Un mastic silicone fluide pour réparer les backsheets endommagées des modules solaires

Ce mastic spécial repose sur un produit mis au point par la société américaine Dow Corning pour isoler les cadres des panneaux solaires. Ses créateurs affirment que la nouvelle solution permet aux panneaux endommagés de retrouver un taux d’isolation élevé et une résistance assez forte pour fonctionner normalement.

novembre 10, 2021 Emiliano Bellini

Le mastic silicone peut être utilisé comme agent isolant de base contre la pénétration de l'eau et de l'air.

Image : Achim Hering / Wikimedia Commons / https://bit.ly/3pvtk4Z

D’après pv magazine international.

Un groupe de recherche austro-belge a développé un mastic silicone fluide qui peut être utilisé pour créer une couche isolante et protectrice sur les backsheets endommagés des modules solaires .

Les scientifiques ont utilisé un mastic spécial connu sous le nom de Dowsil 7094 Flowable Sealant, qui est produit par le fournisseur américain d’adhésifs et de mastics silicone Dow Corning. Ce mastic noir est généralement utilisé comme pâte pour sceller le cadre des panneaux solaires, mais l’équipe de recherche a décidé de le fluidifier pour l’utiliser comme matériau de réparation. Le produit est présenté comme un mélange dans lequel des particules de carbonate de calcium servent de charge et un polymère de polydiméthylsiloxane (PDMS) durcit la feuille de fond endommagée par exposition à l’humidité ambiante.

« Le système de cémentation par l’humidité entraîne un processus de durcissement qui part de la surface vers l’intérieur du matériau. La vitesse de durcissement est rapide au contact avec l’air puis ralentit à mesure que le champ de diffusion de l’humidité s’élargit », précisent les universitaires. « Une fois le processus achevé, le matériau se présente sous la forme d’un élastomère solide avec une bonne résistance aux déformations et une bonne adhérence aux matériaux de la feuille de fond. »

Test sur les matériaux

Le produit d’étanchéité a d’abord été testé sur quatre types de backsheet : un produit à base de polyamide co-extrudé ; un produit à base de polyfluorure de vinyle (PVF) et de polyéthylène téréphtalate (PET) ; un autre à base de polyfluorure de vinylidène (PVDF) et de PET ; et un produit à base de primaire en PET.

Le produit d’étanchéité a été appliqué sur la surface extérieure (exposée à l’air) de bandes rectangulaires de 2,5 cm de large et de 10 cm de long découpées dans les quatre différentes backsheet. « Ensuite, une deuxième bande, cette fois-ci avec la surface exposée à l’air vers le bas, a été placée sur la première et pressée de manière à ce que le matériau de silicone entre les deux bandes de backsheets ait une épaisseur d’environ 1 mm », explique encore le groupe. « L’excès de matériau de silicone a été retiré du côté, et les échantillons ont été laissés à durcir à 23 degrés Celsius [et] 50% d’humidité relative pendant 28 jours. » Les échantillons durcis ont ensuite été placés dans une chambre climatique à 85 degrés Celsius et 85 % d’humidité relative pendant 1 000 heures.

La nouvelle solution a démontré qu’elle offrait une bonne adhésion pour tous les matériaux sélectionnés, avec un échec cohésif de 100 % sur tous les types.

Test sur panneaux de sept ans

Le mastic fluide a ensuite été testé sur des modules solaires basés sur une backsheet AAA endommagés par de profondes fissures longitudinales et qui ont fonctionné pendant environ sept ans. Le mastic a été utilisé pour remplir les fissures, puis étalé à l’aide d’une spatule en une couche plate et uniforme sur la surface de la backsheet. Les panneaux réparés ont également été placés dans une chambre climatique à 85 degrés Celsius avec 85 % d’humidité relative pendant 1 000 heures.

Les mesures effectuées par les scientifiques ont montré que les fissures n’étaient plus visibles et que le module réparé présentait une résistance d’isolation restaurée, supérieure à la résistance requise pour un fonctionnement sûr. « Après le traitement thermique humide, le module a maintenu une isolation élevée et a de nouveau passé le test de fuite humide », ont-ils précisé.

Test sur un PV en fonctionnement

Les chercheurs ont également décidé de tester la technique de réparation sur une centrale solaire existante située dans le sud de l’Allemagne. « Le silicone a été appliqué à partir d’une cartouche, puis réparti et [lissé] sur toute la surface via une large spatule », ont-ils souligné. « Les modules réparés ont été laissés en fonctionnement sur le terrain pendant environ deux mois. »

Un test d’étanchéité humide a montré que les panneaux endommagés ont pu conserver une résistance d’isolation élevée et fonctionner normalement. « Les premiers résultats indiquent également que l’état du module est stabilisé, mais d’autres tests à long terme sont nécessaires », ont-ils également déclaré. « On ne sait pas si la backsheet réparée offre la même barrière à l’humidité que la backsheet d’origine, non endommagée. »

Le mastic a été présenté dans l’article Réparation et maintenance préventive des modules photovoltaïques dont les backsheet sont dégradées à l’aide de mastic silicone fluide , publié dans Progress in Photovoltaics . Le groupe de recherche était composé de scientifiques du fabricant belge de produits en silicone Dow Silicones Belgium SRL , une unité du fournisseur américain d’ adhésifs et de mastics à base de silicone Dow Corning ; l’Institut autrichien de recherche pour la chimie et la technologie ; et le centre de recherche Silicon Austria Labs.

Ce contenu est protégé par un copyright et vous ne pouvez pas le réutiliser sans permission. Si vous souhaitez collaborer avec nous et réutiliser notre contenu, merci de contacter notre équipe éditoriale à l’adresse suivante: editors@pv-magazine.com.