Šaltinis: neatitikimo vaizdas
Fotoelektros (PV) pramonė patyrė neįtikėtinai greitą transformaciją po 2000-ųjų metų dėl nepaprastų technologijos proveržių, pradedant nuo medžiagų lygio ir baigiant didelio masto modulių gamyba.
Spėjama, kad ateinančiais metais nuosekliai augs fotoelektros pramonė, rinkos dalyvių dėmesį patraukia du pagrindiniai klausimai:
1. Kas yra „geros kokybės“ modulis?
2. Kiek „patikimas“ jis bus lauke?
Šiuo metu į abu klausimus neatsakyta išsamiai.
Šiame straipsnyje aprašyti našumo PV standartai, būtent IEC 61215 (2 red. - 2005) ir IEC 61646
(2 red. - 2008 m.), Nustato konkrečias bandymų sekas, sąlygas ir reikalavimus PV modulio projektavimo kvalifikacijai gauti.
Laikoma, kad projektavimo kvalifikacija atspindi PV modulio veikimo galimybes esant ilgalaikiam standartinių klimato sąlygų poveikiui (apibrėžta IEC 60721-2-1). Be to, yra keletas kitų standartų (IEC 61730-1, IEC 61730-2
ir UL1703), kuriose nagrinėjamos modulio saugos kvalifikacijos, tačiau ši sritis bus nagrinėjama būsimame straipsnyje.
Sertifikavimo srityje projekto kvalifikacija grindžiama tipo bandymu pagal IEC, EN ar kitus nacionalinius standartus.
Verta pabrėžti tokių terminų kaip „IEC sertifikavimas“ ar „IEC sertifikatas“ netinkamumą, taip pat reklamą naudojant IEC logotipą, o ne sertifikatą išdavusios sertifikavimo įstaigos logotipą. IEC nėra sertifikavimo įstaiga; tai yra Tarptautinio elektrotechnikos komiteto, tarptautinės standartizacijos organizacijos, santrumpa.
Kai tipo bandymai derinami su periodiniais gamyklos patikrinimais, kuriuos atlieka sertifikavimo įstaiga, tai yra tos sertifikavimo įstaigos išduotų sertifikatų (tokiu būdu pažymėtų konkrečiu ženklu / logotipu) pagrindas.
Tam tikru mastu tai gali būti standartinis „pagrindinės kokybės“ kriterijus. Tačiau terminas „kokybė“ yra per daug bendras ir dažnai netinkamai vartojamas, jei tik grindžiamas IEC atitiktimi.
Kitas jautrus „kokybės“ aspektas yra modulio „patikimumas“ - pagrindinis rūpestis fotovoltiniams rangovams / investuotojams.
Patikimumas nėra apibrėžtas ir neapima esami IEC standartai. Patikimumo standartų trūkumą iš dalies lemia tai, kad iki šiol iš PV laukų nėra surinkta pakankamai statistinių duomenų (net ir „seniausių“ PV įrenginių eksploatavimo laikas vis tiek turi atitikti 20/25 metų trukmę, kaip numatyta garantijoje). .
Bet tiek IEC 61215, tiek IEC 61646 aiškiai nurodo, kad patikimumas jame nenagrinėjamas, todėl projektavimo kvalifikacija pagal šiuos standartus nereiškia PV modulio patikimumo. Todėl ekspertai iš gamintojų, bandymų namų ir standartizacijos įstaigų susirenka bandydami sukurti PV patikimumo standarto pagrindą. Tikimasi, kad artimiausiu metu bus parengtas pirmasis projektas.
Garantija taip pat yra problema, kurią verta paminėti. Rinkoje įprasta parduoti / pirkti PV modulius, kuriems taikoma 20 metų garantija. Manoma, kad garantija apima saugų eksploatavimą (nėra jokių elektrinių, šiluminių, mechaninių ir gaisro pavojų) ir priimtiną eksploatacinių savybių lygį, ty ribotą galios pablogėjimą (dauguma jų deklaruoja 1% Pmax nuostolių per metus).
Paaiškinęs bendrąją IEC 61215/61646 taikymo sritį ir kokybės apribojimus, toliau pateikiame bendrą bandymų aprašą, išryškindami svarbiausius kristalinio silicio (c-Si) ir plonos plėvelės fotoelektrinių modulių bandymus. Nors IEC 61215 buvo sukurtas remiantis tvirtomis žiniomis apie pagrindines esamas kristalinio silicio technologijas, IEC 61646 daugiausia buvo grindžiamas amorfinio silicio (a-Si) technologija. Todėl santykinai naujoms technologijoms, tokioms kaip CIGS, CdTe ir kt., Pasižyminčios savitu elgesiu ir jautrumu šviesos poveikiui bei šiluminiam poveikiui, bandymo metu reikia ypatingos priežiūros ir dėmesio.
Dviejų standartų skirtumai bus išryškinti kursyvu.
Abu standartai reikalauja, kad bandymai būtų imami atsitiktine tvarka iš gamybos partijos pagal IEC 60410.
Moduliai turi būti gaminami iš nurodytų medžiagų ir komponentų ir jiems turi būti taikomi kokybės užtikrinimo procesai. Visi pavyzdžiai turi būti išsamūs ir pateikti kartu su gamintojo montavimo / montavimo instrukcijomis.
1 paveiksle aprašytas bandymų pobūdis.
