Η μακροπρόθεσμη σταθερότητα των φωτοβολταϊκών μονάδων είναι το κλειδί για τη συνεχή παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας κατά τη διάρκεια της περιόδου λειτουργίας του φωτοβολταϊκού συστήματος. Η χημική σταθερότητα των πολυμερών υλικών ενθυλάκωσης σε φωτοβολταϊκά πλαίσια είναι ένας σημαντικός παράγοντας για τον προσδιορισμό της ανθεκτικότητας των φωτοβολταϊκών μονάδων.
Ποιες είναι οι επιπτώσεις της γήρανσης του υλικού EVA στην απόδοση των φωτοβολταϊκών μονάδων;
Ως το κύριο υλικό του φιλμ φωτοβολταϊκής ενθυλάκωσης, το EVA έχει μεγάλη σημασία για τις φωτοβολταϊκές μονάδες. Μόλις παλαιώσει, όχι μόνο θα επηρεάσει την απόδοση των φωτοβολταϊκών μονάδων, αλλά θα προκαλέσει επίσης ξεθώριασμα, αποκόλληση και φουσκάλες των φωτοβολταϊκών πλαισίων.
1. Ξεθώριασμα
Κατά τη λειτουργία των φωτοβολταϊκών πλαισίων, το EVA θα υποστεί «κιτρίνισμα» και «καφέ» όταν εκτίθεται στο εξωτερικό περιβάλλον για μεγάλο χρονικό διάστημα. Ο αποχρωματισμός μειώνει τη διαπερατότητα του φωτός του EVA, μειώνει το φωτορεύμα του φωτοβολταϊκού στοιχείου και τελικά οδηγεί στην απώλεια ισχύος του φωτοβολταϊκού στοιχείου.
Ο κύριος λόγος για αυτό το φαινόμενο είναι ότι καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία, η χημική σύνθεση του υλικού συσκευασίας EVA αλλάζει υπό τη συνδυασμένη δράση υπεριώδους φωτός και διείσδυσης νερού και το χρώμα του EVA βαθμιαία θα βαθαίνει, από ανοιχτό κίτρινο σε σκούρο καφέ.
2. Στρώσιμο
Η υποβάθμιση του EVA οδηγεί σε απώλεια πρόσφυσης και εμφανίζεται αποκόλληση, με αποτέλεσμα την απώλεια πρόσφυσης μεταξύ του γυαλιού καλύμματος και της ηλιακής κυψέλης ή μεταξύ της ηλιακής κυψέλης και του υλικού του κάτω φύλλου. Η αποκόλληση των φωτοβολταϊκών μονάδων προκαλεί αυξημένη ανάκλαση φωτός, αυξημένη διείσδυση νερού, απώλεια ισχύος εξόδου και ζημιά σε ολόκληρο το σύστημα.
Υπάρχουν πολλοί παράγοντες που οδηγούν στην αποκόλληση. Εκτός από τους παράγοντες διεργασίας, η γήρανση του EVA κατά τη χρήση είναι ο κύριος λόγος. Η γήρανση του EVA καταστρέφει τους δεσμούς διεπαφής, με αποτέλεσμα να σχηματίζονται κενά μεταξύ του EVA και άλλων στρωμάτων. Σε αυτή τη διαδικασία , φως, θερμότητα, οξυγόνο και νερό Και άλλοι παράγοντες παίζουν σημαντικό ρόλο, γενικά το ζεστό και υγρό κλίμα θα επιταχύνει τη διαστρωμάτωση.
3. Φουσκάλες
Η δημιουργία φυσαλίδων είναι μια διαδικασία παρόμοια με την αποκόλληση, η οποία προκαλείται από την έλλειψη πρόσφυσης του EVA και επηρεάζει μια μικρότερη περιοχή. Οι φυσαλίδες δημιουργούνται ως αποτέλεσμα χημικών αντιδράσεων που απελευθερώνουν αέρια που εμφανίζονται συνήθως στο πίσω μέρος της μονάδας και συγκεντρώνονται στην ενθυλάκωση, αλλά περιστασιακά στο μπροστινό μέρος μεταξύ του γυαλιού και της κυψέλης. Συχνά εμφανίζονται φυσαλίδες στο κέντρο της μπαταρίας, οι οποίες προκαλούνται από την υψηλή θερμοκρασία στο εσωτερικό της μπαταρίας και τη διαφορετική πρόσφυση του EVA. Οι φυσαλίδες εμποδίζουν τη διάχυση της θερμότητας της μπαταρίας, αυξάνουν την υπερθέρμανση, μειώνουν τη διάρκεια ζωής των εξαρτημάτων, μειώνουν την απορρόφηση του ηλιακού φωτός από φωτοβολταϊκές μονάδες και αυξάνουν την αντανάκλαση του ηλιακού φωτός.
