Why Anodizing Is the Mainstream Surface Treatment

Mabilis na sagot: Ang anodizing ay ang pangunahing surface treatment para sa solar module aluminium frames dahil nagpapalago ito ng oxide layer mula mismo sa aluminium sa halip na maglagay ng coating sa ibabaw nito. Mahalaga ito para sa isang bahagi na inaasahang tatagal ng 25 taon sa labas: ang pintura o powder coat ay maaaring mag-chip at magsimula ang corrosion sa nakalantad na gilid, habang ang anodised layer ay integral sa ibabaw. Ang kapal ay tinutukoy ng anodising class, at ang mga pamantayan tulad ng CPIA 0117 ay nagtatakda ng mga class na AA10, AA15 at AA20, kung saan ang numero ay tumutukoy sa kapal ng oxide sa microns. Ang mas makapal na anodising ay nagbibigay ng mas maraming corrosion margin at mas mahal. Ang pagpili ng frame alloy ay may kaugnayan dito — ang isang 6063 extrusion na may tinukoy na temper tulad ng HV300 ay kumikilos nang predictable sa anodising, kung saan ang isang hindi maayos na kontroladong alloy ay maaaring magdulot ng patchy na finish at mas mahinang oxide layer.

PV Module Manufacturing · ni Jerry, Ooitech

Introduction

Sa isang PV module, ang aluminum frame ay gumaganap bilang pangunahing sealing at structural material. Ang bahagi nito sa gastos ay nasa likod lamang ng solar cells, karaniwang nasa pagitan ng 8.5% at 13%, kaya isa ito sa mga pangunahing bahagi na nagpapanatili sa isang module na tumatakbo nang maaasahan sa labas ng 25 taon o higit pa.

May ilang paraan upang tratuhin ang ibabaw ng isang aluminum frame, kabilang ang anodizing, electrophoretic painting, at powder coating (PVDF). Ngunit ang anodizing (lalo na ang silver-white at black) ay naging ganap na pangunahing pagpipilian. Hindi ito nagkataon. Ito ay dahil ang anodizing ay sistematiko at komprehensibong nakakatugon sa mahigpit na performance demands na inilalagay ng isang PV module sa frame nito. Ang mga pangunahing dahilan ay maaaring pangkatin sa mga sumusunod na punto.

Pagbuo ng Superior Corrosion Barrier para sa Malupit na Kapaligiran

Ang mga PV module ay kailangang maglingkod nang pangmatagalan sa lahat ng uri ng klima sa buong mundo, mula sa tuyong disyerto at mahalumigmig na rainforest hanggang sa lubos na corrosive na coastal, offshore, at industrial zones. Ang iba't ibang kondisyong ito ay naglalagay ng matitigas na weathering requirements sa frame. Ang aluminum frame ay dapat makatiis sa UV radiation, day-night temperature swings, acid-alkali-salt spray, at sand abrasion. Ang aluminum ay bumubuo ng natural na oxide layer sa hangin, ngunit ito ay manipis (mga 0.1μm), hindi pantay, at porous. Sa ganitong mga kapaligiran, ang natural na layer na iyon ay halos kasing-protektado ng isang piraso ng papel.

Ang anodizing ay gumagamit ng electrochemical method upang magpalago ng siksik, matigas, at malakas na nakakabit na aluminum oxide (Al₂O₃) ceramic film in-situ sa ibabaw ng aluminum alloy. Ang artipisyal na pinahusay na layer na ito ay ang pundasyon ng corrosion resistance ng frame.

Ang anodic film thickness standard para sa PV aluminum frames ay nasa pagitan ng 10 at 25μm. Ang saklaw na ito ay itinakda na isinasaalang-alang ang ilang mga kadahilanan: ang sapat na kapal ng film ay epektibong naghihiwalay sa aluminum substrate mula sa panlabas na kapaligiran, hinaharang ang moisture, salt spray, at acid rain mula sa pag-corrode sa frame, na nagpapahaba sa service life ng module sa ilalim ng malupit na panlabas na panahon.

Kung ang film ay masyadong manipis (sabihin, mas mababa sa 10μm), ang proteksyon ng frame ay maaaring kulang, na humahantong sa lokal na pagkasira ng oxide film at nagdudulot ng pitting o mga bitak na nakakaapekto sa pangkalahatang structural strength. Sa kabilang banda, kung ang film ay masyadong makapal (higit sa 25μm), bumubuti ang proteksyon ngunit tumataas ang production cost, at ang sobrang kapal na layer ay mas brittle, na mas madaling mag-crack sa ilalim ng impact habang nag-i-install o nagdadala, na talagang nagpapababa ng reliability.

Sa ilalim ng standard na T/CPIA 0117-2025, ang mga anodic film ay ginagrado ayon sa kapal (tulad ng AA10, AA15, AA20) upang tumugma sa iba't ibang corrosion environments. Halimbawa, ang AA15 grade ay inirerekomenda para sa mas corrosive na mga setting tulad ng industrial parks at chemical plants, habang ang AA20 ay nakalaan para sa napakataas na corrosion environments tulad ng coastal areas at mines.

