Sumber: incompliancemag
Industri fotovoltaik (PV) telah mengalami transformasi yang sangat cepat selepas tahun 2000 hasil daripada penemuan teknologi yang luar biasa, dari tahap bahan sehingga ke pembuatan modul berskala besar.
Dengan industri PV dijangka akan berkembang secara konsisten pada tahun yang akan datang, dua soalan utama akan menarik perhatian di kalangan pengendali pasaran:
1. apa yang membentuk modul "kualiti" yang baik?
2. Bagaimana "boleh dipercayai" Adakah ia berada dalam bidang?
Kedua-duanya, buat masa ini, kekal tidak terjawab dengan cara yang komprehensif.
Piawaian PV prestasi yang diterangkan dalam artikel ini, iaitu IEC 61215 (Ed. 2 – 2005) dan IEC 61646
(Ed. 2 – 2008), menetapkan urutan ujian tertentu, syarat dan keperluan untuk kelayakan Reka bentuk modul PV.
Kelayakan Reka bentuk ini dianggap mewakili keupayaan prestasi PV modul di bawah pendedahan yang berpanjangan kepada iklim Standard (ditakrifkan dalam IEC 60721-2-1). Selain itu, Terdapat beberapa piawaian lain (IEC 61730-1, IEC 61730-2
dan UL1703) yang menangani kelayakan Keselamatan untuk modul, tetapi kawasan ini akan ditangani dalam artikel akan datang.
Dalam bidang persijilan, kelayakan Reka bentuk adalah berdasarkan kepada jenis ujian mengikut IEC, EN atau Standard Kebangsaan lain.
Ia adalah bernilai menunjukkan ketakberkesesuaian istilah seperti "IEC Certificate," atau "IEC sijil," serta pengiklanan yang menggunakan logo IEC dan bukannya logo badan Pensijilan yang mengeluarkan pensijilan. IEC bukanlah sebuah badan Persijilan; Ia adalah singkatan untuk Jawatankuasa Elektroteknikal antarabangsa, sebuah organisasi piawaian antarabangsa.
Apabila jenis ujian digabungkan dengan pemeriksaan kilang berkala oleh sebuah badan persijilan, ini merupakan asas bagi sijil yang dikeluarkan oleh badan Persijilan (dengan itu mengandungi tanda/logo tertentu).
Ini mungkin merupakan satu tahap, kriteria standard untuk "kualiti asas." Walau bagaimanapun, istilah "kualiti" adalah terlalu generik dan sering disalahgunakan jika hanya berdasarkan kepada pematuhan IEC.
Satu lagi aspek sensitif "kualiti" modul ialah "kebolehpercayaan"-satu kebimbangan besar untuk kontraktor PV/pelabur.
Kebolehpercayaan tidak ditakrifkan atau dilindungi oleh piawaian IEC yang sedia ada. Kekurangan piawaian kebolehpercayaan adalah sebahagiannya disebabkan oleh hakikat bahawa, sehingga kini, tidak ada data statistik yang diperolehi daripada PV medan (walaupun "tertua" pepasangan PV masih perlu mencapai tempoh 20/25 tahun mereka sebagai jaminan).
Tetapi kedua-dua IEC 61215 dan IEC 61646 jelas menyatakan bahawa kebolehpercayaan tidak ditangani di dalamnya, maka kelayakan Reka bentuk kepada piawaian tersebut tidak menandakan kebolehpercayaan modul PV. Oleh itu, pakar daripada pengilang, rumah ujian dan badan piawaian akan datang bersama-sama dalam usaha untuk menghuraikan asas bagi Standard kebolehpercayaan PV. Draf pertama dijangka akan dijangkakan, Mudah-mudahan beberapa ketika dalam masa terdekat.
Waranti juga merupakan isu yang patut disebutkan. Ia adalah amalan biasa dalam pasaran untuk menjual/membeli modul PV yang dilindungi oleh jaminan 20 + tahun. Waranti ini sepatutnya meliputi operasi selamat (tiada elektrik, haba, mekanikal dan bahaya kebakaran) dan tahap prestasi yang boleh diterima, iaitu penurunan keluaran kuasa terhad (yang paling mengisytiharkan 1% Pmax kerugian setahun).
