Panel surya jarang rusak oleh sinar matahari yang menggerakkannya. Lebih sering, kegagalan dimulai dari bagian tepi: jahitan bingkai, penutup kotak sambungan, kelenjar kabel, rumah sensatau. Ini adalah titik di mana dua bahan berbeda bertemu, dan di mana senyawa pengikat dan penyekat diminta untuk melakukan pekerjaan yang tidak dapat dilakukan sendiri oleh kaca, aluminium, dan lembaran belakang polimer. Instalasi di luar ruangan mengalami perubahan suhu yang dapat melebihi enam puluh derajat Celcius antara malam dan siang, menyerap radiasi ultraviolet langsung selama satu dekade atau lebih, dan tahan terhadap kondensasi berulang kali, hujan yang disebabkan oleh angin, dan di banyak wilayah, semprotan garam atau polutan industri.
Perekat serba guna atau dempul tingkat konstruksi tidak pernah dirancang untuk kombinasi tekanan yang bekerja secara bersamaan dan terus menerus. Inilah sebabnya mengapa industri tenaga surya telah berkumpul pada kategori material yang lebih sempit, yang dikelompokkan secara luas menjadi beberapa kategori perekat silikon dan sistem sealant perekat polimer , diformulasikan khusus untuk ikatan listrik dan struktural luar ruangan. Artikel ini membahas apa yang membedakan senyawa yang dibuat khusus ini dari sealant biasa, di mana senyawa tersebut diaplikasikan dalam perakitan panel, dan bagaimana pemasang dan produsen dapat mengevaluasinya berdasarkan alasan teknis dan bukan pemasaran.
Kebanyakan perekat umum diformulasikan untuk penggunaan di dalam ruangan, rentang suhu sedang, dan paparan kelembapan dalam jangka pendek. Ketika produk ini digunakan pada peralatan listrik luar ruangan, tiga pola kegagalan cenderung muncul dalam delapan belas hingga tiga puluh enam bulan pertama masa pakai:
Karena kotak persimpangan menampung dioda bypass dan terminal keluaran positif dan negatif, masuknya uap air pada satu titik ini dapat membahayakan keseluruhan rangkaian panel, bukan hanya satu modul. Inilah salah satu alasan mengapa spesifikasi sealant untuk komponen ini cenderung lebih ketat dibandingkan hampir semua bagian rakitan lainnya.
| Faktor Stres | Perkiraan Eksposur |
|---|---|
| Kisaran suhu | Negatif 40 hingga positif 90 derajat Celcius |
| paparan sinar UV | Berkelanjutan, umur desain 20 hingga 30 tahun |
| Siklus kelembapan | Kondensasi harian di sebagian besar iklim |
| Stres mekanis | Beban angin, ekspansi termal, penanganan |
Istilah yang digunakan di seluruh industri untuk kelas material ini adalah gel silika fotovoltaik , senyawa silikon bersuhu ruangan atau penyembuh panas yang dirancang untuk merekatkan, menyegel, dan mengisolasi komponen secara elektrik di dalam modul surya atau perangkat keras penutupnya. Tidak seperti dempul silikon pada umumnya, dempul ini diformulasikan berdasarkan serangkaian target kinerja tertentu yang dipetakan langsung ke mode kegagalan yang dijelaskan di atas.
Banyak formulasi dalam kategori ini disediakan sebagai silikon bening or silikon bening produk, sebagian karena alasan estetika pada jahitan yang terlihat dan sebagian lagi karena pengawetan yang jelas memungkinkan inspeksi visual terhadap integritas ikatan tanpa pembongkaran. Garis pengerasan yang bersih, bebas gelembung, dan berwarna merata adalah salah satu indikator lapangan paling sederhana bahwa aplikasi telah dilakukan dengan benar dan bahan belum mulai rusak.
Kotak sambungan adalah titik keluar listrik dari modul surya, dan juga salah satu yang paling rentan secara mekanis. Biasanya diikat ke lembaran belakang dengan manik penyegel di sekelilingnya, dan tutupnya disegel dengan paking, manik perekat, atau keduanya. Produk yang dipasarkan sebagai a Kotak Persimpangan Perakitan Panel Surya Dapat Silicone Sealant diformulasikan dengan mempertimbangkan sambungan khusus ini, menyeimbangkan tiga persyaratan yang terkadang saling bertentangan: daya rekat yang kuat pada material rumah kotak, profil pengawetan yang kompatibel dengan lembaran belakang tanpa menyebabkan delaminasi, dan fleksibilitas jangka panjang sehingga siklus termal yang berulang tidak membuka jalur kebocoran pada lapisan.
