Solcellsanläggningar arbetar i mycket komplexa miljöer. Extrema väderförhållanden som höga eller låga temperaturer, fuktighet, saltspray och tung sand kan sätta solcellssystemens tillförlitlighet och miljöanpassningsförmåga på prov. Eftersom allt fler solcellsanläggningar byggs vid havet, på öar, på mudderflador vid kusten och i saltvattenområden måste solcellssystemen ha högre motståndskraft mot saltstänk och hög luftfuktighet.
Den största effekten av saltspray och hög luftfuktighet på driften av solcellsprojekt kan ses i det faktum att dessa extrema förhållanden efter två till tre år allvarligt kan påverka kraftelektroniken, t.ex. solcellsmoduler, omvandlare, fästen, kablar och växelriktare.
1. Effekten av saltspray och hög luftfuktighet på modulens prestanda.
Solprojekt som byggs längs kusten är känsliga för höga salthalter och fuktig luft. Den största effekten av saltstänk och hög luftfuktighet på modulerna är PID-effekten.
Saltspray innehåller höga halter av natriumjoner, och när saltspray avlagras på modulens glasyta kan det lätt bilda ledande kanaler på glasytan, vilket påverkar solcellsmodulens PID-motstånd.
Natriumjoner i glaset fälls ut på glasytan, damm i luften adsorberas också på glasytan och föroreningsjoner löses upp i vattenfläckarna, vilket minskar glasets ytmotstånd tillsammans med natriumjonerna. Effekten av saltspray i samverkan med fukt är allvarligare på ovanstående material.
På samma sätt kommer denna saltstänk eller vattenånga också att ansamlas på ytan av modulens aluminiumkrans, vilket sänker aluminiumkransens ytmotstånd.
Läckströmmen från cellen till inkapslingsmaterialet, sedan genom glaset, till glasytan, sedan till aluminiumramen, till jordningshålet och från jordkabeln till jorden är läckströmmen för solcellsmodulen. En minskning av isoleringsmotståndet orsakar en ökning av läckströmmen, vilket är en viktig faktor för modulens PID-effekt. Den största effekten av saltspray och hög luftfuktighet på modulen är därför att den minskar motståndskraften mot PID.
Dessutom finns det många metalldelar på modulens yta, t.ex. kopplingslådor, aluminiumkåpor, klämmor, plugghuvuden m.m. Modulmatrisen är monterad på ett metallstöd, och saltspray kan korrodera dessa metalldelar, vilket leder till att kontaktmotståndet ökar och de mekaniska egenskaperna försämras.
2. Effekten av saltstänk och hög luftfuktighet på elektriska produkter.
Förutom natriumjoner kan kloridjoner i saltspray penetrera det skyddande skiktet på metallytan och orsaka en elektrokemisk reaktion med kontaktmetallen, vilket leder till produktfel. Eftersom elektriska produkter i allmänhet innehåller metalldelar kan saltspray och fuktig luft påverka ledningar och kablar, metallfästen, växelriktare och samlingsskenor, särskilt utsatta metalldelar.
Områden med stora temperaturskillnader och hög luftfuktighet, t.ex. stränder och bergsområden, samt klimat där vattenånga tenderar att avdunsta och kondensera på våren och hösten, kan lätt orsaka kondensation inuti utrustningen, vilket leder till intern fukt och orsakar fel som kortslutningar och bågdragning.
Långvarig ansamling av saltspray och vattenånga i distributionslådor, terminaler eller växelriktare kan korrodera utrustningens inre struktur och skada den.
3. Förebyggande av skador orsakade av saltspray och hög luftfuktighet.
I de flesta fall är det inte möjligt att välja den miljö som installationen ska installeras i, utan detta är ofta en självklarhet i projektet. För att minska effekterna av saltstänk och hög luftfuktighet på solcellssystem måste vi utforma solcellssystem för ett mer proaktivt skydd och mer proaktiv drift och underhåll.
För det första behöver utrustningen en högre skyddsnivå och ett högt korrosionsskydd.
