Hệ thống năng lượng mặt trời là một khoản đầu tư dài hạn, với hầu hết các tấm pin mặt trời hiện nay được bảo hành 25 năm. Nhưng còn những đầu nối liên kết chúng lại với nhau thì sao? Nếu một đầu nối bị lỗi, nó có thể làm hỏng toàn bộ chuỗi, dẫn đến thời gian ngừng hoạt động tốn kém và mất doanh thu. Sự thật gây sốc là hầu hết các đầu nối năng lượng mặt trời được chứng nhận tiêu chuẩn đều không được thiết kế hoặc thử nghiệm để tồn tại 25 năm trong môi trường ngoài trời khắc nghiệt.
Bài viết này giải thích bốn tác động môi trường chính phá hủy các đầu nối năng lượng mặt trời, tại sao thử nghiệm tiêu chuẩn IEC 62852 là chưa đủ và cách chương trình 'Qualification Plus' của Totek đảm bảo độ tin cậy thực sự trong 25 năm.
Bốn thế lực phá hủy các kết nối ngoài trời
Các đầu nối trên mái nhà hoặc trong trường năng lượng mặt trời thường xuyên bị tấn công từ môi trường. Bốn dạng lỗi chính sẽ xuống cấp và phá hủy đầu nối không được thiết kế phù hợp để tồn tại lâu dài.
1 Sự suy thoái tia cực tím:
Ánh sáng mặt trời chứa bức xạ UV mạnh có thể phá vỡ chuỗi polymer trong vỏ nhựa. Điều này dẫn đến hiện tượng phấn hóa, giòn và các vết nứt nhỏ, tạo điều kiện cho hơi ẩm xâm nhập vào.
2 Sốc nhiệt:
Chu kỳ hàng ngày từ đêm lạnh (-40°C) đến ngày nóng (+90°C) khiến vật liệu giãn nở và co lại. Nếu các điểm tiếp xúc bằng kim loại, vỏ nhựa và gioăng cao su giãn nở với tốc độ khác nhau thì cuối cùng gioăng sẽ bị hỏng.
3 Thủy phân:
Đây là một cuộc tấn công hóa học trong đó độ ẩm và nhiệt độ cao phá vỡ các liên kết polymer, đặc biệt là trong các loại nhựa tiêu chuẩn như Nylon (PA66). Vật liệu mất đi độ bền cơ học và không còn khả năng bảo vệ kết nối điện.
4 Ăn mòn:
Sương muối từ vùng ven biển và các chất ô nhiễm từ các khu công nghiệp có thể oxy hóa các điểm tiếp xúc kim loại bên trong đầu nối. Điều này làm tăng điện trở, tạo ra các điểm nóng có thể dẫn đến phóng điện hồ quang và thậm chí gây cháy [1].
Tại sao thử nghiệm tiêu chuẩn IEC 62852 là không đủ
Tiêu chuẩn công nghiệp cho đầu nối năng lượng mặt trời là IEC 62852. Đây là một thử nghiệm cơ bản tốt nhưng được thiết kế để tìm ra các lỗi sản xuất sớm chứ không phải để dự đoán hiệu suất trong 25 năm. Nghiên cứu từ Phòng thí nghiệm Năng lượng Tái tạo Quốc gia Hoa Kỳ (NREL) cho thấy khoảng cách lớn giữa thử nghiệm tiêu chuẩn và tuổi thọ 25 năm [2].
'Ngày nay hầu hết các mô-đun PV đều được bảo hành 25 năm, nhưng Trình tự Kiểm tra Chất lượng không kiểm tra tuổi thọ 25 năm.' [3]
Đây là cách so sánh bài kiểm tra IEC tiêu chuẩn với chương trình độ tin cậy 25 năm thực sự như của Totek:
Tại Totek, chúng tôi không chỉ lắp ráp các đầu nối; chúng tôi thiết kế chúng để có thể tồn tại 25 năm trong những môi trường khắc nghiệt nhất. Quy trình của chúng tôi được xây dựng trên ba trụ cột chính vượt xa tiêu chuẩn ngành.
Chứng nhận của chúng tôi nhấn mạnh cam kết của chúng tôi về chất lượng.
1 Khoa học vật liệu là nền tảng
Chúng tôi hợp tác với các nhà cung cấp vật liệu Cấp 1 như SABIC và Celanese để lựa chọn các loại polyme tiên tiến đã được chứng minh là có khả năng chống tia cực tím, thủy phân và sốc nhiệt. Đối với các cụm cáp của mình, chúng tôi sử dụng cáp hiệu suất cao XLPO (Polyolefin liên kết chéo) như dòng Nexans ENERGYFLEX® , được chứng nhận kép theo tiêu chuẩn UL 4703 và EN 50618 và được thiết kế cho tuổi thọ từ 30 đến 40 năm [4].
