מערכות חשמל סולאריות הן השקעה לטווח ארוך, כאשר רוב הפאנלים הסולאריים מובטחים כעת למשך 25 שנה. אבל מה לגבי המחברים שמקשרים את כולם יחד? אם מחבר בודד נכשל, הוא יכול להוריד מחרוזת שלמה, מה שיוביל לזמן השבתה יקר ואובדן הכנסות. האמת המזעזעת היא שרוב המחברים הסולאריים המוסמכים בתקן אינם מתוכננים או נבדקו לשרוד 25 שנים בסביבות חיצוניות קשות.
מאמר זה מסביר את ארבעת הכוחות הסביבתיים העיקריים שהורסים מחברים סולאריים, מדוע אינו מבחן IEC 62852 הסטנדרטי מספיק, וכיצד תוכנית ה 'Qualification Plus' של Totek מבטיחה אמינות אמיתית של 25 שנים.
ארבעת הכוחות שהורסים מחברי חוץ
מחברים על גג או בשדה סולארי נמצאים תחת התקפה מתמדת מהסביבה. ארבעה מצבי כשל עיקריים ידרדרו ויהרסו מחבר שאינו מהונדס כראוי להישרדות ארוכת טווח.
1 פירוק UV:
אור השמש מכיל קרינת UV עוצמתית המפרקת את שרשראות הפולימר בבתי פלסטיק. זה מוביל לגירוד, שבירות ומיקרו-סדקים, המאפשרים ללחות להיכנס פנימה.
2 הלם תרמי:
המחזור היומי מלילות קרים (-40°C) לימים חמים (+90°C) גורם לחומרים להתרחב ולהתכווץ. אם מגעי המתכת, בית הפלסטיק ואטמי הגומי מתרחבים בקצבים שונים, האטמים ייכשלו בסופו של דבר.
3 הידרוליזה:
זוהי התקפה כימית שבה לחות וטמפרטורות גבוהות מפרקים את קשרי הפולימר, במיוחד בפלסטיק סטנדרטי כמו ניילון (PA66). החומר מאבד את החוזק המכני שלו ואינו יכול עוד להגן על החיבור החשמלי.
4 קורוזיה:
ערפל מלח מאזורי חוף ומזהמים מאזורי תעשייה יכולים לחמצן את מגעי המתכת בתוך המחבר. זה מגביר את ההתנגדות החשמלית, יוצר נקודות חמות שעלולות להוביל לקשתות ואף לשריפות [1].
מדוע בדיקות תקן IEC 62852 אינן מספיקות
התקן התעשייתי למחברים סולאריים הוא IEC 62852. זוהי בדיקת בסיס טובה, אך היא תוכננה למצוא פגמים מוקדמים בייצור, לא לחזות ביצועים של 25 שנים. מחקר של המעבדה הלאומית לאנרגיה מתחדשת בארה'ב (NREL) מראה פער גדול בין הבדיקה הסטנדרטית לבין חיי שירות של 25 שנים [2].
'היום רוב מודולי ה-PV זכאים ל-25 שנה, אבל רצף בדיקות ההסמכה לא בודק 25 שנות חיים.' [3]
הנה איך מבחן חברת החשמל הסטנדרטי משתווה לתוכנית אמינות אמיתית של 25 שנה כמו זו של Totek:
ב-Totek, אנחנו לא רק מרכיבים מחברים; אנו מהנדסים אותם להישרדות של 25 שנים בסביבות הקשות ביותר. התהליך שלנו בנוי על שלושה עמודים מרכזיים החורגים הרבה מעבר לסטנדרט התעשייה.
האישורים שלנו מדגישים את המחויבות שלנו לאיכות.
1 מדע החומר הוא הקרן
אנו משתפים פעולה עם ספקי חומרים מסוג Tier-1 כמו SABIC ו- Celanese כדי לבחור פולימרים מתקדמים שהוכחו כעמידים בפני UV, הידרוליזה והלם תרמי. עבור מכלולי הכבלים שלנו, אנו משתמשים בכבלי XLPO (Cross-Linked Polyolefin) בעלי ביצועים גבוהים כמו סדרת Nexans ENERGYFLEX® , בעלי אישור כפול לתקני UL 4703 ו- EN 50618 ומתוכננים למשך 30 עד 40 שנים [4].