Πώς μπορεί το υλικό EVA να αντισταθεί στη γήρανση;
1. Προσθέστε ανόργανα σωματίδια για να αντισταθείτε στη γήρανση
Η προσθήκη ανόργανων σωματιδίων είναι ένας από τους τρόπους βελτίωσης της αντίστασης στη γήρανση του EVA. Τα νανο-φύλλα γραφενίου με λειτουργικό οξύ εισάγονται στο EVA ως ενίσχυση και η προετοιμασμένη σύνθετη μεμβράνη EVA/GNP ενθυλακώνει την ευαισθητοποιημένη με βαφή μπαταρία, η οποία μπορεί να παρατείνει τη διάρκεια ζωής της συσκευής.
Η προσθήκη σπάνιων γαιών Y2SiO5: Ce3+, Yb3+ στο EVA μπορεί να βελτιώσει τη θερμική αγωγιμότητα και την πρόσφυση του EVA χωρίς να επηρεάσει τη διαπερατότητα του φωτός και την ηλεκτρική μόνωση, έτσι ώστε το οξυγόνο και η υγρασία να μην μπορούν να εισέλθουν, βελτιώνοντας έτσι τη θερμική σταθερότητα του φύλου του υλικού συσκευασίας.
Το οξείδιο του γραφενίου χρησιμοποιείται για την παρασκευή νανοσύνθετης μεμβράνης EVA/GO. Αυτή η μεμβράνη έχει καλή αδιάβροχη δομή και είναι αδιαπέραστη από το οξυγόνο, επομένως βελτιώνεται η απόδοση κατά της γήρανσης. Η αλληλεπίδραση ομάδων πολικών ομάδων οξειδίου γραφενίου και οξικού βινυλίου, η οποία βελτιώνει την διεπιφανειακή συνοχή. Επιπλέον, η προσθήκη BN, SiC, ZnO και άλλων εξαιρετικά θερμικά αγώγιμων ανόργανων σωματιδίων στο υλικό συσκευασίας EVA μπορεί να αποτρέψει την τοπική συσσώρευση θερμότητας της φωτοβολταϊκής μονάδας, βελτιώνοντας έτσι τη θερμική σταθερότητα της μονάδας.
2. Προσθέστε αντιγηραντικά πρόσθετα
Πρόσθετα όπως αντιοξειδωτικά και σταθεροποιητές φωτός μπορούν να μειώσουν τον ρυθμό οξειδωτικής αποσύνθεσης των υλικών συσκευασίας EVA, να βελτιώσουν την αντίσταση στη θερμική γήρανση του οξυγόνου, την αντοχή στην υπεριώδη γήρανση και την αντίσταση στη γήρανση στη θερμότητα και την υγρασία. Τα πολυμερή υλικά απορροφούν φωτεινή ενέργεια, προκαλώντας αντιδράσεις αυτοοξείδωσης, με αποτέλεσμα την υποβάθμιση του πολυμερούς, τον αποχρωματισμό, την ευθραυστότητα και την υποβάθμιση της απόδοσης του προϊόντος, καθιστώντας το άχρηστο. Γενικά, οι σύνθετοι σταθεροποιητές μπορούν να μειώσουν τον ρυθμό γήρανσης του EVA περισσότερο από τους απλούς σταθεροποιητές λόγω της συνεργιστικής επίδρασης μεταξύ των συστατικών.
3. Διασταυρούμενη αντιγήρανση
Η διασύνδεση έχει αποδειχθεί ότι είναι μια αποτελεσματική μέθοδος για τη βελτίωση της αντίστασης στη γήρανση του φιλμ EVA και η διασύνδεση μπορεί να κάνει το EVA να σχηματίσει μια σταθερή δομή δικτύου.
Υπάρχουν πολλές μέθοδοι διασύνδεσης EVA. Το οργανικό υπεροξείδιο είναι ο πιο συχνά χρησιμοποιούμενος παράγοντας διασύνδεσης. Σε μια συγκεκριμένη θερμοκρασία, οι ελεύθερες ρίζες που δημιουργούνται από την αποσύνθεση των οργανικών υπεροξειδίων επιτίθενται στις μοριακές αλυσίδες EVA, με αποτέλεσμα αλυσίδες ελεύθερων ριζών και ο συνδυασμός δύο αλυσίδων ελεύθερων ριζών σχηματίζει μια διασταυρούμενη δομή.
Ο βαθμός διασταύρωσης είναι ένας σημαντικός τεχνικός δείκτης των υλικών συσκευασίας EVA. Εάν η διασύνδεση είναι πολύ υψηλή, το EVA θα γίνει εύθραυστο και δεν μπορεί να αντισταθεί στις εξωτερικές κρούσεις και δεν θα προστατεύσει τη γκοφρέτα πυριτίου. Εάν η διασύνδεση είναι πολύ χαμηλή, η αντίσταση γήρανσης θα μειωθεί και συνιστάται ο έλεγχος του βαθμού διασύνδεσης στο 70%.