| Lokasi | Risiko Utama jika Tersegel Buruk |
|---|---|
| Perimeter kotak-ke-lembar belakang | Pelacakan air di bawah kotak, korosi pada sambungan solder |
| Garis paking tutup | Kondensasi berkumpul di dalam selungkup |
| Kelenjar masuk kabel | Masuknya uap air kapiler di sepanjang konduktor |
| Rongga pot dioda | Lengkungan atau pelarian termal di bawah beban |
Data lapangan yang dikumpulkan dari seluruh instalasi yang sudah berjalan lama secara konsisten menunjukkan bahwa sebagian besar string yang berkinerja buruk atau gagal dapat ditelusuri kembali ke kelembapan di kotak sambungan, bukan ke sel fotovoltaik itu sendiri. Hal ini membuat pilihan sealant pada sambungan tunggal ini menjadi salah satu keputusan dengan pengaruh lebih tinggi dalam keseluruhan proses perakitan.
Di luar kotak persimpangan, instalasi tenaga surya modern mencakup semakin banyak komponen kecil yang masing-masing memerlukan strategi penyegelannya sendiri: sambungan sudut bingkai, antarmuka braket pemasangan, konektor model MC, sensor level string, dan dalam beberapa desain, mikroinverter atau pengoptimal terintegrasi yang dipasang langsung pada modul. SEBUAH Silicone Sealant untuk Komponen Panel Surya penerapannya biasanya berbeda dari penyegelan kotak sambungan dalam ukuran manik, kecepatan pengeringan, dan terkadang viskositas, karena sambungan ini seringkali lebih kecil, lebih banyak, dan diterapkan pada kecepatan jalur yang lebih tinggi selama produksi.
Karena komponen-komponen ini diproduksi dan dipasang dalam skala besar, produsen juga mempertimbangkan kecepatan pengeringan dan perilaku penyaluran bersamaan dengan kinerja jangka panjang. Senyawa yang proses pengeringannya terlalu lambat dapat menghambat jalur perakitan; permukaan yang terkelupas terlalu cepat dapat menimbulkan masalah adhesi jika kedua permukaan tidak disatukan dalam jendela kerja.
Tidak semua produk silikon yang dijual sebagai penutup luar ruangan cocok untuk pekerjaan fotovoltaik. Tabel di bawah ini membandingkan berbagai kategori yang sering dipertimbangkan untuk perakitan dan pemeliharaan tenaga surya, tanpa mengacu pada merek atau pabrikan tertentu.
| Kategori Sealant | Resistensi UV | Isolasi Listrik | Penggunaan Khas dalam Perakitan PV |
|---|---|---|---|
| Silikon konstruksi umum | Sedang | Tidak dinilai | Tidak disarankan untuk kotak sambungan atau konektor |
| Silikon kelas PV dengan penyembuhan netral | Tinggi | Dinilai untuk sirkuit DC tegangan rendah | Kotak persimpangan, jahitan rangka, rumah konektor |
| Silikon pot dua bagian | Tinggi | Tinggi, full encapsulation | Rongga dioda, sirkuit sensor, pengisian ulang konektor |
| Silikon umum yang menyembuhkan asetat | Sedang to low | Tidak dinilai | Hindari berada di dekat kontak logam karena produk sampingan pengawetan bersifat korosif |
Perbedaan antara bahan kimia pengawet netral dan bahan kimia pengawet asetat patut disoroti. Silikon pengawet asetat melepaskan produk sampingan selama proses pengawetan yang dapat menimbulkan korosi ringan terhadap logam tertentu, dan hal ini tidak diinginkan di dekat terminal tembaga, sambungan solder, atau konektor berlapis. Ini adalah salah satu filter yang lebih jelas dan tidak dapat dinegosiasikan saat menyaring a silikon energi terbarukan produk untuk digunakan di dekat kontak listrik beraliran listrik.
Bahkan sealant yang diformulasikan dengan baik pun akan berkinerja buruk jika diterapkan secara tidak benar. Urutan di bawah ini mencerminkan praktik umum di jalur perakitan modul dan kru instalasi lapangan untuk a perekat kotak persimpangan surya dan a general Sealant modul PV aplikasi.
Sebuah segel hanya sekuat inci terlemahnya. Geometri manik yang seragam dan persiapan substrat yang bersih biasanya lebih penting bagi kinerja jangka panjang dibandingkan perbedaan kecil antara dua formulasi sealant yang sebanding.
