सौर फ्रेम के लिए एनोडाइजिंग मुख्यधारा सतह उपचार क्यों है

परिचय

पीवी मॉड्यूल में, एल्युमिनियम फ्रेम मुख्य सीलिंग और संरचनात्मक सामग्री के रूप में काम करता है। इसकी लागत हिस्सेदारी सोलर सेल के ठीक पीछे होती है, आमतौर पर 8.5% से 13% के बीच, जो इसे मुख्य भागों में से एक बनाती है जो मॉड्यूल को 25 साल या उससे अधिक समय तक बाहर विश्वसनीय रूप से चलाती है।

एल्युमिनियम फ्रेम की सतह के उपचार के कई तरीके हैं, जिनमें एनोडाइजिंग, इलेक्ट्रोफोरेटिक पेंटिंग और पाउडर कोटिंग (PVDF) शामिल हैं। लेकिन एनोडाइजिंग (विशेष रूप से सिल्वर-व्हाइट और ब्लैक) पूर्ण मुख्यधारा विकल्प बन गया है। यह संयोग से नहीं है। ऐसा इसलिए है क्योंकि एनोडाइजिंग व्यवस्थित और व्यापक रूप से उन सख्त प्रदर्शन आवश्यकताओं को पूरा कर सकता है जो एक पीवी मॉड्यूल अपने फ्रेम पर रखता है। मुख्य कारणों को निम्नलिखित बिंदुओं में समूहित किया जा सकता है।

कठोर वातावरण के लिए एक बेहतर संक्षारण अवरोध का निर्माण

पीवी मॉड्यूल को दुनिया भर में सभी प्रकार की जलवायु में लंबे समय तक सेवा देनी होती है, शुष्क रेगिस्तान और आर्द्र वर्षावनों से लेकर अत्यधिक संक्षारक तटीय, अपतटीय और औद्योगिक क्षेत्रों तक। ये विभिन्न स्थितियां फ्रेम पर कठोर मौसम की आवश्यकताएं डालती हैं। एल्युमिनियम फ्रेम को यूवी विकिरण, दिन-रात तापमान में उतार-चढ़ाव, एसिड-क्षार-नमक स्प्रे और रेत के घर्षण का सामना करना पड़ता है। एल्युमिनियम हवा में एक प्राकृतिक ऑक्साइड परत बनाता है, लेकिन यह पतली (लगभग 0.1μm), असमान और छिद्रपूर्ण होती है। ऐसे वातावरण में वह प्राकृतिक परत कागज की एक शीट जितनी ही सुरक्षात्मक होती है।

एनोडाइजिंग एक इलेक्ट्रोकेमिकल विधि का उपयोग करके एल्युमिनियम मिश्र धातु की सतह पर एक घनी, कठोर और मजबूती से बंधी एल्युमिनियम ऑक्साइड (Al₂O₃) सिरेमिक फिल्म को सीटू में विकसित करता है। यह कृत्रिम रूप से बढ़ाई गई परत फ्रेम के संक्षारण प्रतिरोध की नींव है।

PV एल्युमिनियम फ्रेम के लिए एनोडिक फिल्म की मोटाई का मानक 10 से 25μm के बीच होता है। यह सीमा कई कारकों को ध्यान में रखते हुए निर्धारित की गई है: पर्याप्त फिल्म मोटाई एल्युमिनियम सब्सट्रेट को बाहरी वातावरण से प्रभावी रूप से अलग करती है, नमी, नमक स्प्रे और अम्लीय वर्षा को फ्रेम को संक्षारित करने से रोकती है, जो कठोर बाहरी मौसम में मॉड्यूल की सेवा जीवन को बढ़ाती है।

यदि फिल्म बहुत पतली है (जैसे, 10μm से नीचे), तो फ्रेम की सुरक्षा कम हो सकती है, जिससे ऑक्साइड फिल्म का स्थानीय टूटना हो सकता है और गड्ढे या दरारें उत्पन्न हो सकती हैं जो समग्र संरचनात्मक मजबूती को प्रभावित करती हैं। दूसरी ओर, यदि फिल्म बहुत मोटी है (25μm से अधिक), तो सुरक्षा में सुधार होता है लेकिन उत्पादन लागत बढ़ जाती है, और अत्यधिक मोटी परत अधिक भंगुर होती है, जिससे स्थापना या परिवहन के दौरान प्रभाव के तहत दरार पड़ने की संभावना बढ़ जाती है, जो वास्तव में विश्वसनीयता को कम करती है।