Setelah menjelaskan skop umum permohonan dan batasan dengan mengambil kira kualiti IEC 61215/61646, yang berikut menyediakan penerangan umum daripada ujian, menonjolkan mereka kepentingan penting untuk silikon garis (c-si) dan modul filem nipis fotovoltaik. Manakala IEC 61215 telah direka berdasarkan pengetahuan pepejal daripada teknologi silikon Kristal yang sedia ada, IEC 61646 terutamanya berasaskan teknologi silikon amorus (a-si). Oleh itu, teknologi yang agak baru seperti CIGS, CdTe, dan lain-lain membentangkan tingkah laku dan sensitiviti tertentu kepada pendedahan cahaya dan kesan haba memerlukan penjagaan dan pertimbangan tertentu semasa ujian.
Perbezaan dalam dua piawaian akan dinyatakan dalam teks iticized.
Kedua-dua piawaian memerlukan sampel untuk ujian diambil secara rawak dari kelompok pengeluaran selaras dengan IEC 60410.
Modul mesti dikeluarkan daripada bahan dan komponen tertentu dan tertakluk kepada proses jaminan kualiti pengeluar. Semua sampel mestilah lengkap dalam setiap perincian dan dibekalkan dengan arahan pemasangan/pemasangan pengilang.
Rajah 1 menghuraikan sifat ujian.
Pendekatan umum kedua-dua piawaian ini boleh diringkaskan dalam:
Menentukankecacatan visual utama."
Menentukanlulus/gagalkriteria.
Lakukanujian awalpada semua sampel.
Sampel Kumpulanuntuk menjalaniUrutan ujian.
Lakukanselepas ujian selepas ujian tunggalDanUrutan ujian(IEC 61215).
Lakukan ujian selepas ujian tunggalDanlampu terakhir selepas ujian jujukan(IEC 61646).
Cari "kecacatan visual utama"danSemak "Pas/gagal"Kriteria.
Rajah 1
Sampel yang berbeza pergi melalui jujukan ujian yang berbeza selari, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 2 dan 3.
Rajah 2: jujukan ujian kelayakan (IEC 61215)
Rajah 3: jujukan ujian (IEC 61646)
Lima "kecacatan visual utama" ditakrifkan dalam IEC 61215, manakala terdapat enam dalam IEC 61646(italicized adalah perbezaan dalam IEC 61646):
a) pecah, retak, atau yang terkoyak permukaan Luaran, termasuk superstrates, substrat, frame dan Junction kotak;
b) bengkok atau salah permukaan Luaran, termasuk superstrates, substrat, bingkai dan Simpang kotak sehingga tahap pemasangan dan/atau operasi modul akan terjejas;
c) retak dalam sel penyebaran yang boleh mengeluarkan lebih daripada 10% daripada kawasan sel itu dari litar elektrik modul;
c) lompang dalam, atau kakisan terlihat mana-mana lapisan filem nipis daripada litar aktif modul, memanjangkan lebih daripada 10% daripada mana-mana sel; (IEC 61646)
d) buih atau delaminations membentuk laluan berterusan antara mana-mana bahagian litar elektrik dan tepi modul;
e) kehilangan integriti mekanikal, sehingga bahawa pemasangan dan/atau operasi modul itu akan terjejas;
f) modul tanda (label) tidak lagi dilampirkan, atau maklumat tidak boleh dibaca. (IEC 61646)
Bersama-sama dengan 6 syarat "Pas/gagal":
a) penurunan kuasa output maksimum tidak melebihi had yang ditetapkan selepas setiap ujian atau 8% selepas setiap urutan ujian;
a) selepas itu, kuasa output maksimum di STC tidak kurang daripada 90% daripada nilai minimum yang ditentukan oleh pengilang. (IEC 61646)
b) tiada sampel telah mempamerkan sebarang litar terbuka semasa ujian;
c) tiada bukti visual kecacatan utama;
d) keperluan ujian penebat dipenuhi selepas ujian;
e) kebocoran basah keperluan ujian semasa dipenuhi pada permulaan dan akhir setiap turutan dan selepas ujian haba yang lembap;
f) keperluan khusus ujian individu dipenuhi.
