Systemy energii słonecznej to inwestycja długoterminowa, a większość paneli słonecznych jest obecnie objęta gwarancją na 25 lat. Ale co ze złączami, które łączą je wszystkie razem? Jeśli pojedyncze złącze ulegnie awarii, może to spowodować uszkodzenie całego ciągu, co prowadzi do kosztownych przestojów i utraty przychodów. Szokująca prawda jest taka, że większość złączy solarnych posiadających certyfikaty nie jest projektowana ani testowana tak, aby przetrwały 25 lat w trudnych warunkach zewnętrznych.
W tym artykule wyjaśniono cztery główne siły środowiskowe, które niszczą złącza fotowoltaiczne, dlaczego standardowy test IEC 62852 nie wystarczy i w jaki sposób program „Qualification Plus” firmy Totek zapewnia prawdziwą 25-letnią niezawodność.
Cztery siły, które niszczą złącza zewnętrzne
Złącza na dachu lub w polu słonecznym są pod ciągłym atakiem ze strony środowiska. Cztery główne tryby awarii spowodują degradację i zniszczenie złącza, które nie zostało odpowiednio zaprojektowane pod kątem długotrwałej trwałości.
1 Degradacja UV:
Światło słoneczne zawiera silne promieniowanie UV, które niszczy łańcuchy polimerowe w plastikowych obudowach. Prowadzi to do kredowania, łamliwości i mikropęknięć, przez które przedostaje się wilgoć.
2 Szok termiczny:
Dobowy cykl od zimnych nocy (-40°C) do gorących dni (+90°C) powoduje, że materiały rozszerzają się i kurczą. Jeśli metalowe styki, plastikowa obudowa i gumowe uszczelki rozszerzają się z różną szybkością, uszczelki w końcu ulegną uszkodzeniu.
3 Hydroliza:
Jest to atak chemiczny, podczas którego wilgoć i wysokie temperatury niszczą wiązania polimerowe, szczególnie w standardowych tworzywach sztucznych, takich jak nylon (PA66). Materiał traci swoją wytrzymałość mechaniczną i nie może już chronić połączenia elektrycznego.
4 Korozja:
Mgła solna z obszarów przybrzeżnych i zanieczyszczenia ze stref przemysłowych mogą utlenić metalowe styki wewnątrz złącza. Zwiększa to opór elektryczny, tworząc gorące punkty, które mogą prowadzić do wyładowania łukowego, a nawet pożaru [1].
Dlaczego standardowe testowanie IEC 62852 nie wystarczy
Normą branżową dotyczącą złączy fotowoltaicznych jest IEC 62852. Jest to dobry test bazowy, ale zaprojektowano go w celu wykrycia wad produkcyjnych na wczesnym etapie, a nie przewidywania wydajności przez 25 lat. Badania przeprowadzone przez amerykańskie Krajowe Laboratorium Energii Odnawialnej (NREL) wskazują na znaczną rozbieżność pomiędzy standardowym testem a 25-letnim okresem użytkowania [2].
„Obecnie większość modułów fotowoltaicznych ma gwarancję na 25 lat, ale sekwencja testów kwalifikacyjnych nie sprawdza trwałości 25 lat.” [3]
Oto porównanie standardowego testu IEC z prawdziwym 25-letnim programem niezawodności, takim jak program firmy Totek:
W Totek nie tylko montujemy złącza; projektujemy je tak, aby przetrwały 25 lat w najtrudniejszych warunkach. Nasz proces opiera się na trzech kluczowych filarach, które znacznie wykraczają poza standardy branżowe.
Nasze certyfikaty podkreślają nasze zaangażowanie w jakość.
1 Nauka o materiałach to podstawa
Współpracujemy z dostawcami materiałów Tier 1, takimi jak SABIC i Celanese , aby wybierać zaawansowane polimery, które są odporne na promieniowanie UV, hydrolizę i szok termiczny. Do naszych zestawów kabli używamy wysokowydajnych XLPO (usieciowanych poliolefin) , takich jak seria kabli Nexans ENERGYFLEX® , które posiadają podwójne certyfikaty zgodności z normami UL 4703 i EN 50618 oraz są zaprojektowane na okres użytkowania od 30 do 40 lat [4].