Bendrą abiejų standartų požiūrį galima apibendrinti taip:
Apibrėžti „pagrindiniai regėjimo defektai.”
Apibrėžti „praeiti / nepavykti" kriterijai.
Darykpradiniai testaiant visų mėginių.
Grupiniai mėginiaipraeitibandymų sekos.
Darykpo vienkartinių testųirbandymų sekos(IEC 61215).
Atlikite testus po atskirų bandymųirgalutinis šviesos mirkymas po bandymų sekų(IEC 61646).
Ieškokite „pagrindinių regėjimo defektųIrpažymėti „išlaikyti / nepavykti“kriterijai.
figūra 1
Kaip parodyta 2 ir 3 paveiksluose, skirtingi bandiniai lygiagrečiai pereina skirtingas bandymų sekas.
2 paveikslas: Kvalifikacinių bandymų seka (IEC 61215)
3 paveikslas: Bandymo seka (IEC 61646)
IEC 61215 apibrėžti penki „pagrindiniai regėjimo defektai“, o IEC 61646 - šeši(kursyvu pažymėti IEC 61646 skirtumai):
a) sudaužyti, įtrūkę ar suplėšyti išoriniai paviršiai, įskaitant superviršius, pagrindus, rėmus ir jungiamąsias dėžes;
b) sulenkti arba netinkamai išlyginti išoriniai paviršiai, įskaitant superviršius, pagrindus, rėmus ir jungiamąsias dėžes tiek, kad būtų sutrikdytas modulio įrengimas ir (arba) veikimas;
c) įtrūkimas ląstelėje, kurio sklidimas gali pašalinti daugiau kaip 10% tos ląstelės ploto iš modulio elektros grandinės;
c) bet kurio aktyviojo modulio grandinės plonojo sluoksnio tuštumos arba matoma korozija, viršijančios daugiau kaip 10% bet kurio elemento; (IEC 61646)
d) burbuliukai ar delaminacijos, sudarantys ištisinį kelią tarp bet kurios elektros grandinės dalies ir modulio krašto;
e) mechaninio vientisumo praradimas tiek, kiek bus pakenkta modulio įrengimui ir (arba) veikimui;
f) modulio ženklai (etiketė) nebėra pritvirtinti arba informacija yra neįskaitoma. (IEC 61646)
Kartu su 6 veikiančiais „praeiti / neleisti“ kriterijais:
a) maksimalios išėjimo galios pablogėjimas neviršija nustatytos ribos po kiekvieno bandymo ir 8% po kiekvienos bandymo sekos;
a) po galutinio mirkymo didžiausia išėjimo galia, esant STC, yra ne mažesnė kaip 90% gamintojo nurodytos minimalios vertės. (IEC 61646)
b) bandymų metu nė vienas pavyzdys neturėjo atviros grandinės;
c) nėra vizualių didelių defektų įrodymų;
d) po bandymų įvykdyti izoliacijos bandymo reikalavimai;
e) kiekvienos sekos pradžioje ir pabaigoje bei po drėgno šilumos bandymo laikomasi šlapio nuotėkio srovės bandymo reikalavimų;
f) tenkinami konkretūs atskirų bandymų reikalavimai.
Jei du ar daugiau pavyzdžių neatitinka nė vieno iš šių bandymo kriterijų, laikoma, kad projektas neatitinka kvalifikacijos. Jei vienas mėginys neatlieka jokio bandymo, kiti du bandymai turi būti atlikti iš pradžių visa atitinkama bandymo seka. Jei vienas arba abu šie nauji pavyzdžiai taip pat netenkina, laikoma, kad projektas neatitinka kvalifikacijos reikalavimų. Jei abu pavyzdžiai praeina bandymo seką, laikoma, kad projektas atitinka kvalifikacijos reikalavimus.
Pastaba:Tam tikri gedimai, net ir pavieniuose pavyzdžiuose, gali būti rimtų projektavimo problemų, reikalaujančių gedimų analizės ir projekto peržiūros, rodiklis, siekiant išvengti grįžimo iš lauko (patikimumo problema). Tokiais atvejais laboratorija turėtų sustabdyti bandymų seką ir pakviesti gamintoją atlikti išsamią gedimo analizę, nustatyti pagrindinę priežastį ir atlikti reikiamus taisomuosius veiksmus prieš pateikiant modifikuotus pavyzdžius pakartotiniam tyrimui.
Verta komentuoti skirtumą a punkte tarp IEC 61215 ir IEC 61646 dėl Pmax skilimo.
Pagal IEC 61215, Pmax skilimas neturi būti didesnis kaip 5% pradinio Pmax, išmatuoto kiekvieno bandymo pradžioje, ir ne didesnis kaip 8% po kiekvienos bandymo sekos.
IEC 61646 yra du esminiai elementai:
1. Mažiausio Pmax apibrėžimas (gaunamas iš etiketėje pažymėto Pmax ± t (%), kur t (%) rodo gamybos toleranciją).
2. Visi ėminiai mirkomi mažai, o galutinė Pmax turi būti ≥ 0,9 x (Pmax - t (%)).
Kitaip tariant, IEC 61646 atsisako Pmax skilimo kriterijaus po atskirų bandymų (-5%) ir bandymų sekų (-8%), naudojamų IEC 61215, ir remiasi Pmax degradacijos tikrinimu atsižvelgiant į galios koeficientą po visi bandymai buvo atlikti ir pavyzdžiai lengvai mirkomi.