Jika dua atau lebih sampel gagal mana-mana kriteria ujian ini, Reka bentuk ini dianggap gagal. Sekiranya salah satu sampel gagal dalam apa-apa ujian, dua sampel lain akan menjalani keseluruhan jujukan ujian yang berkenaan dari awal. Jika satu atau kedua-dua sampel baru ini juga gagal, Reka bentuk ini dianggap gagal memenuhi keperluan kelayakan. Jika kedua-dua sampel lulus urutan ujian, Reka bentuk dianggap memenuhi keperluan kelayakan.
Ambil perhatian:Kegagalan tertentu, walaupun pada satu sampel, boleh menjadi petunjuk masalah Reka bentuk yang serius yang memerlukan analisis kegagalan dan kajian semula Reka bentuk untuk mengelakkan pulangan dari bidang (masalah kebolehpercayaan). Dalam kes seperti ini, makmal harus menghentikan urutan ujian dan menjemput pengilang untuk melakukan analisis kegagalan terperinci, mengenal pasti punca dan menetapkan tindakan pembetulan yang perlu sebelum mengemukakan sampel yang diubahsuai untuk ujian semula.
Perbezaan dalam item a) antara IEC 61215 dan IEC 61646 mengenai penurunan Pmax bernilai mengulas.
Dalam IEC 61215, penurunan Pmax tidak akan lebih daripada 5% daripada Pmax awal diukur pada permulaan setiap ujian tunggal, dan tidak lebih daripada 8% selepas setiap urutan ujian.
Dalam IEC 61646 terdapat dua elemen penting:
1. takrif minimum Pmax (diperolehi daripada Pmax ± t yang ditandakan (%) pada label pengkadaran, di mana t (%) menunjukkan toleransi pengeluaran).
2. Semua sampel hendaklah menjalani rendaman ringan dan mesti menunjukkan Pmax yang terakhir di atas ≥ 0.9 x (Pmax – t (%)).
Dalam erti kata lain, IEC 61646 terbengkalai kriteria penurunan Pmax selepas ujian tunggal (-5%) dan jujukan ujian (-8%) digunakan dalam IEC 61215, dan sebaliknya bergantung pada memeriksa penurunan Pmax dengan merujuk kepada penilaian kuasa selepas semua ujian telah selesai dan sampel yang direndam dengan cahaya.
Satu lagi perbezaan adalah bahawa IEC 61215 memerlukan semua sampel untuk menjadi "pra-bilik" dengan mendedahkan mereka (terbuka-litar) kepada jumlah 5.5 kWj/m2.
Tidak ada keperluan dalam IEC 61646 dengan tujuan mengelakkan kesan khusus yang prehawa boleh mempunyai teknologi filem nipis yang berbeza. Beberapa teknologi filem nipis adalah lebih sensitif kepada penurunan cahaya yang berpunca, manakala yang lain adalah lebih sensitif kepada kesan haba yang gelap. Oleh itu, ujian awal adalah satu pendekatan yang tidak seragam untuk menilai perubahan melalui urutan ujian. Sebaliknya, IEC 61646 menyeru untuk rendaman cahaya akhir pada semua sampel selepas urutan alam sekitar dan untuk sampel kawalan, dan mengukur Pmax terakhir untuk menilai sama ada penurunan boleh diterima dengan merujuk kepada nilai minimum yang berkadar bagi Pmax.
Di sini mengikuti penerangan ringkas mengenai ujian.(Perbezaan dalam IEC 61646 akan menunjukkan italicized.)
Pemeriksaan visual: biasanya merupakan pemeriksaan diagnostik.
Tujuannya adalah untuk mengesan mana-mana "kecacatan visual utama" yang ditakrifkan di atas dengan memeriksa modul di kawasan yang baik diterangi (1000 Lux).
Ia diulangi beberapa kali sepanjang semua urutan ujian dan dijalankan lebih daripada mana-mana ujian lain.
Kuasa maksimum (Pmax): biasanya merupakan parameter prestasi.
Ia juga dilakukan beberapa kali sebelum dan selepas ujian pelbagai persekitaran. Ia boleh dilakukan sama ada dengan simulator matahari atau di luar.
