Korozja paneli fotowoltaicznych. Wysokiej jakości panele fotowoltaiczne renomowanych producentów niezawodnie służą co najmniej 25 lat. Moduły mniej znanych producentów często jednak szybko ulegają awarii. Zwykle przyczyną jest korozja ogniw słonecznych.
Powszechnie uważa się, że rdza dotyczy wyłącznie metali żelaznych. W praktyce tak nie jest, ponieważ integralność ścieżek przewodzących może zostać naruszona nie tylko w wyniku utleniania, ale także w procesach elektrochemicznych.
Korozja paneli fotowoltaicznych – przyczyny.
Podstawowym problemem każdej elektrowni słonecznej jest konieczność montażu modułów na zewnątrz. Dlatego panele i elementy mocujące są stale narażone na niekorzystne działanie czynników środowiskowych.
Nawet najmniejsza nieszczelność powoduje, że wilgoć przedostaje się do ścieżek przewodzących. Metal i woda tworzą klasyczne ogniwo galwaniczne, w wyniku czego:
- wilgoć zaczyna działać jak elektrolit;
- sąsiadujące metale różnych rodzajów tworzą parę katoda/anoda;
- metal mniej odporny elektrochemicznie zaczyna oddawać elektrony i ulega rozkładowi;
- przewodzące szyny zbiorcze lub elementy mocujące przestają działać.
Jak zapobiegać korozji paneli fotowoltaicznych.
Aby uniknąć takiego scenariusza, producenci stosują następujące rozwiązania:
- Unikanie łączenia metali o znacznej różnicy potencjałów elektrochemicznych, np. aluminium i miedzi.
- Jeśli nie można użyć jednego materiału (w połączeniach spawanych lub gwintowanych), dobiera się pary metali jak najbliższe sobie pod tym względem. Zmniejsza to ryzyko reakcji galwanicznej.
- Projektuje się rozwiązania, które umożliwiają zastosowanie izolujących uszczelek w najbardziej narażonych miejscach.
- Aby uniemożliwić wnikanie wilgoci w metal, powierzchnie maluje się farbami wodoodpornymi.
- Ostatnią metodą jest chromowanie lub cynkowanie stali oraz anodowanie aluminium.
Zalety różnych powłok chroniących panele fotowoltaiczne przed korozją.
1. Malowanie to najprostsza i najskuteczniejsza metoda ochrony. Jest tanie i właściciel instalacji może wykonać je samodzielnie. Wystarczy okresowo odnawiać warstwę farby na odsłoniętych powierzchniach, a metalowe konstrukcje chronione przed wilgocią posłużą dłużej niż same panele fotowoltaiczne. Nie ma ograniczeń w zastosowaniu w zależności od materiału. Zalecana grubość powłoki to co najmniej 1,5–2,0 mm.
2. Utlenianie anodowe. Stosuje się je jako środek antykorozyjny dla najmniej odpornego elektrochemicznie elementu, czyli aluminium. Aby sam metal nie stał się anodą oddającą elektrony, rolę tę przejmuje powierzchniowa warstwa tlenku. Technologia jest niezawodna i wystarczająco trwała.
3. Cynkowanie. Częste stosowanie cynku do ochrony paneli przed korozją wynika z tego, że ma on jeden z najniższych potencjałów w szeregu elektrochemicznym. Kontakt z wilgocią niszczy ten metal, ale nie wpływa na warstwę pod nim. Metoda jest uważana za idealną ze względu na uniwersalność, niezawodność i łatwość odnawiania ochrony za pomocą taniego cynkowania na zimno. Grubość powłoki cynkowej wynosi ok. 0,75–0,85 mm w klimacie umiarkowanym oraz 1,0–1,2 mm w regionach o dużej wilgotności lub agresywnych substancjach w powietrzu.
4. Uszczelki z gumy i polimerów. Uszczelki niemetalowe skutecznie zapobiegają korozji paneli fotowoltaicznych. Najczęściej stosuje się je w miejscach mocowania śrub. Uszczelka gumowa lub polimerowa pełni jednocześnie dwie funkcje ochronne:
- zapewnia pełną wodoszczelność;
- dzięki wysokiej elastyczności nie osłabia integralności połączenia.
5. Inne technologie ochrony przed korozją. Obecnie najpopularniejszą technologią zapobiegania korozji paneli fotowoltaicznych są moduły bezramowe. Całkowicie eliminują one główny słaby punkt paneli – miejsce połączenia części roboczej modułu z ramą.
Technologia ta jest szeroko stosowana:
- w niemal wszystkich panelach drugiej generacji opartych na metalach ziem rzadkich;
- w 100% paneli trzeciej generacji, czyli elastycznych folii drukowanych w technologii 3D i wypełnianych przezroczystym polimerem.