Kitas skirtumas yra tas, kad pagal IEC 61215 reikalaujama, kad visi pavyzdžiai būtų „iš anksto paruošti“, veikiant juos (atvirojo ciklo), kad jų viso galia būtų 5,5 kWh / m.2.
IEC 61646 nereikalaujama, kad būtų išvengta specifinio poveikio, kurį išankstinis kondicionavimas gali turėti skirtingoms plonų plėvelių technologijoms. Kai kurios plonos plėvelės technologijos yra jautresnės šviesos sukeltai degradacijai, kitos yra jautresnės tamsios šilumos poveikiui. Taigi pradiniai bandymai būtų nehomogeniškas būdas įvertinti pokyčius per bandymų sekas. Vietoj to, pagal IEC 61646 reikalaujama, kad visi mėginiai būtų galutinai sudrėkinti po aplinkos sekų ir kontrolinis mėginys, ir išmatuoti galutinį Pmax, kad būtų galima nuspręsti, ar skaidymasis yra priimtinas atsižvelgiant į mažiausią vardinę Pmax vertę.
Čia pateikiamas trumpas testų aprašymas.(IEC 61646 skirtumai bus pažymėti kursyvu.)
Vizualinis patikrinimas: paprastai yra diagnostinis patikrinimas.
Tikslas yra aptikti bet kurį iš aukščiau nurodytų „pagrindinių regėjimo defektų“ tikrinant modulį gerai apšviestoje vietoje (1000 liuksų).
Tai kartojama kelis kartus per visas bandymo eiles ir atliekama daugiau nei bet kuris kitas bandymas.
Didžiausia galia (Pmax): paprastai yra našumo parametras.
Jis taip pat atliekamas keletą kartų prieš ir po įvairių aplinkos bandymų. Tai galima atlikti naudojant saulės treniruoklį arba lauke.
Nors standartas suteikia galimybę atlikti bandymą pagal ląstelių temperatūros diapazoną (nuo 25 ° C iki 50 ° C) ir apšvitos lygius (nuo 700 W / m2 iki 1100 W / m2), PV laboratorijose yra įprasta jį atlikti. esant vadinamosioms standartinėms bandymo sąlygoms (STC). Pagal apibrėžimą STC atitinka: 1000 W / m2, 25 ° C elemento temperatūrą su etalonine saulės spektro švitine energija, vadinama 1,5 oro masės (AM1,5), kaip apibrėžta IEC 60904-3.
Dauguma laboratorijų bandymus patalpose naudoja su saulės imitatoriais, kurių spektras yra kuo artimesnis AM1.5. Saulės treniruoklio charakteristikas ir nukrypimus nuo standartinio AM1.5 galima klasifikuoti pagal IEC 60904-9. Daugelis saulės imitatorių tiekėjų siūlo sistemas, klasifikuojamas aukščiausiu įmanomu įvertinimu: AAA, kur pirmoji raidė rodo spektro kokybę, antroji; apšvitos vienodumas bandymo srityje ir trečioji raidė; apšvitos stabilumas laike. Saulės imitatorių klasifikaciją galima rasti IEC 60904-9: 2007.
Pastaba:Tiekėjų pateiktos deklaracijos nebūtinai yra matavimo priemonių atsekamumo įrodymas
Pasaulinė PV skalė.
Teisingas ir atsekamas Pmax matavimas pagal pasaulinę PV skalę yra ypač svarbus. Tai ne tik vienas iš patvirtinimo / atmetimo kriterijų, bet galutinius vartotojus išmatuotas vertes taip pat gali naudoti kaip energijos vartojimo efektyvumo rodiklį.
Abu standartai nustato kelis tikslumo reikalavimus matuojant temperatūrą, įtampą, srovę ir apšvitą.
Svarbu atkreipti dėmesį į tai, kad IEC 61215 galios matavimui būtinas pakartojamumas yra tik ± 1%.
Apie tokį reikalavimą IEC 61646 nėra užsimenama, tikriausiai dėl gerai žinomų įvairių nepermatomų plėvelių technologijų „nestabilumo“ ir „pakartojamumo“ problemų. Vietoj to, IEC 61646 pateikia bendrąją rekomendaciją:
„Reikėtų dėti visas pastangas siekiant užtikrinti, kad didžiausia galia būtų matuojama panašiomis darbo sąlygomis, tai yra, sumažinti pataisos dydį, atliekant visus tam tikro modulio didžiausio galingumo matavimus, esant maždaug tokiai pačiai temperatūrai ir apšvitai.“
Kitas svarbus veiksnys, prisidedantis prie Pmax matavimo tikslumo, ypač plonasluoksnėms plėvelėms, yra spektrinis neatitikimas tarp etaloninių ląstelių, kurias naudoja laboratorija, ir specifinės tiriamos technologijos.
Izoliacijos varža: yra elektros saugos bandymas.
Tikslas yra nustatyti, ar modulis turi pakankamą elektros izoliaciją tarp jo srovę nešančių dalių ir rėmo (ar išorinio pasaulio). Dielektrinio stiprio testeris naudojamas nuolatinės srovės įtampos šaltiniui, kuris neviršija 1000 V, pridėjus dvigubai didesnę nei maksimali sistemos įtampa. Po bandymo neturi būti nei gedimo, nei paviršiaus stebėjimo. Moduliams, kurių plotas didesnis nei 0,1 m2, pasipriešinimas neturi būti mažesnis kaip 40 MΩ kiekvienam kvadratiniam metrui.
