בחירת סרטי אנקפסולציה פוטו-וולטאיים לאמינות חיצונית

מודולים פוטו-וולטאיים חיצוניים מתמודדים עם פגיעה כתוצאה מארבעה גורמים סביבתיים עיקריים: חום, חמצן, מים וקרינה אולטרה סגולה (UV). בעוד שהפעילות הביולוגית זניחה ביישומים אלה, גורמים אחרים ממלאים תפקיד מכריע בבחירת החומרים. מאמר זה משווה את ביצועי EVA ו-POE בתנאים אלה, ומציע תובנות ומתודולוגיות חדשות לבחירת חומרים.

1. חום
גם EVA וגם POE, כאשר הם מקושרים צולבת, יכולים לעמוד בחשיפה קצרת טווח לטמפרטורות סביב 150 מעלות צלזיוס. עם זאת, EVA מתפרק בטמפרטורות מעל 200 מעלות צלזיוס, ומשחרר כמויות משמעותיות של חומצה אצטית, בעוד ש-POE נשאר יציב עד שהטמפרטורות עולות על 300 מעלות צלזיוס.

2. חמצן
בטמפרטורת החדר, שני החומרים מפגינים עמידות טובה לחמצון. עם זאת, EVA מכיל כמויות זעירות של מונומרים חופשיים של חומצה אצטית, הנוטים לחמצון בטמפרטורות גבוהות. לעומת זאת, POE, המורכב כולו מקשרים יציבים כימית של פחמן-מימן, דורש טמפרטורות גבוהות משמעותית כדי להגיב עם חמצן.

3. מים
קבוצות האסטר של EVA רגישות להידרוליזה, מה שמוביל להיווצרות קבוצות קרבוקסיל המאיצות הידרוליזה נוספת ופירוק החומר. POE, עם שרשרת פחמן-מימן מלאה, יציב מבחינה כימית ואינו מושפע מהידרוליזה. בנוסף, POE מציג עמידות מעולה לאדי מים, עם קצב מעבר אדי מים (WVTR) של כ-3 גרם/מ"ר·24 שעות ב-38 מעלות צלזיוס ולחות יחסית של 90%, בהשוואה ל-WVTR של EVA של 25 גרם/מ"ר·24 שעות. חדירות נמוכה יותר זו משפרת את יכולתו של POE להגן על רכיבי המודול הפנימיים מפני נזקי לחות.

4. קרינה אולטרה סגולה
למבנה שרשרת הפחמן-מימן כולו של POE יש קשרים כימיים חזקים - קשרי CH ב-414 קילו-ג'אול/מול וקשרי CC ב-332 קילו-ג'אול/מול - מה שהופך אותם לעמידים בפני ביקוע המושרה על ידי UV. לעומת זאת, קבוצות האסטר של EVA מכילות קשרי CO עם אנרגיות קשר מתחת ל-330 קילו-ג'אול/מול, אשר נוטים יותר להתפרקות על ידי UV.

מַסְקָנָה
מבין ארבעת הגורמים המרכזיים המשפיעים על אמינות יישומים חיצוניים - חום, חמצן, מים וקרינת UV - POE עולה באופן עקבי על ביצועי EVA. ככל שתאי PV הופכים יעילים יותר ויותר ודורשים אמינות מחמירה יותר, POE נותר הבחירה האופטימלית להבטחת תפוקת חשמל יציבה לטווח ארוך בסביבות חיצוניות.