкоджаных тыльных лістах. Гель складаецца з палімернай матрыцы на аснове сілікону-, умацаванай дыксікатам крэмнія ў якасці напаўняльніка для павышэння даўгавечнасці, і ацвярджальніка-вільгаці, які дазваляе яму цвярдзець пад уздзеяннем навакольнага паветра і вільготнасці.

"Ініцыяваны-працэс цвярдзення вільгаццю ідзе ад паверхні вонкі, пры гэтым гель паступова цвярдзее, калі вільгаць распаўсюджваецца ў матэрыял", - растлумачылі даследчыкі. "Пасля поўнага зацвярдзення гель утварае гнуткі эластамер з выдатнымі ўласцівасцямі трываласці на расцяжэнне і адноснае падаўжэнне, забяспечваючы моцную адгезію да ўсіх распаўсюджаных матэрыялаў задняга ліста-нават да тых,-якіх ужо была дэградацыя або няроўнасці паверхні". Гэтая адгезія мае вырашальнае значэнне для прадухілення пранікнення вільгаці, якая з'яўляецца асноўнай прычынай далейшага пашкоджання тыльнага ліста і адмовы ізаляцыі.

 

Тэст на матэрыялах тыльнага ліста

Полісілаксанавы гель быў упершыню пратэставаны на пяці распаўсюджаных тыпах матэрыялу ніжняга ліста, што адлюстроўвае разнастайнасць кампанентаў, якія выкарыстоўваліся ў фотаэлектрычных модулях за апошняе дзесяцігоддзе: са-экструдаваны поліамід (задні ліст AAA); полівінілфтарыд (PVF)-двухслойны ПЭТ; полівінілідэнфтарыд (PVDF)-біслой ПЭТ; ПЭТ з грунтоўкай-; і новы кампазіт на аснове этылен-тэтрафтарэтылену (ETFE)-. Гэтыя матэрыялы былі выбраны з-за іх шырокага выкарыстання і вядомай уразлівасці да дэградацыі з цягам часу.

Прастакутныя ўзоры (3 см у шырыню, 12 см у даўжыню) былі выразаны з кожнага тыпу тыльнага ліста, і гель наносіўся на адкрыты-паветраны бок кожнай палоскі. «Другая паласа тыльнага ліста, паветраным бокам уніз, была размешчана на ўзору, пакрытаму-гелем, і асцярожна прыціснута для дасягнення аднастайнай таўшчыні геля прыкладна 1,2 мм», — падрабязна расказала каманда. «Лішкі гелю былі выдалены з краёў, і ўзоры вытрымлівалі пры тэмпературы 25 градусаў Цэльсія і адноснай вільготнасці 55% на працягу 30 дзён. Пасля зацвярдзення ўзоры былі падвергнуты паскоранаму старэнню ў кліматычнай камеры пры тэмпературы 85 градусаў Цэльсія і адноснай вільготнасці 85% на працягу 1000 гадзін-стандартны тэст на трываласць фотаэлектрычных кампанентаў».

Аналіз пасля-выпрабавання паказаў, што гель прадэманстраваў выключную адгезію да ўсіх пяці тыпаў тыльнага ліста, са 100% кагезійным разбурэннем назіралася ў кожным узоры. Гэта сведчыць аб тым, што сувязь паміж гелем і падкладкай была мацнейшай, чым сам гель, што пацвярджае доўгатэрміновую-надзейнасць і ўстойлівасць да адслойвання.

 

Выпрабаванне на васьмі-гадовых-панэлях з дэградацыяй

Затым гель быў пратэставаны на старэючых фотаэлектрычных модулях з заднімі лістамі AAA, якія эксплуатаваліся восем гадоў і дэманстравалі сур'ёзныя прыкметы дэградацыі, у тым ліку глыбокія падоўжныя расколіны над шынамі ячэек і далікатнасць паверхні. Гель наносілі непасрэдна ў расколіны з дапамогай прэцызійнага картрыджа, затым раўнамерна размяркоўвалі па ўсёй паверхні тыльнага ліста шырокім шпателем для адукацыі ахоўнага пакрыцця. Затым адрамантаваныя модулі былі змешчаны ў тую ж кліматычную камеру на 1000 гадзін вільготна-тэрмічнай апрацоўкі.

Вымярэнні, праведзеныя пасля старэння, паказалі, што расколіны былі цалкам зачыненыя і больш не бачныя, а адрамантаваныя модулі дасягнулі значэнняў супраціўлення ізаляцыі вышэй за 200 МОм-, што значна перавышае патрабаванні бяспекі для працы фотаэлектрычных модуляў. «Нават пасля паскоранага выпрабавання вільготным цяплом, модулі захавалі высокія характарыстыкі ізаляцыі і прайшлі выпрабаванне на вільготную ўцечку без прыкмет пранікнення вільгаці», - адзначылі даследчыкі. Гэта пацвярджае здольнасць геля аднаўляць важныя паказчыкі бяспекі і прадукцыйнасці ў старэючых модулях.

 

Выпрабаванне дзеючай сонечнай электрастанцыі

Каб пацвердзіць прадукцыйнасць-у рэальным свеце, даследчая група ўкараніла тэхніку рамонту на сонечнай электрастанцыі магутнасцю 10 МВт у Чэхіі, дзе многія модулі сутыкнуліся з дэградацыяй тыльнага ліста. «Полісілаксанавы гель наносіўся ў палявых умовах без дэмантажу модуляў-, выдадзеных з партатыўнага картрыджа, і разгладжваўся па паверхні тыльнага ліста шпателем», — падкрэсліла каманда. "Адрамантаваныя модулі былі пакінуты працаваць у рэальных-умовах на працягу трох месяцаў пад уздзеяннем розных тэмператур, вільготнасці і ультрафіялетавага выпраменьвання".

Выпрабаванні на вільготную ўцечку, праведзеныя пасля палявых выпрабаванняў, пацвердзілі, што адрамантаваныя модулі захавалі высокую супраціўляльнасць ізаляцыі і працавалі нармальна, без падзення выхаду энергіі ў параўнанні з непашкоджанымі модулямі. "Першыя палявыя вынікі дэманструюць, што гель эфектыўна стабілізуе прадукцыйнасць модуля, хаця для поўнай ацэнкі яго даўгавечнасці неабходныя-доўгатэрміновыя выпрабаванні на працягу некалькіх гадоў", - заявілі даследчыкі. "Асноўнае пытанне, якое застаецца, заключаецца ў тым, ці можа адрамантаваны задні ліст адпавядаць доўгатэрміновым -прадукцыйнасці вільгаценепранікальнасці арыгінала, асабліва ў рэгіёнах з экстрэмальнымі ўмовамі надвор'я".

Даследаванне было апублікавана ў артыкуле "Field-applicable polysiloxane gel repair for degraded photovoltaic module backsheets" у Journal of Photovoltaics Research. Даследчая група ўключала навукоўцаў з Siltech Solutions Czech Republic, Аўстрыйскага навукова-даследчага інстытута хіміі і тэхналогіі (OFI) і Чэшскага тэхнічнага ўніверсітэта ў Празе-, якія абапіраліся на сумесныя намаганні па распрацоўцы-рэнтабельных і ўстойлівых рашэнняў для абслугоўвання фотаэлектрычных сістэм.