تغییر رنگ پنل خورشیدی : دلایل، اثرات، آزمایشها و راهکارهای پیشگیری
این مقاله مروری عملی و علمی برای تکنسینها، نصابان، خریداران و اپراتورهای سیستمهای خورشیدی است. هدف: توضیح علل ایجاد رنگهای زرد و قهوهای در پنلها (discolouration / EVA browning)، نشان دادن اثرات آن بر عملکرد، روشهای تشخیص و اندازهگیری، و ارائه راهکارهای فنی برای پیشگیری و کاهش اثرات.
تغییر رنگ پنل چیست و چرا اهمیت دارد؟
تغییر رنگ یا ایجاد لکههای زرد/قهوهای در لایههای داخلی پنل (معمولاً لایه EVA یا بکشیت) یک نشانه پیری و تخریب مواد است که علاوه بر کاهش جذابیت ظاهری، بهطور مستقیم باعث کاهش بازده و توان خروجی پنل میشود. علتهای اصلی شیمیایی و فیزیکیاند و میتوانند از فرآیند تولید، مواد پلیمری، تا نگهداری و نصب نامناسب سرچشمه بگیرند.
مکانیسمهای علمی ایجاد رنگ (EVA Browning)
- تشکیل اسید استیک (Acetic acid formation)
واکنشهای تجزیه در EVA (یا در افزودنیهای آن) منجر به تشکیل اسید استیک میشود. اسید استیک با برخی ترکیبات سطح سلول و شیشه واکنش داده و لایههای داخلی را زرد میکند. - تجزیه جذبکنندههای UV
افزودنیهایی که برای محافظت در برابر UV استفاده شدهاند با گذشت زمان و قرارگیری در معرض اشعه ماوراءبنفش تخریب میشوند؛ وقتی خاصیت جذب UV کاهش یابد، EVA سریعتر اکسیده یا زرد میشود. - کیفیت پایین بکشیت (Back-sheet)
بکشیت اولین لایهای است که در برابر UV و رطوبت شکست میخورد. مواد بیکیفیت منجر به نفوذ رطوبت، لایهلایه شدن و تغییر رنگ میشوند. - حاملها و حلالهای باقیمانده یا ناخالصیها
باقیمانده حلال یا ناخالصی در فرایند لمینیشن میتواند با گرما و UV واکنش دهد و باعث ایجاد رنگ شود. - شرایط نگهداری و حملونقل نامناسب
انبار کردن در معرض دما و رطوبت بالا، فشار مکانیکی یا تابش مستقیم شدید قبل از نصب میتواند فرآیند پیری را تسریع کند.
تاثیر تغییر رنگ بر عملکرد پنل خورشیدی
تغییر رنگ معمولاً با دو اثر کلیدی همراه است:
- افزایش جذب نور در لایه EVA — نور جذبشده توسط EVA دیگر به سلول نمیرسد.
- کاهش توان خروجی و راندمان — بسته به شدت تغییر رنگ، افت توان میتواند از چند درصد تا بیش از 10–20٪ متغیر باشد (موردهای شدیدتر).
محاسبه افت توان: اگر توان نامی پنل در شرایط STC برابر P0 باشد و توان اندازهگیریشده فعلی P، درصد افت = ((P0 − P) / P0) × 100.
مثال: اگر P0 = 300W و P = 270W → افت = ((300−270)/300)*100 = 10%
روشهای تشخیص و اندازهگیری تأثیرات
برای ارزیابی شدت و اثر تغییر رنگ توصیه میشود از ترکیب روشهای بصری و آزمایشی استفاده کنید:
- بازرسی چشمی و عکس با نور طبیعی — یافتن لکهها، تاولها، جداشدگی لایه یا نواحی قهوهای/زرد.
- اندازهگیری I–V Curve (IV تست) — شناسایی کاهش Isc، Voc یا Pmax؛ مقایسه با منحنی مرجع کارخانهای.
- الکترولومینسانس (EL) — برای دیدن ترکها یا نقاط گرم (hot-spots) در سلول که ممکن است همراه با تغییر رنگ باشند.
- تصویربرداری حرارتی (Thermography) — تشخیص نقاط داغ مرتبط با افزایش مقاومت یا جذب بیش از حد نور در EVA.
- کالیبراسیون رنگ (Colorimetry) — در پروژههای تحقیقاتی برای سنجش مقدار زردی بهصورت عددی استفاده میشود.
جدول: معیارهای تشخیصی و تفسیر
| روش | نشانه/شاخص | تفسیر/اقدام |
|---|---|---|
| بازرسی بصری | لکههای زرد/قهوهای، تاول، جداشدگی لایه | برای موارد گسترده تماس با سازنده و بررسی گارانتی |
| IV Curve | کاهش Pmax یا Isc | اندازهگیری زیر شرایط یکسان و مقایسه با داده کارخانه |
| EL Imaging | ترکها، نقاط تاریک | احتمال آسیب مکانیکی یا تخریب سلول |
| Thermal | نقاط داغ | ممکن است نیاز به تعویض یا شناسایی اتصال بد |
راهکارهای پیشگیری و کنترل (عملی برای تولیدکننده، نصاب و اپراتور)
در مرحله تولید
- استفاده از EVA با فرمولاسیون پایدار در برابر UV و افزودنیهای مقاوم (با تستهای شتابیافته UV).
