Fluebla Silicona Sigelilo Por Ripari Difektitajn Sunajn Modulajn Malantaŭfoliojn

Ĉeĥa-aŭstria esplorteamo evoluigis alt-efikecan polisiloksan ĝelon kiu povas efike ripari difektitajn sunmodulajn malantaŭajn foliojn, restarigante iliajn izolaj trajtoj kaj plilongigante la funkcian vivdaŭron de maljuniĝantaj fotovoltaikaj (PV) sistemoj. Ĉi tiu pionira solvo traktas kritikan problemon alfrontantajn sunplantajn funkciigistojn, ĉar postfolia degenero-precipe en moduloj produktitaj ĉirkaŭ 2010-ofte kondukas al sekurecaj zorgoj kaj signifaj energiproduktadperdoj.

La esploristoj uzis specialecan polisiloksan ĝelon, evoluigitan kunlabore kun ĉeĥa-silikona fabrikisto Siltech Solutions, kiu estas kutime uzata kiel enkapsuliga helpaĵo por PV-moduloj. Male al tradiciaj rigidaj riparmaterialoj, la teamo modifis la ĝelon por havi plifortigitan flueblecon, permesante al ĝi plenigi eĉ mallarĝajn fendojn kaj formi senjuntan protektan tavolon super difektitaj malantaŭaj folioj. La ĝelo estas kunmetita de silikona-polimera matrico, plifortigita kun fuma silicoksido kiel plenigaĵo por akceli fortikecon, kaj humideca-kuraciga agento kiu ebligas ĝin malmoliĝi post eksponiĝo al ĉirkaŭa aero kaj humideco.

"La humido-iniciata resanigprocezo venas de la surfaco eksteren, kun la ĝelo iom post iom malmoliĝanta dum humido disvastiĝas en la materialon," klarigis la esploristoj. "Unufoje plene resanigita, la ĝelo formas flekseblan elastomeron kun bonega tirstreĉo- kaj plilongiĝpropraĵoj, certigante fortan adheron al ĉiuj komunaj dorsfoliomaterialoj-eĉ tiuj kun antaŭ-ekzistanta degenero aŭ surfacaj neregulaĵoj." Ĉi tiu adhero estas kritika por malhelpi humidecan eniron, kio estas la ĉefa kaŭzo de plia malantaŭa damaĝo kaj izolaj fiasko.

 

Provu sur materialoj de malantaŭaj folioj

La polisiloksanĝelo unue estis testita sur kvin oftaj dorsfoliospecoj, reflektante la gamon da komponentoj uzitaj en PV-moduloj dum la pasinta jardeko: ko-eltrudita poliamido (AAA-backsheet); polivinila fluorido (PVF)-PET-dutavolo; poliviniliden fluorido (PVDF)-PET-dutavolo; amor-tegita PET; kaj pli nova etilena tetrafluoretileno (ETFE)-kunmetaĵo. Tiuj materialoj estis elektitaj pro sia ĝeneraligita uzo kaj konata vundebleco al degenero dum tempo.

Rektangulaj specimenoj (3 cm larĝaj, 12 cm longaj) estis tranĉitaj de ĉiu malantaŭa foliospeco, kaj la ĝelo estis aplikita al la aero-senŝirma flanko de ĉiu strio. "Dua malantaŭa strio, aerflanko malsupren, estis metita sur la ĝele-tegita specimeno kaj milde premita por atingi unuforman ĝelan dikecon de proksimume 1.2mm," detalis la teamo. "Troa ĝelo estis forigita de la randoj, kaj la specimenoj estis resanigitaj je 25 celsiusgradoj kaj 55% relativa humideco dum 30 tagoj. Post resanigo, la specimenoj estis submetitaj al akcelita maljuniĝo en klimata kamero je 85 celsiusgradoj kaj 85% relativa humideco dum 1,000 horoj {15}a norma komponanto por PV."

Post-testa analizo malkaŝis, ke la ĝelo elmontris esceptan adheron al ĉiuj kvin postfoliospecoj, kun 100% kohezia fiasko observita en ĉiu specimeno. Ĉi tio indikas ke la ligo inter la ĝelo kaj malantaŭa folio estis pli forta ol la ĝelo mem, konfirmante long-fidindecon kaj reziston al delaminado.

 

Testu sur ok-jaraj-malbonigitaj paneloj

Poste, la ĝelo estis testita sur maljuniĝantaj PV-moduloj kun AAA-malantaŭaj folioj, kiuj funkciis dum ok jaroj kaj montris severajn signojn de degenero, inkluzive de profundaj longitudaj fendoj super la ĉelaj busbaroj kaj surfaca fragileco. La ĝelo estis liverita rekte en la fendojn uzante precizeckartoĉon, tiam disvastiĝis egale sur la tuta malantaŭa surfaco per larĝa spatulo por formi protektan tegaĵon. La riparitaj moduloj tiam estis metitaj en la saman klimatkameron dum 1,000 horoj da malseka varmotraktado.

Mezuradoj faritaj post maljuniĝo montris, ke la fendoj estis plene sigelitaj kaj ne plu videblaj, kaj la riparitaj moduloj atingis izolajn rezistvalorojn super 200 MΩ-bone superantaj la sekurecan postulon por funkciado de PV-modulo. "Eĉ post la akcelita malseka varmotesto, la moduloj konservis altan izolan rendimenton kaj trapasis la malsekan elfluan teston sen signoj de humida eniro," la esploristoj notis. Ĉi tio konfirmas la kapablon de la ĝelo restarigi kritikajn sekurecojn kaj rendimentajn metrikojn en maljuniĝantaj moduloj.

 

Testo pri funkcia suna planto

Por validigi realan-mondan agadon, la esplorteamo efektivigis la riparteknikon ĉe 10MW suna planto en Ĉeĥio, kie multaj moduloj spertis malantaŭan degeneron. "La polisiloksanĝelo estis aplikita sur la kampo sen malmuntado de la moduloj-disdonitaj el portebla kartoĉo kaj glatigita super la malantaŭa folisurfaco per spatulo," la teamo emfazis. "La riparitaj moduloj estis lasitaj funkcii sub realaj-mondaj kondiĉoj dum tri monatoj, elmontritaj al diversaj temperaturoj, humideco kaj UV-radiado."

Malsekaj elfluaj testoj faritaj post la kampprovo konfirmis, ke la riparitaj moduloj retenis altan izolan reziston kaj funkciis normale, sen falo en energiproduktado kompare kun nedifektitaj moduloj. "Fruaj kampaj rezultoj pruvas, ke la ĝelo efike stabiligas modulan rendimenton, kvankam longa-testado dum pluraj jaroj necesas por plene taksi ĝian fortikecon," la esploristoj deklaris. "Klosila restanta demando estas ĉu la riparita malantaŭa folio povas kongrui kun la longtempa-agado de la originala humida baro, precipe en regionoj kun ekstremaj vetercirkonstancoj."

La esplorado estis publikigita en la artikolo "Field-applicable polysiloxane gel repair for degraded photovoltaic module backsheets" en la Journal of Photovoltaics Research. La esplorgrupo inkludis sciencistojn de Siltech Solutions Ĉeĥio, la Aŭstria Esplorinstituto por Kemio kaj Teknologio (OFI), kaj la Ĉeĥa Teknika Universitato en Prago-konstruante sur kunlaboraj klopodoj evoluigi kost-efikajn, daŭrigeblajn PV prizorgajn solvojn.