2 Testowanie „Kwalifikacja Plus”.
Testujemy nasze produkty według wyższych standardów, zgodnie ze strukturą „Qualification Plus” opracowaną przez NREL. Oznacza to 3 razy więcej cykli termicznych, 2 razy więcej wilgotnego ciepła i 2 razy większą ekspozycję na promieniowanie UV niż wymaga tego norma IEC. Dodajemy również 480-godzinny test w mgle solnej, który ma kluczowe znaczenie dla zapobiegania korozji, ale nie jest nawet wymagany przez obecną normę IEC.
3 Weryfikacja po starzeniu
To najbardziej krytyczny krok. Nie tylko testujemy nowe części. Bierzemy złącza, które przetrwały już pełną sekwencję starzenia (1000h UV + 600 cykli termicznych + 2000h ciepła wilgotnych), a następnie przeprowadzamy końcowe testy weryfikacyjne. Stare złącze musi jeszcze przejść test zanurzenia w wodzie na głębokość 1 metra (IP67) oraz test elektryczny pod wysokim napięciem. Tylko w ten sposób można udowodnić, że złącze nie będzie przeciekać po 25 latach użytkowania.
Totek 25-letni proces walidacji „Kwalifikacja Plus”.
Proces walidacji Totek przebiega według ścisłej sekwencji pięciu kroków . Rozpoczyna się od 1000 godzin wstępnego kondycjonowania promieniami UV przy użyciu lampy ksenonowej łukowej w celu degradacji polimerów i uszczelek, tak jak miałoby to miejsce przez lata bezpośredniego światła słonecznego. Następnie te same złącza przechodzą 600 cykli termicznych od -40°C do +90°C, co powoduje zwiększenie rozszerzalności materiału i poddaje uszczelki wielokrotnemu naciskowi. Następnie następuje 20 cykli zamrażania wilgocią, podczas których wilgoć jest wtłaczana do wszelkich mikropęknięć, a następnie zamrażana w celu rozszerzenia uszkodzeń. Następnie złącza trafiają do wilgotnej komory cieplnej o temperaturze 85°C i wilgotności 85% na 2000 godzin, aby przyspieszyć hydrolizę i korozję. Ostatnim krokiem jest weryfikacja po starzeniu, podczas której te same złącza muszą jeszcze przejść pełny test zanurzenia w wodzie IP67 i test elektryczny pod wysokim napięciem. Najważniejszym szczegółem jest to, że jest to proces sekwencyjny.
Ten sam zestaw złączy musi przetrwać każdy krok, jeden po drugim. Na każdym etapie nie używamy świeżych próbek. Tylko w ten sposób można udowodnić prawdziwą 25-letnią trwałość.
- Ma Chao (założyciel i dyrektor generalny Totek Int'l Corp.).
Sprawdzone w praktyce: 1,3 miliona jednostek, zero awarii
To rygorystyczne podejście nie jest tylko teoretyczne. Totek ma 1,3 miliona zestawów kabli fotowoltaicznych, niektóre od w terenie ponad ponad 8 lat i nie zgłosił żadnych awarii spowodowanych degradacją złączy. Wprowadzamy podejście dotyczące jakości na poziomie motoryzacyjnym (IATF 16949) , z do branży fotowoltaicznej pełną identyfikowalnością od partii surowca do produktu końcowego na dachu.
Nie pozwól, aby standardowe złącze zagroziło Twojej 25-letniej inwestycji w energię fotowoltaiczną. Skontaktuj się z zespołem inżynierów Totek, aby dowiedzieć się więcej o naszym 25-letnim programie niezawodności i o tym, jak możemy chronić Twój projekt przed przedwczesną awarią.