Walaupun Standard memberikan kemungkinan untuk melaksanakan ujian untuk pelbagai suhu sel (25 ° c hingga 50 ° c) dan tahap sinaran (700 W/m2 hingga 1,100 W/m2), ia adalah amalan biasa di kalangan makmal PV untuk melaksanakannya di apa yang dipanggil keadaan ujian Standard (STC). Mengikut definisi, STC sepadan dengan: 1000 W/m2, 25 ° c suhu sel, dengan rujukan solar spektrum sinaran dipanggil air jisim 1.5 (AM 1.5), seperti yang ditakrifkan dalam IEC 60904-3.
Kebanyakan makmal menggunakan ujian dalaman dengan simulator solar yang mempunyai spektrum yang hampir mungkin kepada AM 1.5. Ciri dan penyelewengan solar simulator dari Standard AM 1.5 boleh dikelaskan mengikut IEC 60904-9. Ramai pembekal simulator solar menawarkan sistem yang dikelaskan pada penarafan tertinggi yang mungkin: AAA, di mana huruf pertama menunjukkan kualiti spektrum, huruf kedua; keseragaman sinaran di kawasan ujian dan Surat ketiga; kestabilan duniawi sinaran. Pengelasan simulator solar boleh didapati dalam IEC 60904-9:2007.
Ambil perhatian:Deklarasi kendiri oleh pembekal tidak semestinya merupakan bukti kebolehkesanan ukuran kepada
Skala PV Sedunia.
Pengukuran Pmax yang betul dan boleh dikesan kepada skala PV dunia adalah amat penting. Bukan sahaja ia salah satu kriteria Pas/gagal, tetapi nilai yang diukur juga boleh digunakan oleh pengguna akhir sebagai penunjuk prestasi untuk penilaian hasil kuasa.
Kedua-dua piawaian ini menetapkan beberapa keperluan ketepatan untuk pengukuran suhu, voltan, semasa dan sinaran.
Ia adalah penting untuk mengambil perhatian repeatability yang diperlukan untuk pengukuran kuasa dalam IEC 61215 adalah semata-mata ± 1%.
Tidak ada sebutan keperluan itu dalam IEC 61646, mungkin disebabkan oleh yang terkenal "ketidakstabilan" dan "repeatability" masalah teknologi filem nipis yang berbeza. Sebaliknya, IEC 61646 mempunyai pengesyoran umum:
"Setiap usaha harus dibuat untuk memastikan bahawa pengukuran kuasa puncak dibuat di bawah keadaan operasi yang sama, iaitu, meminimumkan magnitud pembetulan dengan membuat semua ukuran kuasa puncak pada modul tertentu pada kira-kira suhu yang sama dan sinaran."
Satu lagi faktor penting yang menyumbang kepada ketepatan ukuran Pmax, terutamanya untuk filem nipis, adalah tidak sepadan spektrum antara sel rujukan yang digunakan oleh makmal dan teknologi tertentu di bawah ujian.
Rintangan penebat: adalah ujian keselamatan elektrik.
Tujuannya adalah untuk menentukan sama ada modul mempunyai penebat elektrik yang mencukupi antara bahagian yang dibawa sekarang dan bingkai (atau dunia luar). A Tester kekuatan dielektrik digunakan untuk menggunakan sumber voltan DC sehingga 1000 V ditambah dua kali voltan sistem maksimum. Selepas ujian, tidak akan ada kerosakan, mahupun mana-mana pengesanan permukaan. Untuk modul dengan kawasan yang lebih besar daripada 0.1 m2, rintangan tidak boleh kurang daripada 40 MΩ untuk setiap meter persegi.
Ujian semasa kebocoran basah: adalah ujian keselamatan elektrik.
Tujuannya adalah untuk menilai penebat modul terhadap penembusan kelembapan di bawah keadaan operasi basah (hujan, kabus, Dew, salji yang cair), untuk mengelakkan kakisan, kerosakan tanah dan dengan itu bahaya kejutan elektrik.
Modul ini tenggelam dalam tangki cetek kepada kedalaman yang meliputi semua permukaan kecuali kemasukan kabel kotak yang tidak direka untuk rendam (lebih rendah daripada IPX7). Voltan ujian digunakan di antara penyambung output dan peralatan mandi air sehingga voltan sistem maksimum modul selama 2 minit.
Rintangan penebat tidak kurang daripada 40 MΩ untuk setiap meter persegi untuk modul dengan kawasan yang lebih besar daripada 0.1 m2.