Šlapio nuotėkio srovės bandymas: taip pat yra elektros saugos bandymas.
Tikslas yra įvertinti modulio izoliaciją nuo drėgmės įsiskverbimo esant drėgnoms darbo sąlygoms (lietaus, rūko, rasos, ištirpusio sniego), kad būtų išvengta korozijos, žemės gedimo ir taip elektros smūgio pavojaus.
Modulis panardinamas į negilų rezervuarą iki gylio, apimančio visus paviršius, išskyrus jungiamųjų dėžių, kurios nėra skirtos panardinti, kabelių įvadus (žemesnis nei IPX7). Tarp sutrumpintų išvesties jungčių ir vandens vonios tirpalo bandoma įtampa iki maksimalios modulio sistemos įtampos 2 minutes.
Modulių, kurių plotas didesnis kaip 0,1 m, izoliacijos varža turi būti ne mažesnė kaip 40 MΩ už kiekvieną kvadratinį metrą2.
Labai svarbu žinoti, kad bandymo metu jungiamosios jungtys turėtų būti panardintos į tirpalą, o netinkamos jungties konstrukcija gali sukelti svarbų FAIL rezultatą.
Pastaba:Dėl sugedusių jungčių šlapios nuotėkio srovės bandymas, jei nepavyksta, nėra retas atvejis, todėl lauko operatoriams tai tikrai kelia realų pavojų. Nėra IEC standarto, skirto PV jungtims, tačiau yra suderintas Europos standartas (EN 50521). EN 50521 sertifikuotos jungtys buvo išbandytos, įskaitant terminius ciklus (200) ir drėgną šilumą (1000 val.), Ir jos gali būti naudojamos kaip kriterijus renkantis tiekėjus. Tačiau testas su moduliu turės galutinį žodį. Atidžiai stebėkite jungtis, tiekiamas su jungiamosiomis dėžėmis, ir tai yra sudėtinga užduotis PV modulių gamintojams. „Lengvas“ skirtingos konstrukcijos jungčių tiekėjų keitimas gali kelti didelę šlapio nuotėkio srovės bandymo riziką.
Šlapiojo nuotėkio srovės testas yra klasifikuojamas kaip vienas dažniausiai pasikartojančių gedimų per PV kvalifikaciją bandymų laboratorijose. Kai gedimas atsiranda ne dėl jungties problemos (kaip minėta aukščiau), gedimas greičiausiai įvyks atlikus drėgno šilumos testą ir (arba) drėgmės užšalimo testą moduliams, kuriems gamybos metu kyla problemų dėl laminavimo ir kraštų sandarinimo procesų.
Temperatūros koeficientai: yra našumo parametras.
Tikslas yra nustatyti trumpojo jungimo srovės Isc (α), atvirosios grandinės įtampos Voc (β) temperatūros koeficientus.
ir maksimali galia (Pmax) (δ) iš modulio matavimų. Taip nustatyti koeficientai galioja tik esant apšvitai, kuria buvo atlikti matavimai (ty esant 1000 W / m2daugumai laboratorijų, naudojančių saulės energijos treniruoklį).
Moduliams, kurių tiesiškumas tam tikru apšvitos diapazonu yra žinomas pagal IEC 60891, apskaičiuoti koeficientai gali būti laikomi galiojančiais tame apšvitos diapazone.
„IEC 61646“ yra „atsargesnis“ ir pateikia papildomą pastabą dėl plonasluoksnių modulių, kurių temperatūros koeficientai gali priklausyti nuo apšvitos ir modulio šiluminės istorijos ... Bet bandymo požiūriu temperatūros koeficiento bandymo dėžutė tiesiog dedama po pirmoji kairės pusės bandymo seka (3 pav.). Šio pavyzdžio „švitinimas ir šiluminė istorija“ susideda tik iš „kelionės“, kurią reikėjo nuvykti į laboratoriją, aplinkos sąlygų, kuriomis jis buvo laikomas, pradinių bandymų ir galiausiai lauko bandymo lauke (60 kWh). / m2).
Matavimui naudojant saulės imitatorius naudojami du metodai:
1. kaitinant modulį arba
2. modulio aušinimas;
per 30 ° C intervalą (pavyzdžiui,25 ° C - 55 ° C) ir kas 5 ° C intervalus saulės imitatorius imasi IV matavimo (Isc, Voc, Pmax neatsispindi, bet matuojamas IV plovimo metu), įskaitant Isc, Voc ir Pmax.
Isc, Voc ir Pmax vertės nubrėžtos kaip temperatūros funkcijos kiekvienam duomenų rinkiniui. Koeficientai α, β ir δ apskaičiuojami pagal mažiausiai kvadratus atitinkančių tiesių, esančių trims brėžiniams, nuolydį.
Atsižvelgiant į tam tikrą apšvitos lygį, reikia pažymėti, kad β (Voc) ir δ (Pmax) yra dvi jautriausios temperatūros pokyčiams. Jie abu turi „-“ ženklą, nurodantį, kad Voc ir Pmax mažėja didėjant temperatūrai, tuo tarpu α (Isc) turi „+“ ženklą, nors žymiai mažesnė reikšmė nei β ir δ. Visi trys koeficientai gali būti išreikšti kaip santykinis procentas, padalijant apskaičiuotus α, β ir δ iš Isc, Voc ir Pmax verčių esant 25 ° C (1000 W / m2).