Karena kegagalan penyegelan di lapangan membutuhkan biaya yang mahal untuk didiagnosis dan bahkan lebih mahal untuk diperbaiki pada susunan yang terpasang, kendali mutu untuk material ini cenderung berfokus pada percepatan penuaan dibandingkan hanya mengandalkan pemeriksaan adhesi jangka pendek.
Siklus termal berulang kali memindahkan sampel terikat di antara suhu ekstrem untuk mengungkap retakan lelah yang memerlukan waktu bertahun-tahun untuk muncul dalam kondisi luar ruangan normal. Paparan panas lembap, sering kali dilakukan selama ratusan jam pada suhu dan kelembapan tinggi, digunakan untuk memeriksa apakah daya rekat dapat bertahan di bawah tekanan kelembapan yang berkelanjutan, bukan pada paparan singkat. Pengujian kekuatan dielektrik menegaskan bahwa bahan yang diawetkan masih berfungsi sebagai isolator listrik setelah penuaan, yang khususnya relevan untuk pelapis yang digunakan di dekat rongga dioda atau terminal aktif.
Untuk tim pemasang dan pengadaan yang tidak mempunyai akses ke laboratorium internal, meminta laporan pengujian yang mencakup kategori-kategori ini, bersama dengan lembar data yang jelas yang mencantumkan waktu pengeringan, waktu kerja, dan kisaran suhu layanan, merupakan batasan minimum yang masuk akal sebelum menentukan suatu produk untuk proyek skala komersial.
Biaya sealant hanya sebagian kecil dari total biaya modul atau pemasangan, namun pilihan sealant yang buruk dapat menyebabkan klaim garansi yang tidak proporsional dan tergulingnya truk selama masa pakai sistem. Cara yang berguna untuk menyusun trade-off ini adalah dengan membandingkan biaya material tambahan dari sealant yang dinilai tepat dengan biaya tenaga kerja dan waktu henti dari satu perbaikan di lapangan.
| Faktor Biaya | Sealant Berukuran Kecil atau Salah | Sealant yang Ditentukan dengan Benar |
|---|---|---|
| Biaya bahan per modul | Lebih rendah | Sedikit lebih tinggi |
| Tingkat kegagalan lapangan | Tinggier, especially after year 2 to 3 | Lebih rendah, aligned with module warranty period |
| Perbaikan tenaga kerja | Signifikan, seringkali memerlukan akses situs | Masa pakai layanan yang minimal melebihi nilai |
| Paparan garansi | Tinggier | Lebih rendah |
Mengingat bahwa sebagian besar garansi modul sekarang berlaku hingga dua puluh lima tahun atau lebih, sealant diharapkan tetap berfungsi selama jangka waktu servis yang sebanding, meskipun sealant tidak akan pernah diperiksa sesering komponen listrik yang dilindunginya.
Sealant silikon umum diformulasikan untuk konstruksi luas atau penggunaan rumah tangga, sedangkan produk kelas fotovoltaik dirancang berdasarkan kombinasi spesifik dari paparan sinar UV yang berkepanjangan, perubahan suhu yang luas, dan kedekatan dengan sirkuit listrik aktif yang terdapat dalam modul surya.
Dalam banyak kasus, silikon kelas PV dengan pengawet netral dapat digunakan di kedua area tersebut, namun penyegelan kotak sambungan di dekat terminal aktif biasanya membutuhkan produk dengan tingkat insulasi listrik yang telah dikonfirmasi, sedangkan penyegelan bingkai lebih menekankan pada daya rekat dan ketahanan terhadap cuaca.
Silikon pengawet asetat melepaskan produk sampingan selama proses pengawetan yang dapat bersifat agak korosif terhadap logam tertentu, sehingga formulasi pengawet netral umumnya lebih disukai di dekat terminal tembaga, sambungan solder, atau konektor berlapis.
Sealant yang ditentukan dan diaplikasikan dengan benar umumnya diharapkan tetap berfungsi selama masa pakai yang sebanding dengan masa garansi modul, seringkali dua puluh lima tahun atau lebih, dengan asumsi persiapan dan penerapan permukaan yang benar.
Sebagian besar kegagalan disebabkan oleh kesalahan pengaplikasian, bukan pada material itu sendiri, termasuk pembersihan permukaan yang tidak memadai, pengaplikasian manik yang terputus-putus, atau perakitan komponen setelah sealant mulai terkelupas.
Silikon bening biasanya digunakan karena memungkinkan inspeksi garis ikatan secara visual tanpa pembongkaran, namun keputusan harus tetap didasarkan terutama pada data adhesi, ketahanan UV, dan insulasi listrik, bukan hanya penampilannya saja.