Giới thiệu

Trong mô-đun PV, khung nhôm đóng vai trò là vật liệu cấu trúc và bịt kín chính. Tỷ trọng chi phí của nó nằm ngay sau tế bào năng lượng mặt trời, thường từ 8,5% đến 13%, khiến nó trở thành một trong những bộ phận cốt lõi giúp mô-đun hoạt động đáng tin cậy ngoài trời trong 25 năm hoặc hơn.

Có một số cách để xử lý bề mặt khung nhôm, bao gồm anodizing, sơn tĩnh điện và sơn phủ (PVDF). Nhưng anodizing (đặc biệt là màu bạc trắng và đen) đã trở thành lựa chọn chủ đạo tuyệt đối. Điều này không phải ngẫu nhiên. Đó là vì anodizing có thể đáp ứng một cách có hệ thống và toàn diện các yêu cầu hiệu suất nghiêm ngặt mà mô-đun PV đặt ra cho khung của nó. Các lý do cốt lõi có thể được nhóm lại thành các điểm sau.

Xây Dựng Rào Cản Chống Ăn Mòn Vượt Trội Cho Môi Trường Khắc Nghiệt

Các mô-đun PV phải phục vụ lâu dài trong nhiều loại khí hậu trên toàn thế giới, từ sa mạc khô cằn và rừng mưa ẩm ướt đến các khu vực ven biển, ngoài khơi và công nghiệp có tính ăn mòn cao. Các điều kiện khác nhau này đặt ra yêu cầu chịu thời tiết khắc nghiệt đối với khung. Khung nhôm phải chịu được bức xạ UV, dao động nhiệt độ ngày-đêm, phun axit-kiềm-muối và mài mòn cát. Nhôm tự nhiên hình thành một lớp oxit trong không khí, nhưng nó mỏng (khoảng 0,1μm), không đồng đều và xốp. Trong những môi trường như vậy, lớp tự nhiên đó bảo vệ chẳng khác gì một tờ giấy.

Anodizing sử dụng phương pháp điện hóa để phát triển một màng gốm oxit nhôm (Al₂O₃) dày đặc, cứng và liên kết mạnh mẽ tại chỗ trên bề mặt hợp kim nhôm. Lớp tăng cường nhân tạo này là nền tảng cho khả năng chống ăn mòn của khung.

Tiêu chuẩn độ dày màng anốt cho khung nhôm PV nằm trong khoảng từ 10 đến 25μm. Phạm vi này được thiết lập dựa trên một số yếu tố: độ dày màng đủ để cách ly hiệu quả nền nhôm với môi trường bên ngoài, ngăn chặn độ ẩm, phun muối và mưa axit ăn mòn khung, kéo dài tuổi thọ của module trong điều kiện thời tiết khắc nghiệt ngoài trời.

Nếu màng quá mỏng (ví dụ dưới 10μm), khả năng bảo vệ của khung có thể không đạt yêu cầu, dẫn đến phá hủy cục bộ màng oxit và gây ra rỗ hoặc nứt, ảnh hưởng đến độ bền tổng thể. Mặt khác, nếu màng quá dày (trên 25μm), khả năng bảo vệ được cải thiện nhưng chi phí sản xuất tăng, và lớp màng quá dày giòn hơn, dễ bị nứt khi va đập trong quá trình lắp đặt hoặc vận chuyển, thực tế làm giảm độ tin cậy.

Theo tiêu chuẩn T/CPIA 0117-2025, màng anốt được phân loại theo độ dày (như AA10, AA15, AA20) để phù hợp với các môi trường ăn mòn khác nhau. Ví dụ, cấp AA15 được khuyến nghị cho các môi trường ăn mòn cao hơn như khu công nghiệp và nhà máy hóa chất, trong khi AA20 dành cho môi trường ăn mòn rất cao như khu vực ven biển và mỏ.

Cung cấp độ dẫn điện và an toàn nối đất phù hợp trong khi vẫn duy trì cách điện

Đây là một đặc tính có vẻ mâu thuẫn nhưng rất quan trọng. Nhôm là chất dẫn điện tốt, cho phép khung dễ dàng đóng vai trò là một phần của đường nối đất của module, dẫn dòng sét hoặc tĩnh điện để cung cấp khả năng chống sét và liên tục nối đất cho an toàn hệ thống.

Tuy nhiên, bản thân màng anốt là một chất cách điện tuyệt vời. Lớp cách điện này trước hết bảo vệ thân khung, ngăn không cho nó trở thành cực dương của ăn mòn điện phân trong điều kiện ẩm ướt. Thứ hai, nó cách ly khung với giá đỡ và các bộ phận kim loại khác (đặc biệt là các kim loại có điện thế khác nhau, như bu lông thép), làm giảm đáng kể sự ăn mòn điện hóa mà sự tiếp xúc giữa các kim loại khác nhau có thể gây ra. Các trường hợp hỏng hóc trong PV ngoài khơi cho thấy khung hợp kim nhôm và bu lông thép bị ăn mòn điện hóa nghiêm trọng trong môi trường phun muối, và màng anốt dày hơn (kết hợp với bu lông có lớp phủ cách điện) là một trong những quy trình chính giải quyết vấn đề này.