Temperatūros koeficientai yra eksploataciniai parametrai, kuriuos galutiniai vartotojai dažnai naudoja moduliuodami energijos išteklius karštame klimate. Reikia atsiminti, kad jie galioja esant 1000 W / m2laboratorijoje naudojamas apšvitos lygis, nebent įrodytas modulio tiesiškumas skirtingais apšvitos lygiais.
Nominalioji darbinio elemento temperatūra (NOCT): yra našumo parametras.
NOCT yra apibrėžtas prie atviros lentynos montuojamam moduliui šioje standartinėje atskaitos aplinkoje:
pasvirimo kampas: 45 ° nuo horizontalės
bendras apšvita: 800 W / m2
aplinkos temperatūra: 20 ° C
vėjo greitis: 1 m / s
nėra elektros apkrovos: atvira grandinė
Sistemos projektuotojas gali naudoti NOCT kaip temperatūros, kurią esant modulis veiks lauke, vadovą, todėl jis yra naudingas parametras lyginant skirtingų modulių konstrukcijų našumą. Tačiau
faktinė darbinė temperatūra tiesiogiai priklauso nuo montavimo konstrukcijos, apšvitos, vėjo greičio, aplinkos temperatūros, atspindžių ir išmetimo iš žemės ir šalia esančių objektų ir kt.
Vadinamasis „pirminis metodas“ NOCT nustatyti yra lauko matavimo metodas, kurį naudoja tiek IEC 61215, tiek IEC 61646, ir yra visuotinai taikomas visiems PV moduliams. Moduliams, kurie nėra skirti montuoti prie atviros lentynos, pusiausvyros vidutinei saulės elementų jungties temperatūrai nustatyti gali būti naudojamas pagrindinis metodas, kai modulis sumontuotas taip, kaip rekomenduoja gamintojas.
Testuojant reikia registruoti duomenis ir pasirinkti švytėjimą (pironametrą), aplinkos temperatūrą (temperatūros jutiklius), ląstelių temperatūrą (modulio galinėje pusėje pritvirtinti termoelementai, atitinkantys dvi centrines kameras), vėjo greitį (greičio jutiklį) ir vėjo kryptį. (krypties jutiklis). Visi šie kiekiai turi būti tam tikrais intervalais, kad juos būtų galima apskaičiuoti NOCT.
Skaičiuojant galutinį NOCT naudojamas mažiausiai 10 priimtinų duomenų taškų, paimtų prieš ir po „saulės vidurdienio“.
Poveikis lauke: yra apšvitos testas.
Tikslas yra išankstinis modulio gebėjimo atlaikyti lauko sąlygas įvertinimas. Tačiau tai apima tik 60 kWh / m poveikį2kuris yra gana trumpas laiko tarpas, kad būtų galima priimti sprendimus dėl modulio gyvavimo laiko.
Kita vertus, šis testas gali būti naudingas galimų problemų, kurių gali nepavykti nustatyti atliekant kitus laboratorinius tyrimus, rodiklis.
IEC 61215 reikalaujama, kad maksimali galia (Pmax) sumažėtų ne daugiau kaip 5% pradinės vertės.
IEC 61646 reikalaujama, kad maksimali galia (Pmax) nebūtų mažesnė už pažymėtą „Pmax - t%“.
Nors iš anksto kondicionuojami c-Si moduliai pagal IEC 61215 (5,5 kWh / m2) nerodo kritiškumo atliekant šį testą, tam tikros plonasluoksnių technologijų technologijos gali patirti daugiau problemų. Priežastis gali būti paaiškinta tuo, kad IEC 61646, išmatuotas Pmax po 60 kWh / m2 ekspozicijos turi būti didesnis už gamintojo pažymėtą „Pmax - t%“. Šis vienas mėginys atliekamas pagal pirmąją bandymų seką, kur vieninteliai „anamnezės“ duomenys yra pradiniai bandymai ir viso lauko apšvita 60 kWh / m2, esant įvairioms klimato sąlygoms per 24 valandas, atsižvelgiant į laboratorijos vietą. Norint teisingai nustatyti vardinę Pmax ir išlaikyti testą, būtina gerai išmanyti gamintojo išbandytą technologiją, atsižvelgiant į šviesos sukeltą skilimą, jautrumą šilumai, drėgmei ir kt.
Ištvermė karštoje vietoje: tai terminis / diagnostinis testas.
Tikslas yra nustatyti modulio gebėjimą atlaikyti vietinį šildymą, kurį sukelia įtrūkę, nesuderinti elementai, sujungimo gedimai, dalinis šešėliavimas ar nešvarumai.
Šildymas karštoje vietoje įvyksta tada, kai modulio darbinė srovė viršija sumažintą (pažeistų) elementų trumpą jungimą. Tai privers ląstelę (-es) į atvirkštinę paklaidą, kai ji taps šilumą išsklaidančia apkrova. Sunkūs karšto taško reiškiniai gali būti tokie dramatiški kaip ir visiški visų sluoksnių nudegimai, įtrūkimai ar net stiklo lūžimas. Svarbu pažymėti, kad net ir esant ne tokioms atšiaurioms karšto taško sąlygoms, įsikišus aplinkkelio diodui, modulio dalis (dar vadinama eilute) yra neįtraukta, todėl protingai sumažėja modulio galia.