2 בדיקות 'הסמכה פלוס'.
אנו בודקים את המוצרים שלנו בסטנדרט גבוה יותר, בהתאם למסגרת 'Qualification Plus' שפותחה על ידי NREL. המשמעות היא פי 3 יותר מחזורים תרמיים, פי 2 יותר חום לח ופי 2 יותר חשיפה ל-UV ממה שדורש תקן IEC. אנו מוסיפים גם בדיקת ריסוס מלח של 480 שעות, שהיא קריטית למניעת קורוזיה אך אפילו אינה נדרשת על פי תקן חברת החשמל הנוכחי.
3 אימות לאחר ההזדקנות
זה הצעד הקריטי ביותר. אנחנו לא בודקים רק חלקים חדשים. אנחנו לוקחים מחברים שכבר שרדו את רצף ההזדקנות המלא (1000 שעות UV + 600 מחזורים תרמיים + 2000 שעות חום לח) ואז אנחנו מבצעים את בדיקות האימות הסופיות. המחבר המיושן עדיין חייב לעבור בדיקת טבילת מים באורך 1 מטר (IP67) ובדיקת חשמל במתח גבוה. זו הדרך היחידה להוכיח שהמחבר לא ידלוף לאחר 25 שנות שימוש לרעה.
תהליך אימות 'Qualification Plus' ל-25 שנים של Totek
תהליך האימות של Totek עוקב אחר רצף קפדני של חמישה שלבים . זה מתחיל עם 1,000 שעות של מיזוג מוקדם UV באמצעות מנורת קסנון קשת כדי לבזות את הפולימרים והאטמים, בדיוק כמו שנים של אור שמש ישיר. לאחר מכן, אותם מחברים עוברים 600 מחזורים תרמיים מ -40 מעלות צלזיוס עד +90 מעלות צלזיוס, מה שמדגיש את התפשטות החומר ומכניס את האטמים ללחץ חוזר. לאחר מכן מגיעים 20 מחזורי הקפאת לחות, שבהם הלחות נאלצת לתוך כל מיקרו-סדקים ואז מוקפאת כדי להרחיב את הנזק. לאחר מכן, המחברים נכנסים לתא חום לח ב-85°C ולחות של 85% למשך 2,000 שעות כדי להאיץ את ההידרוליזה והקורוזיה. השלב האחרון הוא אימות לאחר ההזדקנות, שבו אותם מחברים עדיין חייבים לעבור בדיקת טבילה מלאה במים IP67 ובדיקת חשמל במתח גבוה. הפרט החשוב ביותר כאן הוא שזהו תהליך רציף.
אותה קבוצה של מחברים חייבת לשרוד כל שלב, בזה אחר זה. אנו לא משתמשים בדגימות טריות לכל שלב. זו הדרך היחידה להוכיח עמידות אמיתית של 25 שנים.
- Ma Chao (מייסד ומנכ'ל, Totek Int'l Corp.).
מוכח בשטח: 1.3 מיליון יחידות, אפס כשלים
גישה קפדנית זו אינה רק תיאורטית. ל-Totek יש למעלה מ -1.3 מיליון מכלולי כבלים סולאריים בשטח, חלקם כבר למעלה מ-8 שנים, עם אפס תקלות שדה מדווחות עקב השפלה של מחברים. אנו מביאים חשיבה איכותית בדרגת רכב (IATF 16949) , עם לתעשייה הסולארית יכולת עקיבה מלאה מחלקת חומרי הגלם ועד למוצר הסופי על הגג שלך.
אל תיתן למחבר בעל בעיה סטנדרטית לסכן את ההשקעה הסולרית שלך ל-25 שנה. צור קשר עם צוות ההנדסה של Totek כדי ללמוד עוד על תוכנית האמינות שלנו בת 25 השנים וכיצד נוכל להגן על הפרויקט שלך מפני כישלון מוקדם.
