Technical Application Report

Fotovoltaické aplikace
Požadavky na ekologičtější formy energie se projevují vyšší výrobou a
používáním solárních panelů pro průmyslové a domácí použití.
Silikonové materiály se hojně při výrobě fotovoltaických (FV) panelů
používají. Základ FV panelu je použití sendvičového polovodičového
materiálu, jak je vidět u obrázku napravo.
Sun
Glass Cover
Anti-Reflective
coating
Contact Grid
N type Silicon
P Type Silicon
Elektřina je vyráběna při nárazu fotonu do polovodičových struktur.
Pro dosažení vyššího napětí a výkonů jsou panely spojeny do větších jednotek. Sériově zapojené jednotky
pak poskytují vyšší napětí, paralelní mají vyšší dodávku proudu. Tyto jednotky jsou pak označovány jako
fotovoltaických moduly.
Base material
Fotovoltaické moduly
Cover
Frame
Encapsulant
Propojené solární články jsou pevně vsazeny v čirém
etylenvynilacetátu, usazeném v hliníkovém či nerezovém rámu a
zakrytém čirým sklem na čelní straně. Silikonové materiály se v
těchto aplikacích používají jako:
Cells
Substrate
Sealant
1) Utěsnění článku do rámu
2) Jako alternativní zalévací hmota k etylenvynilacetátu
Lepení a těsnění
Fotovoltaické články zalaminované ve skle či plastu jsou před vlastní montáží vlepovány do hliníkových rámů.
Kvalitní průmyslové silikony vytvářejí v tomto směru velmi spolehlivý, pevný a pružný spoj, který je velmi
odolný vůči vlivům prostředí. Silikonová lepidla se již po mnoho let používají v podobných aplikacích
ve stavebním průmyslu. Nyní jsou již tradičním materiálem s vyzkoušenou odolností proti změnám teplotních
cyklů. Protože i v tomto případě jsou spojovány materiály s nestejnou tepelnou roztažností, přirozená pružnost
silikonových materiálů bude rozdíly absorbovat bez mechanického namáhání FV článků. Odolnost silikonů
oproti rozkladnému vlivu UV záření je dalším důvodem pro použití silikonových lepidel.
Ačkoliv někteří pro lepení volí stále tradiční levné acetoxy silikony, nelze tyto materiály doporučit vždy, a to z
důvodu možných korozivních vedlejších účinků kyseliny octové uvolňující se v průběhu vytvrzování. Mnoho
dalších stavebních silikonů používá oximové silikony, které nejsou tak agresivní a korozivní, ale mohou mít za
následek některé zdravotní rizika spojená s jejich aplikací.
Naše firma ACC Silicones vyvinula novou generaci acetonových silikonových lepidel pro průmysl a elektroniku,
která mají při použití ve výrobě solárních panelů některé výhody oproti konkurenčním materiálům:





Neutrální vytvrzování – nekorozivní vedlejší účinky
Vysoká pevnost – použitelné i pro těžší články
Rychlé vytvrzení – zrychlení výrobního procesu
Vynikající adheze – poskytuje vynikající těsnost spoje
Bez zdravotních rizik
Fotovoltaické aplikace
Revize č.6
22/11/12
Strana 1 of 3
www.acc-silicones.com
ACC Silicone lepidla
Kód produktu
PV5700
PV5701
PV5702
PV5703
Popis
1-složkové RTV lepidlo
1-složkové RTV lepidlo
1-složkové RTV lepidlo
1-složkové RTV lepidlo
Typ vytrzení
Alkoxy
Alkoxy
Alkoxy
Alkoxy
Barva
Bílá
Černá
Průhledná
Šedá RAL7035
Kromě výše uvedeného výběru speciálně určené pro použití v FV, vyrobila naše firma ACC Silicones širokou
škálu lepidel pro použití v elektronice a ostatních průmyslových aplikací, vhodné pro vysokou tepelnou
odolnost, tepelný přenos a mnoho dalších aplikací.
Pouzdření fotovoltaických modulů
Široce používaným polymerem pro krytí článku mezi svrchní skleněnou deskou a spodním skleněným krytem
je Etylen vinyl acetát (EVA). EVA se používá z důvodu své odolnosti, čirosti a odolnosti vůči korozi a
samozhášivosti.
Nicméně se objeví problémy z procesu vakuovaného laminování zapojené do vložení EVA mezí dvě skleněné
desky. Nevýhodou této technologie jsou mezery na hranách, kudy vlhkost a vzduch mohou pronikat k
fotoaktivním vrstvám a způsobit degradaci materiálu. Nevýhodou tohoto prcesu je také jeho nesnadná
automatizace a časová, energetická a materiálová náročnost.
Nedávné výzkumy způsobu jakým je světlo přenášeno přes zalévací a pouzdřicí hmoty ukázaly rozdílné
výkonnostní výhody silikonu vůči EVA.
Alternativou je v tomto případě použití čiré silikonové zalévací hmoty s následujícími vlastnostmi:



Široký rozsah provozních teplot
Vynikající propustnost světla
Opravitelné



Odolnost vůči UV záření a vlivům počasí
Flexibilita
Snadno použitelné
Elektrická ochrana
Pro řízení fotovoltaických článků se používá doplňková elektronika, kterou je třeba chránit před vlivy prostředí
(kondenzující vlhkost, voda). Nejúčinnějším způsobem, jak poskytnout zařízení dostatečný stupeň krytí a také
ochrany, je zalití nebo zapouzdření elektroniky do krabičky. Tím se zamezí možnosti vnikání vody I
kondenzaci vlhkosti uvnitř zařízení a ochrání DPS a součástky před poškozením. Zalévací hmotu lze v případě
silikonového materiálu volit v celé široké řadě tvrdostí, rychlostí vytvrzování, adheze k povrchům, a barev.
Velmi měkké silikonové gely jsou tak schopny pohltit velká mechanická namáhání a také umožňují pozdější
opravu zařízení, pokud tyto opravy budou v budoucnosti potřeba. Tvrdší druhy materiálů poskytují naopak
velmi robustní ochranu zalitím.
Odvod tepla
V případě, že některé z článků na panelu jsou zastíněny, elektrickou energii spotřebovávají, namísto, aby ji
vyráběli. Aby k tomuto nedocházelo, jsou články připojeny diodami, které zastíněné články v takovémto
případě odpojí. Takovéto diody jsou často umístěny v řídící jednotce a vyrábějí velké množství ztrátového
tepla. Některé silikonové zalévací hmoty jsou plněny tepelně vodivým plnivem, aby Zalévací hmota byla
schopna nadbytečné ztrátové teplo odvést.
ACC Silicones zalévací a pouzdřicí hmoty
Produkt
QSil218
EGel3000
QSil553
EGel3004
Popis
10:1 Silikonová pouzdřicí hmota
1:1 Silikonový gel
1:1 Zalévací směs
1:1 Silikonový gel
Fotovoltaické aplikace
Revize č.6
22/11/12
Vlastnosti
Nežloutne pod UV světlem
Měkký pružný gel
Tepelně vodivá
Tixotropní gel
Strana 2 of 3
Teplotní rozsah ºC
-60ºC do + 200ºC
-55ºC do + 200ºC
-50ºC do + 260ºC
-55ºC do + 200ºC
Barva
Čirá
Čirá
Šedá
Průhledná
www.acc-silicones.com
Kromě výše uvedeného výběru speciálně určené pro použití v FV, vyrobila naše firma ACC Silicones širokou
škálu zalévacích a pouzdřicích hmot pro použití v elektronice a ostatních průmyslových aplikací, vhodné pro
vysokou tepelnou odolnost, tepelný přenos a mnoho dalších aplikací.
Koncentrované fotovoltaické články
jsou v současnosti novou technologií pro zvýšení účinnosti a výkonu zařízení. Tato technologie užívá soustavu
primárních čoček, které zaostřují paprsek světla na jednotlivé FV články.
Silikonové Zalévací hmoty se používají k ochraně článku na dvou úrovních.
Obr. 1 ukazuje jednotlivý článek zalitý silikonem, obvykle QSil216.
Obr. 2 ukazuje vyplněný solární panel vrstvou silikonového gelu mezi broušeným sklem a solárními
články. Silikon poskytuje ochranu a zlepšuje přenos světla vzhledem k indexu lomu silikonu.
PMMA Lens
Injection hole for
silicone
Solar cell with wire
bonding (gold)
Silicone
PCB (FR4) Fig 1
Silicone
Gel
GeGel
Secondary Lens
Sun Light
Primary Lens
PCB
Crystal Glass
Fig 2
Schválení
ACC získalo schválení UL94 V-0 pro mnoho z řady zalévacích a pouzdřicích hmot. Pro konkrétnější informace
o testování, prosím podívejte se do technického listu daného materiálu.
Fotovoltaické aplikace
Revize č.6
22/11/12
Strana 3 of 3
www.acc-silicones.com