När det gäller solcellsmoduler måste tillämpningar i miljöer med saltstänk och hög luftfuktighet testas med avseende på motståndskraft mot saltstänk och en högre nivå av PID-resistens.
IEC-standarden 61701 är särskilt utformad för testning av moduler med saltspray och är indelad i sex klasser, varav den strängaste är för marina solcellstillämpningar.
Solcellsmoduler kan testas för PID-resistens vid högre temperaturer, högre luftfuktighet, längre tidsperioder och svårare yttäckning. Vanligtvis används dubbelglasmoduler i områden med hög luftfuktighet och vattenapplikationer, eftersom de anses ha bättre PID-resistens.
MC4-kontakterna och kopplingslådorna för solcellsmoduler kräver också särskild testning av vatten- och korrosionsbeständighet.
För växelriktare och fördelningsboxar som används i områden med mycket saltstänk eller hög luftfuktighet rekommenderas att använda växelriktare med IP65 eller högre skyddsklass och relevant prestandacertifiering för att effektivt förhindra att extern fukt kommer in i utrustningen. Samtidigt måste fördelningslådorna galvaniseras och målas för att förhindra korrosion och vara 100 % lufttäta. De tryckta kretskorten och elektroniska komponenterna i växelriktaren måste beläggas med film, lim eller skyddsfärg för att skydda kretskorten från fukt, saltspray och mögel.
För kablar, metallfästen, samlingsskenor etc. i solcellssystem bör korrosionsbehandlade produkter och monteringskonstruktioner användas. Metalldelarna i AC/DC/PE-kablar bör inte exponeras för luft och terminaler måste vara avskärmade och monterade för att undvika kontakt med metallytor. Solcellskablar kan företrädesvis placeras i PVC-rör eller grävas ner under jord för att skyddas mot nötning och korrosion genom saltspray.
För metallfästen, jordningsrader av metall etc. krävs korrosionsskyddande färg och galvaniserad skyddsbehandling under installations- och konstruktionsprocessen.
För det andra bör det finnas mer skydd för drift och underhåll under driften av solcellsanläggningen.
För solcellsmoduler kan vatten, aska och saltspray på ytan orsaka korrosion av glasets antireflexfilm och kan minska glasytans isoleringsmotstånd, så glasytan bör hållas så torr som möjligt för att eliminera vattenansamling. Det bästa sättet att eliminera vattenansamling är att använda en produkt som kallas "automatic drainage deslimer", som använder samma material som aluminiumramen och anodiserar ytan, vilket effektivt kan förhindra vatten- och askansamling på modulens yta.
För solcellsanläggningar, regelbunden inspektion och underhåll under drift för att förhindra korrosion, krävs en eldfast gödsel vid inloppet och utloppet av diskbänken eller gallerlådan för att förbättra skyddet och förhindra att vattenånga tränger in, i synnerhet för att förhindra korrosion av främmande metaller i följande två fall
Solcellsmoduler - metallklämmor används för installation och metalltillbehör som rostfritt stål, aluminium och zink-järnlegeringar läggs på konstgjord väg till modulramen, vilket kan orsaka risken för heterometallisk korrosion så länge de är av ett annat material än aluminiumramen.
Solcellssystem - Särskild försiktighet bör iakttas när man använder aluminium- eller zinkbultar för att ansluta paneler av rostfritt stål för att förhindra galvanisk korrosion som orsakas av kontakt mellan de olika metallerna. Plastbrickor kan läggas till för att isolera de två metallerna och förhindra kontaktkorrosion.
4. avslutande kommentarer
Saltspray och hög luftfuktighet kan korrodera solcellsmoduler, kraftelektronik och balanseringssystem, vilket allvarligt påverkar projektets säkerhet, tillförlitlighet och långsiktiga drift. PV-projekt bör ägna särskild uppmärksamhet åt val av utrustning, konstruktion, drift och underhåll för att förbättra driftsstabiliteten för PV-kraftproduktion och minska systemfel.