2 bài kiểm tra 'Qualification Plus'
Chúng tôi thử nghiệm sản phẩm của mình theo tiêu chuẩn cao hơn, tuân theo khuôn khổ 'Qualification Plus' do NREL phát triển. Điều này có nghĩa là chu kỳ nhiệt tăng gấp 3 lần, nhiệt ẩm gấp 2 lần và mức tiếp xúc với tia cực tím cao gấp 2 lần so với tiêu chuẩn IEC yêu cầu. Chúng tôi cũng bổ sung thêm thử nghiệm phun muối kéo dài 480 giờ, điều này rất quan trọng để ngăn ngừa ăn mòn nhưng thậm chí còn không được yêu cầu theo tiêu chuẩn IEC hiện hành.
3 Xác minh sau lão hóa
Đây là bước quan trọng nhất. Chúng tôi không chỉ thử nghiệm các bộ phận mới. Chúng tôi sử dụng các đầu nối đã vượt qua được toàn bộ quá trình lão hóa (1000 giờ UV + 600 chu kỳ nhiệt + 2000 giờ nhiệt ẩm) rồi thực hiện các thử nghiệm xác minh cuối cùng. Đầu nối cũ vẫn phải vượt qua bài kiểm tra ngâm nước ở độ sâu 1 mét (IP67) và bài kiểm tra điện cao áp. Đây là cách duy nhất để chứng minh rằng đầu nối sẽ không bị rò rỉ sau 25 năm sử dụng.
Quy trình xác nhận 'Qualification Plus' 25 năm của Totek
Quá trình xác nhận của Totek tuân theo trình tự năm bước nghiêm ngặt . Nó bắt đầu với 1.000 giờ điều hòa trước tia cực tím bằng cách sử dụng đèn Xenon Arc để phân hủy polyme và đệm kín, giống như nhiều năm tiếp xúc trực tiếp với ánh nắng mặt trời. Sau đó, các đầu nối tương tự sẽ trải qua 600 chu kỳ nhiệt từ -40°C đến +90°C, điều này làm tăng sự giãn nở của vật liệu và đặt các vòng đệm dưới áp suất lặp đi lặp lại. Tiếp theo là 20 chu kỳ đóng băng độ ẩm, trong đó độ ẩm bị ép vào bất kỳ vết nứt nhỏ nào và sau đó đóng băng để làm tăng thêm thiệt hại. Sau đó, các đầu nối được đưa vào buồng nhiệt ẩm ở nhiệt độ 85°C và độ ẩm 85% trong 2.000 giờ để đẩy nhanh quá trình thủy phân và ăn mòn. Bước cuối cùng là xác minh sau lão hóa, trong đó các đầu nối tương tự vẫn phải vượt qua thử nghiệm ngâm nước IP67 đầy đủ và thử nghiệm điện cao áp. Chi tiết quan trọng nhất ở đây là đây là một quá trình tuần tự.
Cùng một bộ đầu nối phải tồn tại qua từng bước, từng bước một. Chúng tôi không sử dụng mẫu mới cho từng giai đoạn. Đó là cách duy nhất để chứng minh độ bền thực sự 25 năm.
- Ma Chao (Người sáng lập & Giám đốc điều hành, Totek Int'l Corp.).
Đã được chứng minh trên thực tế: 1,3 triệu thiết bị, không có lỗi nào
Cách tiếp cận nghiêm ngặt này không chỉ là lý thuyết. Totek có hơn 1,3 triệu cụm cáp năng lượng mặt trời tại hiện trường, một số đã hoạt động được hơn 8 năm và không có báo cáo nào về sự cố tại hiện trường do xuống cấp đầu nối. Chúng tôi mang tư duy chất lượng cấp ô tô (IATF 16949) vào ngành năng lượng mặt trời, với khả năng truy xuất nguồn gốc đầy đủ từ lô nhựa nguyên liệu thô đến sản phẩm cuối cùng trên mái nhà của bạn.
Đừng để đầu nối có vấn đề tiêu chuẩn ảnh hưởng đến khoản đầu tư năng lượng mặt trời 25 năm của bạn. Hãy liên hệ với nhóm kỹ thuật Totek để tìm hiểu thêm về chương trình độ tin cậy 25 năm của chúng tôi và cách chúng tôi có thể bảo vệ dự án của bạn khỏi thất bại sớm.