Nuolat svarstomas požiūris, kaip imituoti realias karštojo taško sąlygas, nurodytas IEC 61215 10.9 punkte.
Pagrindinės bandymo laboratorijos gerai supranta, kad dabartinė „karštųjų taškų“ metodo versija neatspindi ir negali parodyti tikrosios „taško“ padėties. IEC TC82 buvo parengtas patobulintas karštųjų taškų metodas ir tikimasi, kad jis taps normatyviniu kartu su 3rdIEC 61215 leidimas 2010 m. Kai kurios bandymų laboratorijos jau nusprendė naudoti patobulintą metodą.
Tolesnė įžvalga ir išsami informacija bus pateikta būsimame straipsnyje.
Nors įvairių laboratorijų gedimų procentinė statistika gali skirtis, „c-Si“ ir plonasluoksnių modulių gedimai vis dar yra tarp 5 dažniausių gedimų.
Apėjimo diodas: yra šiluminis bandymas.
Apėjimo diodas yra labai svarbus modulio projektavimo aspektas. Tai yra kritinis komponentas, nustatantis modulio šiluminę elgseną karšto taško sąlygomis, todėl tiesiogiai veikiantis lauko patikimumą.
Bandymo metodu reikia pritvirtinti termoporą prie diodo (-ų) korpuso, įkaitinti modulį iki 75 ° C ± 5 ° C ir tiekti srovę, lygią trumpojo jungimo srovei Isc, matuojamai STC 1 val.
Išmatuojama kiekvieno aplinkkelio diodo korpuso temperatūra (Tcase) ir apskaičiuojama sankryžos temperatūra (Tj)
naudojant formulę, naudojant diodo gamintojo pateiktas specifikacijas (RTHjc=diodo gamintojo pateikta konstanta, susijusi su Tj su Tcase, paprastai projektinis parametras, ir UD=diodo įtampa, ID=diodo srovė).
Tada srovė padidinama iki 1,25 karto didesnė už modulio Isc trumpojo jungimo srovę, matuojamą STC dar valandą, išlaikant modulio temperatūrą toje pačioje temperatūroje.
Diodas vis tiek veiks.
Aplinkkelio diodų bandymai vis tiek įvyksta tam tikru dažniu, kurį lemia diodo gamintojo viršijimas arba modulio gamintojo neteisinga elektrinė konfigūracija modulio Isc atžvilgiu.
Daugeliu atvejų apeiti diodai tiekiami kaip integruoti komponentai viso mazgo jungiamojoje dėžutėje (jungiamojo dėžutės + kabelio + jungtis). Todėl labai svarbu įsitikinti, kad modulio gamintojas atidžiai tikrina šį mažą komponentą, kai kontroliuoja gaunamas prekes.
Išankstinis kondicionavimas UV spinduliuote.
Tikslas yra nustatyti medžiagas, jautrias ultravioletiniams (UV) spinduliams prieš atliekant šiluminį ciklą ir drėgmės užšalimo bandymus.
IEC 61215 reikalauja, kad viso modulio UV spinduliavimas būtų 15 kWh / m2(UVA + UVB) regionuose
(280 nm - 400 nm), ne mažesnę kaip 5 kWh / m2, ty 33% UVB srityje (280 nm - 320 nm), išlaikant modulį 60 ° C ± 5 ° C temperatūroje.
(IEC 61646 reikalauja, kad UVB dalis būtų nuo 3% iki 10% viso UV švitinimo). Šis reikalavimas dabar suderintas ir IEC 61215 CTL sprendimo lape Nr. 733 pagal IECEE CB schemą.
Vienas iš kritinių UV kamerų išdėstymo aspektų yra kalibruotų UVA ir UVB jutiklių užtikrinimas, kad būtų galima juos atsekti ir esant 60 ° C ± 5 ° C temperatūrai, tačiau jie ilgai veikia karštuose UV kamerose.
Labai mažas ultravioletinių spinduliuotės bandymų nesėkmės procentas PV laboratorijose gali būti paaiškintas santykinai mažu ultravioletinių spindulių apšvitos dydžiu, palyginti su realia apšvita modulio gyvavimo metu.
Šiluminis ciklas TC200 (200 ciklų): tai aplinkos bandymas.
Šio bandymo tikslas yra imituoti šiluminius medžiagų įtempius, pasikeitus kraštutinėms temperatūroms. Dažniausiai lydytos jungtys susiduria su laminato viduje dėl skirtingų kapsuliuotų medžiagų šiluminio plėtimosi koeficientų. Dėl to gali atsirasti didelių defektų, sumažėti Pmax, nutrūkti elektros grandinė ar atlikti izoliacijos bandymą.
IEC 61215 reikalaujama, kad srovės įpurškimas būtų ne didesnis kaip ± 2% srovės, matuojamos esant didžiausiai galiai (Imp), kai modulio temperatūra yra aukštesnė nei 25 ° C.
IEC 61646 šiuo metu nėra įpurškiamas, tačiau reikia stebėti elektros grandinės tęstinumą (pakaktų nedidelės varžinės apkrovos).