मानक T/CPIA 0117-2025 के तहत, एनोडिक फिल्मों को मोटाई के आधार पर वर्गीकृत किया जाता है (जैसे AA10, AA15, AA20) ताकि विभिन्न संक्षारण वातावरणों से मेल खा सके। उदाहरण के लिए, AA15 ग्रेड औद्योगिक पार्क और रासायनिक संयंत्रों जैसे अधिक संक्षारक सेटिंग्स के लिए अनुशंसित है, जबकि AA20 तटीय क्षेत्रों और खानों जैसे बहुत उच्च संक्षारण वातावरण के लिए आरक्षित है।

उचित चालकता और ग्राउंडिंग सुरक्षा प्रदान करना जबकि इन्सुलेशन बनाए रखना

यह एक विरोधाभासी लेकिन महत्वपूर्ण गुण है। एल्युमिनियम एक अच्छा चालक है, जो फ्रेम को मॉड्यूल के ग्राउंडिंग पथ के हिस्से के रूप में आसानी से काम करने देता है, बिजली के करंट या स्थैतिक को चैनल करके सिस्टम सुरक्षा के लिए बिजली संरक्षण और ग्राउंडिंग निरंतरता प्रदान करता है।

फिर भी एनोडिक फिल्म स्वयं एक उत्कृष्ट विद्युत इन्सुलेटर है। यह इन्सुलेटिंग परत पहले फ्रेम बॉडी की रक्षा करती है, इसे नम स्थितियों में इलेक्ट्रोलाइटिक संक्षारण का एनोड बनने से रोकती है। दूसरा, यह फ्रेम को माउंटिंग ब्रैकेट और अन्य धातु भागों (विशेष रूप से विभिन्न क्षमता वाली धातुएं, जैसे स्टील बोल्ट) से अलग करती है, जो असमान धातु संपर्क के कारण होने वाले गैल्वेनिक संक्षारण को बहुत कम करती है। अपतटीय PV में विफलता के मामले दिखाते हैं कि एल्युमिनियम मिश्र धातु फ्रेम और स्टील बोल्ट नमक स्प्रे वातावरण में गंभीर विद्युत रासायनिक संक्षारण से पीड़ित होते हैं, और एक मोटी एनोडिक फिल्म (इन्सुलेशन-लेपित बोल्ट के साथ संयुक्त) इस समस्या को हल करने वाली प्रमुख प्रक्रियाओं में से एक है।

नोट: PV मॉड्यूल को ग्राउंड करना वास्तव में मायने रखता है। एक ग्राहक शिकायत को संभालने वाले व्यक्ति के रूप में जहां बिजली गिरने से जंक्शन-बॉक्स डायोड उड़ गया, जब मैं साइट पर पहुंचा तो पाया कि इंस्टॉलर ने मॉड्यूल पर कोई ग्राउंडिंग उपाय नहीं किया था (फ्रेम ग्राउंडिंग छेद, पियर्सिंग वॉशर या पियर्सिंग स्क्रू का उपयोग नहीं किया गया था)।

संरचनात्मक अखंडता की रक्षा के लिए यांत्रिक प्रदर्शन और घर्षण प्रतिरोध को बढ़ाना

फ्रेम को परिवहन, स्थापना और संचालन के दौरान मॉड्यूल द्वारा झेले जाने वाले पवन दबाव, बर्फ भार और यांत्रिक प्रभाव जैसे भारों को सहन करने की आवश्यकता होती है।

उच्च कठोरता और घर्षण प्रतिरोध: एनोडिक फिल्म में बहुत उच्च कठोरता (आमतौर पर HV300 से ऊपर) होती है, जो एल्यूमीनियम सब्सट्रेट से कहीं अधिक होती है। यह फ्रेम की सतह के खरोंच और घर्षण प्रतिरोध को बढ़ाता है, स्थापना और रखरखाव के दौरान खुद को बेहतर ढंग से सुरक्षित रखता है और सतह की क्षति के कारण होने वाले संक्षारण प्रारंभ बिंदुओं और उपस्थिति के नुकसान को कम करता है।