Ia adalah penting untuk mengetahui bahawa penyambung mengawan perlu direndam dalam penyelesaian semasa ujian dan ini di mana Reka bentuk penyambung yang salah boleh menjadi punca keputusan yang penting gagal.
Ambil perhatian:Kegagalan ujian semasa kebocoran basah kerana penyambung yang rosak bukanlah satu peristiwa yang jarang berlaku, dan oleh itu, ia pasti mewakili bahaya sebenar bagi pengendali di lapangan. Terdapat No penyambung PV alamat Standard IEC, tetapi terdapat harmoni Eropah Standard (EN 50521). Penyambung yang disahkan ke EN 50521 telah menjalani ujian yang teruk, termasuk kitaran haba (200) dan haba lembap (1000 jam), dan ia boleh digunakan sebagai kriteria untuk memilih pembekal. Walau bagaimanapun, ujian dengan modul akan mempunyai kata muktamad. Menjaga penyambung yang tertutup yang dibekalkan dengan kotak Simpang adalah satu tugas yang halus untuk pengeluar modul PV. "Mudah" perubahan pembekal penyambung dengan reka bentuk yang berbeza boleh mewakili risiko utama untuk ujian semasa kebocoran basah.
Ujian semasa kebocoran basah adalah kedudukan sebagai salah satu kegagalan yang paling berlaku dalam kelulusan PV di makmal ujian. Apabila kegagalan tidak disebabkan oleh isu penyambung (seperti yang disebutkan di atas), kegagalan yang paling mungkin berlaku selepas ujian haba yang lembap dan/atau ujian kelembapan berkelam untuk modul yang mempunyai masalah dengan lamasi dan proses kedap tepi semasa pengeluaran.
Pekali suhu: adalah parameter prestasi.
Tujuannya adalah untuk menentukan suhu pekali semasa litar pintas ISC (α), voltan litar terbuka VOC (β)
dan kuasa maksimum (Pmax) (δ) dari ukuran modul. Pekali yang ditentukan hanya sah pada sinaran di mana ukuran dibuat (iaitu 1000 W/m2bagi kebanyakan makmal menggunakan simulator solar).
Untuk modul dengan api yang dikenali ke atas julat sinaran tertentu mengikut IEC 60891, pekali yang dikira boleh dianggap sah atas julat sinaran itu.
IEC 61646 adalah lebih "berhati-hati" dan membuat nota tambahan mengenai modul filem nipis, yang pekali suhu mungkin bergantung kepada sinaran dan sejarah haba modul... Tetapi dari sudut ujian, pekali suhu kotak ujian hanya diletakkan di bawah jujukan ujian sebelah kiri pertama (Gamb. 3). The "sejarah irsinaran dan haba" sampel itu terdiri daripada "perjalanan" yang diambil untuk sampai ke makmal, keadaan persekitaran di mana ia disimpan, ujian awal, dan akhirnya ujian pendedahan luar (60 kWj/m2).
Dua kaedah digunakan untuk pengukuran dengan simulator solar:
1. semasa Pemanasan modul atau
2. penyejukan ke bawah modul;
sepanjang tempoh 30 ° c (misalnya,25 ° c – 55 ° c), dan pada setiap selang 5 ° c, simulator matahari mengambil ukuran I-V (ISC, VOC, Pmax tidak digambarkan, tetapi diukur semasa sapu I-V) termasuk ISC, VOC dan Pmax.
Nilai ISC, VOC dan Pmax adalah diplot sebagai fungsi suhu bagi setiap set data. Pekali α, β dan δ dikira dari lereng garis lurus yang paling bawah dua-minit untuk tiga fungsi diplot
Memandangkan tahap sinaran tertentu, ia harus diperhatikan bahawa β (untuk VOC) dan δ (untuk Pmax) adalah dua yang paling sensitif kepada perubahan suhu. Mereka berdua mempunyai tanda "-", merujuk bahawa pengurangan VOC dan Pmax dengan suhu yang semakin meningkat, manakala α (untuk ISC) mempunyai tanda "+", walaupun banyak nilai yang lebih kecil daripada β dan δ. Kesemua tiga pekali boleh dinyatakan sebagai peratusan relatif dengan membahagikan α yang dihitung, β, dan δ dengan nilai ISC, VOC dan Pmax pada 25 ° c (1000 W/m2).