Pagbibigay ng Tamang Conductivity at Grounding Safety Habang Pinapanatili ang Insulation

Ito ay isang tila magkasalungat ngunit mahalagang katangian. Ang aluminum ay isang mahusay na conductor, na nagpapahintulot sa frame na madaling magsilbi bilang bahagi ng grounding path ng module, na nag-channel ng lightning current o static upang maghatid ng lightning protection at grounding continuity para sa system safety.

Ngunit ang anodic film mismo ay isang mahusay na electrical insulator. Ang insulating layer na ito ay unang nagpoprotekta sa frame body, na pumipigil dito na maging anode ng electrolytic corrosion sa mahalumigmig na kondisyon. Pangalawa, hinihiwalay nito ang frame mula sa mounting brackets at iba pang metal parts (lalo na ang mga metal sa iba't ibang potentials, tulad ng steel bolts), na lubos na nagpapagaan sa galvanic corrosion na maaaring idulot ng dissimilar-metal contact. Ang mga failure case sa offshore PV ay nagpapakita na ang aluminum alloy frames at steel bolts ay nagdurusa ng seryosong electrochemical corrosion sa salt-spray environments, at ang mas makapal na anodic film (kasama ng insulation-coated bolts) ay isa sa mga pangunahing proseso na lumulutas sa problemang ito.

PS: Ang grounding ng isang PV module ay talagang mahalaga. Bilang taong humawak ng customer complaint kung saan ang isang lightning strike ay sumabog sa junction-box diode, nang makarating ako sa site, natuklasan ko na ang installer ay hindi gumawa ng anumang grounding measures sa module (walang paggamit ng frame grounding holes, piercing washers, o piercing screws).

Pagpapahusay ng Mechanical Performance at Wear Resistance upang Protektahan ang Structural Integrity

Ang frame ay kailangang magdala ng mga load tulad ng wind pressure, snow load, at mechanical impact na nararanasan ng module habang nagdadala, nag-i-install, at nagpapatakbo.

Mataas na hardness at wear resistance: Ang anodic film ay may napakataas na hardness (karaniwang higit sa HV300), mas mataas kaysa sa aluminum substrate. Pinapalakas nito ang scratch at wear resistance ng frame surface, na mas nagpoprotekta sa sarili nito habang nag-i-install at nagme-maintain at binabawasan ang corrosion start points at pagkawala ng appearance na dulot ng surface damage.

Malakas na adhesion: Ang anodic film ay direktang tumutubo mula sa aluminum base sa pamamagitan ng chemical reaction at nagbubuklod bilang isa sa substrate, na walang nakikitang peeling o flaking risk sa sprayed coatings. Ang napakalakas na adhesion na ito ay nagsisiguro ng pangmatagalang proteksyon, at kahit pagkatapos ng pangmatagalang thermal expansion at contraction, ang film ay hindi matatanggal.

Pagsuporta sa long-life design: Ang aluminum alloy material mismo ay maaaring tumagal ng 30 hanggang 50 taon. Ang anodizing ay higit pang nagpoprotekta sa structural integrity at strength stability sa buong PV module life cycle (karaniwang 25 taon o higit pa). Sa paghahambing, ang mga frame na gawa sa iba pang materyales, tulad ng steel frames, ay madaling kalawangin sa grounding holes at iba pang mga lugar, na nagpapahirap garantiyahan ang 25-taong buhay, habang ang pangmatagalang reliability ng composite-material frames ay pinapatunayan pa lamang.

Isang Mature na Proseso at Kumpletong Standard System na Nagsisiguro ng Kalidad at Supply

Ang anodizing ay isang napaka-mature at standard na surface treatment sa industriya ng pagproseso ng aluminyo, na may kumpletong supply chain, mataas na kahusayan sa pagproseso, at medyo nakokontrol na gastos. Maraming ulat ng brokerage ang nagtatala na ang proseso ng paggawa ng aluminum frame (melting and casting - extrusion - oxidation - deep processing) ay napaka-mature, na siyang batayan para sa higit sa 95% na penetration nito sa larangan ng PV.

Ang mga aluminum frame ay nag-aalok ng mature na standardisasyon at nakokontrol na kalidad. Mula sa mga pambansang pamantayan (tulad ng GB/T 5237.2) hanggang sa mga pamantayan ng grupo ng PV association (T/CPIA 0117), may mga malinaw at masusubok na indicator para sa kapal, tigas, kalidad ng sealing, at salt-spray resistance ng anodic film. Nagbibigay ito ng matibay na batayan sa quality control at tinitiyak ang consistency at reliability ng produkto.

Sa hakbang ng pag-frame, ang frame ay kailangang i-bond at i-seal sa glass at backsheet gamit ang sealant. Ang anodized surface ay may tiyak na micro-porous structure na bumubuo ng magandang adhesion sa sealant, na tinitiyak ang maaasahang sealing ng module.

Sa huli, ang pagpili ng anodizing para sa PV aluminum frame ay isang "optimal solution" na na-verify sa pamamagitan ng pangmatagalang kasanayan sa industriya.

Pananaw ng Ooitech

Naniniwala ang Ooitech: ang anodizing ay naging pangunahing surface treatment para sa PV aluminum frames dahil sabay nitong natutugunan ang corrosion resistance, grounding safety, mechanical strength, at standardized quality control sa loob ng 25-taong-plus na buhay ng serbisyo ng isang module.