मजबूत आसंजन: एनोडिक फिल्म रासायनिक प्रतिक्रिया के माध्यम से सीधे एल्यूमीनियम आधार से बढ़ती है और सब्सट्रेट के साथ एक के रूप में जुड़ती है, जिसमें स्प्रे कोटिंग्स में देखा जाने वाला छीलने या परत हटने का कोई जोखिम नहीं होता है। यह बहुत मजबूत आसंजन स्थायी सुरक्षा सुनिश्चित करता है, और लंबे समय तक थर्मल विस्तार और संकुचन के बाद भी फिल्म नहीं गिरेगी।

लंबे जीवन डिजाइन का समर्थन: एल्यूमीनियम मिश्र धातु सामग्री स्वयं 30 से 50 वर्षों तक चल सकती है। एनोडाइजिंग पूरे पीवी मॉड्यूल जीवन चक्र (आमतौर पर 25 वर्ष या अधिक) में संरचनात्मक अखंडता और शक्ति स्थिरता की और रक्षा करता है। तुलनात्मक रूप से, अन्य सामग्रियों से बने फ्रेम, जैसे स्टील फ्रेम, ग्राउंडिंग छेद और अन्य स्थानों पर आसानी से जंग खा जाते हैं, जिससे 25 साल का जीवन शायद ही सुनिश्चित हो पाता है, जबकि मिश्रित-सामग्री फ्रेम की दीर्घकालिक विश्वसनीयता अभी भी सत्यापित की जा रही है।

एक परिपक्व प्रक्रिया और पूर्ण मानक प्रणाली जो गुणवत्ता और आपूर्ति सुनिश्चित करती है

एनोडाइजिंग एल्यूमीनियम प्रसंस्करण उद्योग में एक अत्यंत परिपक्व और मानक सतह उपचार है, जिसमें पूर्ण आपूर्ति श्रृंखला, उच्च प्रसंस्करण दक्षता और अपेक्षाकृत नियंत्रणीय लागत है। कई ब्रोकरेज रिपोर्टों में कहा गया है कि एल्यूमीनियम फ्रेम निर्माण प्रक्रिया (गलाना और ढलाई - एक्सट्रूज़न - ऑक्सीकरण - गहन प्रसंस्करण) बहुत परिपक्व है, जो पीवी क्षेत्र में इसकी 95% से अधिक पैठ का आधार है।

एल्यूमीनियम फ्रेम परिपक्व मानकीकरण और नियंत्रणीय गुणवत्ता प्रदान करते हैं। राष्ट्रीय मानकों (जैसे GB/T 5237.2) से लेकर पीवी एसोसिएशन समूह मानकों (T/CPIA 0117) तक, एनोडिक फिल्म की मोटाई, कठोरता, सीलिंग गुणवत्ता और नमक-स्प्रे प्रतिरोध के लिए स्पष्ट और परीक्षण योग्य संकेतक हैं। यह गुणवत्ता नियंत्रण को एक ठोस आधार देता है और उत्पाद की स्थिरता और विश्वसनीयता सुनिश्चित करता है।

फ्रेमिंग चरण में, फ्रेम को सीलेंट के साथ ग्लास और बैकशीट से बांधा और सील किया जाना चाहिए। एनोडाइज्ड सतह में एक निश्चित सूक्ष्म-छिद्रपूर्ण संरचना होती है जो सीलेंट के साथ अच्छा आसंजन बनाती है, जिससे मॉड्यूल की विश्वसनीय सीलिंग सुनिश्चित होती है।

अंत में, PV एल्युमिनियम फ्रेम के लिए एनोडाइजिंग चुनना एक "इष्टतम समाधान" है जो दीर्घकालिक उद्योग अभ्यास के माध्यम से सत्यापित है।

Ooitech का दृष्टिकोण

Ooitech का मानना है: एनोडाइजिंग PV एल्युमिनियम फ्रेम के लिए मुख्यधारा की सतह उपचार बन गया है क्योंकि यह एक मॉड्यूल की 25 वर्ष से अधिक सेवा जीवन में संक्षारण प्रतिरोध, ग्राउंडिंग सुरक्षा, यांत्रिक शक्ति और मानकीकृत गुणवत्ता नियंत्रण को एक साथ संतुष्ट करता है।