Pekali suhu adalah parameter prestasi yang sering digunakan oleh pengguna akhir untuk mensimulasikan hasil tenaga modul dalam iklim panas. Seseorang mesti ingat bahawa mereka adalah sah pada 1000 W/m2tahap sinaran yang digunakan di dalam makmal kecuali pada bahagian modul pada tahap sinaran yang berbeza telah terbukti.
Suhu sel operasi nominal (NOCT): adalah parameter prestasi.
NOCT ditakrifkan untuk modul rak terbuka yang dipasang dalam persekitaran rujukan standard yang berikut:
sudut condong: 45 ° dari mendatar
Jumlah sinaran: 800 W/m2
suhu ambien: 20 ° c
kelajuan angin: 1 m/s
Tiada beban elektrik: litar terbuka
NOCT boleh digunakan oleh pereka sistem sebagai panduan kepada suhu di mana modul akan beroperasi di lapangan dan oleh itu parameter yang berguna apabila membandingkan prestasi Reka bentuk modul yang berbeza. Walau bagaimanapun,
suhu operasi sebenar secara langsung bergantung kepada struktur pemasangan, Sinaran, kelajuan angin, suhu ambien, pantulan dan pelepasan dari tanah dan objek berhampiran, dan lain-lain.
Apa yang dipanggil "kaedah utama" untuk menentukan NOCT adalah kaedah pengukuran luaran yang digunakan oleh kedua-dua IEC 61215 dan IEC 61646, dan universal terpakai untuk semua modul PV. Dalam kes modul yang tidak direka untuk memasang rak terbuka, kaedah utama boleh digunakan untuk menentukan keseimbangan bermakna sel solar Junction suhu, dengan modul yang dipasang seperti yang disyorkan oleh pengilang.
Persediaan ujian memerlukan pembalakan data dan pemilihan untuk Sinaran (pyronameter), suhu ambien (sensor suhu), suhu sel (termopasangan yang dilampirkan di bahagian belakang modul yang sepadan dengan dua sel Pusat), kelajuan angin (Sensor kelajuan) dan arah angin (sensor arah). Semua kuantiti ini hendaklah dalam jangka masa tertentu untuk diterima untuk pengiraan NOCT.
Satu set minimum 10 mata data yang boleh diterima yang diambil sebelum dan selepas ' tengah hari Suria ' digunakan untuk pengiraan NOCT akhir.
Pendedahan luar: adalah ujian sinaran.
Tujuan tersebut adalah penilaian awal keupayaan modul untuk memberi pendedahan kepada keadaan luar. Walau bagaimanapun, ia hanya melibatkan pendedahan untuk total 60 kWj/m2yang agak pendek tempoh masa untuk membuat apa-apa pertimbangan tentang sepanjang hayat modul.
Sebaliknya, ujian ini boleh menjadi satu penunjuk berguna masalah yang mungkin tidak dapat dikesan oleh ujian makmal yang lain.
IEC 61215 memerlukan penurunan kuasa maksimum (Pmax) tidak melebihi 5% daripada nilai permulaan.
IEC 61646 memerlukan kuasa maksimum (Pmax) tidak menjadi lebih rendah daripada yang ditandakan "Pmax-t%."
Manakala modul c-si yang berhawa lama mengikut IEC 61215 (5.5 kWj/m2) jangan tunjukkan criticality dengan ujian ini, teknologi filem nipis tertentu mungkin mengalami lebih banyak masalah. Sebabnya boleh dijelaskan dengan fakta bahawa dalam IEC 61646, yang diukur Pmax selepas 60 kWj/M2 pendedahan mesti lebih tinggi daripada yang bertanda "Pmax-t% oleh pengilang. Sampel ini adalah di bawah urutan ujian pertama, di mana satu-satunya "Sejarah" adalah ujian awal dan pendedahan luar bagi jumlah 60 kWj/M2 di bawah pelbagai keadaan iklim lebih 24 jam bergantung kepada lokasi makmal. Pengetahuan yang kukuh teknologi di bawah ujian oleh pengilang dari segi penurunan ringan, sensitiviti kepada haba, kelembapan dan sebagainya adalah penting untuk menentukan dengan betul Pmax dan lulus ujian.