Modulio ciklinės temperatūros ribos yra –40 ° C ± 2 ° C ir + 85 ° C ± 2 ° C, naudojant 4 brėžinyje nurodytą profilį.
TC200 gedimų procentas gali siekti 30–40%. Kartu su drėgnuoju karščiu kai kuriose laboratorijose abi gali sukelti daugiau kaip 70% visų c-Si modulių gedimų.
Plonasluoksnių plėvelių TC200 gedimų procentas yra mažesnis, tačiau jos vis tiek vertos gamintojų dėmesio.
Drėgmės užšalimas: tai aplinkos bandymas.
Tikslas yra nustatyti modulio gebėjimą atlaikyti aukštą temperatūrą kartu su drėgme, po kurios eina ypač žemos temperatūros.
Moduliui taikoma 10 ištisų ciklų, kaip nustatyta 5 brėžinyje (IEC 61646).
Santykinės drėgmės reikalavimas RH=85% ± 5% taikomas tik esant 85 ° C.
Po šio bandymo moduliui leidžiama pailsėti nuo 2 iki 4 valandų prieš apžiūrą, išmatuojama maksimali išėjimo galia ir izoliacijos varža.
Šio bandymo gedimų procentas išlieka 10–20%.
Gnybtų tvirtumas: tai mechaninis bandymas.
Norėdami nustatyti modulio galų, kurios gali būti laidai, skraidantys laidai, varžtai arba, kaip dažniausiai, PV jungtys (C tipas), tvirtumą. Pabaigoje atliekamas įtempių testas, kuris imituoja normalų surinkimą ir valdymą įvairiais ciklais ir tempimo stiprio lygiais bei lenkimo ir sukimo momento bandymais, kaip nurodyta kitame standarte, IEC 60068-2-21.
Drėgnas karštis DH1000 (1000 valandų): tai aplinkos bandymas.
Tikslas yra nustatyti modulio gebėjimą atlaikyti ilgalaikį drėgmės įsiskverbimą veikiant 85 ° C ± 2 ° C temperatūrai, kai santykinė oro drėgmė 85% ± 5% yra 1000 valandų.
DH1000 yra labiausiai „piktybinis“ ir yra kai kurių laboratorijų gedimų procentinė dalis, sudaranti iki 40–50% visų c-Si modulių gedimų. Panašius gedimus DH1000 galima pastebėti ir naudojant plonasluoksnes plėveles.
Šio bandymo sunkumas ypač kenkia laminavimo procesui ir kraštų sandarinimui nuo drėgmės. Dėl drėgmės prasiskverbimo gali būti pastebėti svarbūs ląstelių dalių sluoksniai ir korozija. Net jei po DH1000 neaptikta jokių didelių defektų, modulis buvo įtemptas tiek, kad jis taps „trapus“ vėlesniam mechaninės apkrovos bandymui.
Mechaninės apkrovos bandymas
Šis pakrovimo testas yra skirtas ištirti modulio gebėjimą atlaikyti vėjo, sniego, statinio ar ledo apkrovas.
Mechaninė apkrova patiriama po drėgno karščio, todėl ji atliekama su bandiniu, kuriam aplinkos poveikis buvo didelis.
Kritiškiausias šio bandymo aspektas yra susijęs su modulio pritvirtinimu pagal gamintojo pateiktas montavimo instrukcijas, ty naudojant numatomus modulio tvirtinimo taškus ant montavimo konstrukcijos numatytu atstumu tarp šių taškų ir naudojant tinkamus montavimo priedus. , jei tokių yra (veržlė, varžtai, spaustukai ir tt).
Kai kuriais atvejais didelių plotų ir be rėmelio plonasluoksnių modulių atvejai kelia ypatingą susirūpinimą dėl pirmiau nurodytų sąlygų.
Jei nekreipiama dėmesio į tinkamą montavimą, išlieka klausimas, ar gedimas atsirado dėl konstrukcinių problemų, ar dėl netinkamo montavimo būdo.
Kitas aspektas, į kurį reikia atsižvelgti, yra ant modulio paviršiaus tenkančios apkrovos tolygumas. Standartai reikalauja, kad apkrova būtų taikoma „palaipsniui, tolygiai“, nenurodant, kaip patikrinti vienodumą.
Kiekvieną modulio paviršių 1 valandą tepamas 2 400 Pa (tai prilygsta 130 km / val. Vėjo slėgiui).
Jei modulis turi būti atsparus dideliam sniego ir ledo kaupimuisi, paskutiniame šio bandymo cikle modulio priekiui tenkanti apkrova padidinama nuo 2400 Pa iki 5400 Pa.
Pabaigoje neturi būti jokių didelių regėjimo defektų, bandymo metu nenustatyta pertraukiamo atvirojo kontūro. Po šio bandymo taip pat tikrinamas Pmax (tik IEC 61215) ir izoliacijos varža.
Krušos smūgis: tai mechaninis bandymas.
Norėdami patikrinti, ar modulis gali atlaikyti krušos, kurios temperatūra yra ~ –4 ° C, poveikį. Bandymo įranga yra unikalus paleidimo įrenginys, galintis išstumti įvairaus dydžio ledo rutulius nurodytu greičiu, kad pasiektų modulį 11 nurodytų smūginių vietų + / - 10 mm atstumo kitimas. (1 lentelė)
Laikas nuo ledo rutulio išėmimo iš šaldymo kameros ir smūgio į modulį neturi viršyti 60 s.