- انتخاب بکشیتهای با کیفیت (PVF/PET لایهدار با گذرگاههای محافظتی) و آزمون IEC مربوطه.
- فرایند لمینیشن کنترلشده: حذف باقیمانده حلال، دما و فشار مناسب و تستهای نهایی کیفی.
در مرحله خرید
- درخواست دیتاشیت، گزارش تست PID، گزارش UV ageing و استانداردهای بکشیت/EVA از سازنده.
- خرید از تولیدکنندگان معتبر که گزارش تستهای دوام (qualification) ارائه میدهند.
- بررسی گارانتی (خصوصاً موارد مرتبط با EVA browning و delamination).
در نصب و نگهداری
- انبارداری: نگهداری پانلها در محیط خشک، خنک و به دور از تابش مستقیم قبل از نصب.
- نصب اصولی بدون فشار مکانیکی بیش از حد و استفاده از اتصالات مناسب برای جلوگیری از تنش مکانیکی.
- بازرسی دورهای بصری و ترموگرافی سالانه؛ ثبت نتایج برای ردیابی تغییرات.
- در صورت مشاهده تغییر رنگ گسترده: نمونهبرداری و ارتباط با سازنده جهت بررسی گارانتی.
استانداردها و تستهای مرتبط (کوتاه)
- IEC 61215 — PV modules — Design qualification and type approval (شامل تستهای شتابیافته پوسیدگی)
- IEC 61730 — PV module safety qualification (ایمنی الکتریکی و ساختاری)
- UV Accelerated Ageing tests — تستهای شتابدهنده برای ارزیابی پایداری EVA و بکشیت
چکلیست فنی برای خرید پنل از نظر تغییر رنگ و دوام
| آیتم | مقدمات/سوال به تولیدکننده |
|---|---|
| گزارش UV ageing | آیا تستهای UV accelerated و گزارش نتایج موجود است؟ |
| مشخصات EVA | نوع EVA، افزودنیهای UV stabilizer و مقاومت در برابر حرارت |
| بکشیت | جنس بکشیت و مقاومت آن در برابر UV و رطوبت (PVF/PET) |
| کنترل کیفیت لمینیشن | آیا فرایند لمینیشن تحت کنترل کیفیت انجام میشود؟ وجود گزارش تولید؟ |
| گارانتی | شامل چه مواردی است (خصوصاً discoloration / delamination)؟ |
اقدامات اصلاحی در صورت مشاهده تغییر رنگ
- ثبت دقیق محل و وسعت تغییر رنگ، تاریخ و شرایط محیطی.
- انجام IV تست و تصویربرداری EL/IR برای تعیین گستره آسیب.
- تماس با سازنده و ارسال مدارک جهت ارزیابی گارانتی.
- در صورت تأیید آسیب ساختاری یا تخریب شدید: تعویض ماژول؛ در آسیبهای محدود گاهی بازپوشانی یا سرویس موضعی ممکن است مفید باشد ولی معمولاً تعویض توصیه میشود.
پرسشهای متداول (FAQ)
آیا تغییر رنگ همیشه باعث افت عملکرد میشود؟
نه همیشه؛ در مراحل اولیه ممکن است تأثیر کم باشد، اما با پیشرفت زردی و افزایش جذب در EVA، افت توان محسوس خواهد شد.
آیا با تمیزکردن سطح بیرونی پنل مشکل حل میشود؟
خیر — تغییر رنگ عمدتاً در لایه داخلی (بین شیشه و سلول) رخ میدهد و تمیز کردن سطح بیرونی تأثیر کمی دارد.
آیا همه تولیدکنندگان اطلاعات مربوط به EVA را اعلام میکنند؟
متأسفانه خیر؛ برخی تولیدکنندگان جزئیات فرمولاسیون را منتشر نمیکنند، بنابراین درخواست گزارش تستهای شتابیافته و گارانتی بسیار مهم است.
نتیجهگیری و توصیههای نهایی
تغییر رنگ پنل (EVA browning) یک مشکل فنی جدی است که میتواند طول عمر و بازده سیستم را کاهش دهد. بهترین راه مقابله، پیشگیری از طریق انتخاب مواد و تولیدکننده مناسب و اجرای صحیح نصب و نگهداری است. در مواجهه با تغییر رنگ گسترده، اقدامات تشخیصی (IV، EL، ترموگرافی) و پیگیری گارانتی ضروریاند.
){kind=link}