PS: Việc nối đất module PV thực sự rất quan trọng. Là người đã xử lý khiếu nại của khách hàng về sét đánh làm hỏng diode trong hộp nối, khi tôi đến hiện trường, tôi thấy người lắp đặt không thực hiện bất kỳ biện pháp nối đất nào trên module (không sử dụng lỗ nối đất khung, vòng đệm xuyên, hoặc vít xuyên).

Tăng cường hiệu suất cơ học và khả năng chống mài mòn để bảo vệ tính toàn vẹn cấu trúc

Khung cần chịu được các tải trọng như áp lực gió, tải trọng tuyết và va đập cơ học mà mô-đun gặp phải trong quá trình vận chuyển, lắp đặt và vận hành.

Độ cứng cao và khả năng chống mài mòn: Màng anốt có độ cứng rất cao (thường trên HV300), cao hơn nhiều so với nền nhôm. Điều này tăng cường khả năng chống xước và mài mòn của bề mặt khung, bảo vệ tốt hơn trong quá trình lắp đặt và bảo trì, giảm điểm khởi đầu ăn mòn và mất thẩm mỹ do hư hỏng bề mặt.

Độ bám dính mạnh: Màng anốt phát triển trực tiếp từ nền nhôm thông qua phản ứng hóa học và liên kết như một thể thống nhất với nền, không có nguy cơ bong tróc như lớp phủ sơn. Độ bám dính rất mạnh này đảm bảo bảo vệ lâu dài, và ngay cả sau thời gian dài giãn nở nhiệt, màng sẽ không bị bong ra.

Hỗ trợ thiết kế tuổi thọ cao: Vật liệu hợp kim nhôm có thể tồn tại từ 30 đến 50 năm. Anốt hóa bảo vệ thêm tính toàn vẹn cấu trúc và ổn định độ bền trong suốt vòng đời của mô-đun PV (thường 25 năm hoặc hơn). So sánh, khung làm từ vật liệu khác như khung thép dễ bị rỉ sét tại các lỗ tiếp đất và các điểm khác, khó đảm bảo tuổi thọ 25 năm, trong khi độ tin cậy lâu dài của khung vật liệu composite vẫn đang được kiểm chứng.

Quy trình trưởng thành và hệ thống tiêu chuẩn hoàn chỉnh đảm bảo chất lượng và nguồn cung

Anốt hóa là một phương pháp xử lý bề mặt cực kỳ trưởng thành và tiêu chuẩn trong ngành công nghiệp nhôm, với chuỗi cung ứng hoàn chỉnh, hiệu suất xử lý cao và chi phí tương đối kiểm soát được. Nhiều báo cáo môi giới lưu ý rằng quy trình sản xuất khung nhôm (nấu chảy - đúc - đùn - oxy hóa - gia công sâu) rất trưởng thành, là cơ sở cho tỷ lệ thâm nhập hơn 95% trong lĩnh vực PV.

Khung nhôm cung cấp tiêu chuẩn hóa trưởng thành và chất lượng kiểm soát được. Từ tiêu chuẩn quốc gia (như GB/T 5237.2) đến tiêu chuẩn nhóm hiệp hội PV (T/CPIA 0117), có các chỉ số rõ ràng và có thể kiểm tra cho độ dày, độ cứng, chất lượng bịt kín và khả năng chống phun muối của màng anốt. Điều này tạo cơ sở vững chắc cho kiểm soát chất lượng và đảm bảo tính nhất quán và độ tin cậy của sản phẩm.

Trong bước đóng khung, khung cần được liên kết và bịt kín với kính và tấm nền bằng keo. Bề mặt anốt hóa có cấu trúc vi xốp nhất định tạo độ bám dính tốt với keo, đảm bảo độ kín đáng tin cậy của mô-đun.

Cuối cùng, việc chọn anodizing cho khung nhôm PV là một "giải pháp tối ưu" đã được kiểm chứng qua thực tiễn lâu dài trong ngành.

Quan điểm của Ooitech

Ooitech tin rằng: anodizing đã trở thành phương pháp xử lý bề mặt chủ đạo cho khung nhôm PV vì nó đồng thời đáp ứng được khả năng chống ăn mòn, an toàn tiếp đất, độ bền cơ học và kiểm soát chất lượng tiêu chuẩn hóa trong suốt vòng đời hơn 25 năm của module.