Gana įprasta naudoti 25 mm / 7,53 g ledo kamuoliukus.
Po bandymo dar kartą reikia patikrinti, ar nėra didelių krušos sukeltų defektų, taip pat tikrinamas Pmax (tik IEC 61215) ir izoliacijos varža.
Laboratorijų statistika rodo labai žemą šio bandymo nesėkmių procentą.
Švelnus mirkymas: apšvita(taikoma tik plonoms plėvelėms IEC 61646)
Tai yra kritinė išvada, kai priimamas galutinis plonasluoksnių modulių sprendimas. Tikslas - stabilizuoti plonos plėvelės modulių elektrines charakteristikas ilgą laiką veikiant apšvitai, kai bus atlikti visi bandymai, prieš patikrinant Pmax, palyginti su minimalia gamintojo nurodyta reikšme.
Bandymą galima atlikti esant natūraliems saulės spinduliams arba esant pastoviam saulės energijos treniruokliui.
Moduliai, esant varžinei apkrovai, yra apšvitinami 600–1000 W / m2 50 ° C ± 10 ° C temperatūros intervale, kol įvyks stabilizavimasis, kai matuojama Pmax iš dviejų iš eilės veikiančių ekspozicijos laikotarpių. ne mažiau kaip 43 kWh / m2kiekvienas patenkino sąlygą (Pmax - Pmin) / P (vidutinis)<>
Galiausiai, pastaba dėl IECEE pakartotinio bandymo gairių. Įdomu tai, kad nėra tiksliai apibrėžta, kas gali būti laikoma „ląstelių technologijos pokyčiu“ plonasluoksnėms medžiagoms, paliekant didelę pilką sritį skirtingų interpretacijų ir požiūrių tais atvejais, kai galima pasakyti apie „technologijos ir efektyvumo gerinimą“, „stabilizaciją“. tobulinimas “arba„ galios padidėjimas “. Ar tai yra „ląstelių technologijos pokyčių“ atvejai ir, jei taip, kokiu mastu ir kokius bandymus reikia pakartoti? Kaip rašoma šiandien, pakartotinio patikrinimo gairėse paliekamas kelias pratęsti ankstesnių pažymėjimų galiojimą (GG gt; 10%) paprasčiausiai pakartojant karštojo taško testą.
Pakartotinio bandymo gairių 2 pastaba cituoja „… Visiems bandiniams privalomas galutinis mirkymo bandymas 10.19 val.“, Tačiau praktikoje bandymo laboratorijos dažnai to nepaiso, nes jis padidina protingai padidintą galią neišbandydamas pagrindinio plonojo ploto aspekto. -filmo technologija: galios stabilizavimas.
Apibendrinant, šiame straipsnyje aprašytą bandymą IEC nustatė kaip minimalius eksploatacinių savybių bandymo reikalavimus, tačiau, kaip minėta pradžioje, taip pat reikia laikytis saugos projekto ir bandymo reikalavimų, nurodytų
IEC 61730-1 ir IEC 61730-2. Kadangi gamintojai stengiasi būti konkurencingesni rinkoje, dauguma dirba su sertifikavimo įstaiga, kad įrodytų, jog jų modulis buvo ištirtas bešališkai ir nešališkai. Jei perprojektavimo ar jų gamybos procesų metu įvyksta kokių nors pokyčių, sertifikavimo įstaigos naudoja „suderintas“ IECEE CB schemos pakartotinio bandymo gaires, kad nustatytų, kokius bandymus pakartoti prieš pratęsiant ankstesnius sertifikatus. Kalbant apie patikimumą, kai kurie žengia taip toli, kad pratęstų kombinuotų vidaus ir lauko patikimumo tikrinimo programų pratęsimą daugiau nei vieneriems metams.
Ponas Reganas Arndtas yra „TÜV SÜDs Photovoltaic Team“, esančio Fremonte, Kalifornijoje, Šiaurės Amerikos vadybininkas ir techninis sertifikatas. Jis baigė elektronikos inžineriją Pietų Albertos technologijos institute (SAIT) Kalgaryje, Albertoje, Kanadoje, ir turi daugiau nei 15 metų patirtį atliekant bandymus ir sertifikavimą fotoelektros, informacinių technologijų įrangos, telekomunikacijų ir elektrinės matavimo, valdymo įrangos srityse. ir laboratoriniam naudojimui. Reganas įgijo oficialius fotovoltinės konstrukcijos ir bandymų mokymus Pekino Kinijos mokslų akademijos atsinaujinančios energijos skyriuje. Su juo galima susisiekti rarndt @ tuvam.com.
Ing. Robertas Puto yra „TUV SUD“ fotovoltinių įrenginių pasaulinis direktorius. Jis turi elektronikos inžinerijos mokslų daktaro laipsnį Politecnico di Torino (Turino politechnikos universitetas), Italijoje, ir tarptautinio verslo vadybos magistro diplomą CEIBS - Šanchajuje, Kinijoje. Jis turi 15 metų patirtį išbandant ir sertifikuojant įvairius elektrinius gaminius, įskaitant fotoelektros įrenginius. Jis taip pat veikia kaip PV vyresnysis gaminių specialistas TÜV SÜD grupėje, turi PV techninio sertifikavimo statusą ir yra įgaliotas auditorius atliekant ISO IEC 17025 laboratorinius vertinimus.