Daya tahan panas-spot: adalah ujian haba/diagnostik.
Tujuannya adalah untuk menentukan keupayaan modul untuk menahan Pemanasan tempatan yang disebabkan oleh retak, sel tidak sepadan, kegagalan sambungtara, sebahagian shadterhutang atau soiling.
Pemanasan tempat panas berlaku apabila arus operasi modul melebihi yang dikurangkan litar pintas semasa sel rosak (atau dibayangi). Ini akan memaksa sel (s) ke dalam keadaan bias terbalik apabila ia menjadi beban yang Avalon haba. Fenomena tompok panas yang serius boleh menjadi dramatik seperti terbakar secara terang-terangan semua lapisan, keretakan atau pemecahan kaca. Ia adalah penting untuk ambil perhatian bahawa walaupun di bawah kurang keadaan tempat panas yang teruk, dengan campur tangan bypass diode, sebahagian (juga dikenali sebagai rentetan) modul yang dikecualikan itu menyebabkan penurunan yang wajar dalam output kuasa modul.
Pendekatan untuk mensimulasikan yang realistik-keadaan spot panas Fasal yang relevan 10.9 di IEC 61215 sentiasa diperdebatkan.
Ia diterima baik oleh Makmal ujian utama bahawa versi terkini daripada kaedah Hot-spot tidak mewakili, tidak mampu untuk mewakili keadaan panas yang sebenar. Satu kaedah yang lebih baik Hot-spot telah digubal dalam TC82 dari IEC dan dijangka menjadi normatif dengan 3RdEdisi IEC 61215 pada tahun 2010. Sesetengah makmal ujian telah memutuskan untuk telah menggunakan kaedah yang dipertingkatkan.
Maklumat lanjut dan Penerangan akan disediakan dalam artikel masa depan.
Walaupun statistik kadar kegagalan di makmal yang berbeza mungkin berbeza, Hot spot masih muncul di antara 5 kegagalan yang paling kerap untuk kedua-dua modul filem c-si dan nipis.
Bypass diode: adalah ujian haba.
Bypass Diod adalah aspek yang sangat penting Reka bentuk modul. Ia adalah satu komponen kritikal yang menentukan perilaku terma modul di bawah keadaan panas-spot dan oleh itu juga secara langsung menjejaskan kebolehpercayaan dalam bidang.
Kaedah ujian ini memerlukan melampirkan termobeberapa kepada badan diode (s), Pemanas modul sehingga 75 ° c ± 5 ° c dan memohon semasa yang sama dengan litar pendek ISC semasa diukur di STC untuk 1hr.
Suhu setiap badan Diod telah diukur (tcase) dan suhu Simpang (Jardim) dikira
menggunakan Formula menggunakan spesifikasi yang disediakan oleh pengilang Diod (RTHjc = malar disediakan oleh Diod pengeluar yang berkaitan dengan Jardim kepada tcase, biasanya parameter Reka bentuk, dan UD = Diod voltan, ID = Diod semasa).
Kemudian semasa meningkat kepada 1.25 kali semasa litar pintas semasa modul ISC seperti yang diukur di STC untuk jam lain manakala mengekalkan suhu modul pada suhu yang sama.
Diod masih akan tetap beroperasi.
Kegagalan bypass Diod ujian masih berlaku dengan frekuensi tertentu yang disebabkan oleh mana-mana yang berlebihan oleh pengilang Diod atau konfigurasi elektrik yang tidak betul berkenaan dengan ISC modul oleh pengeluar modul.
Dalam kebanyakan kes, Diod bypass dibekalkan sebagai komponen yang diperbadankan di dalam kotak persimpangan keseluruhan perhimpunan (persimpangan kotak + kabel + penyambung). Oleh itu, ia adalah kepentingan kritikal untuk memastikan bahawa komponen kecil ini telah diperiksa dengan teliti semasa kawalan barangan masuk oleh pengeluar modul.
UV prehawa: ujian sinaran.
Tujuannya adalah untuk mengenal pasti bahan yang terdedah kepada kemusnahan ultra Violet (UV) sebelum kitaran haba dan ujian pembekuan kelembapan dilakukan.
IEC 61215 perlu tertakluk kepada modul jumlah sinaran UV 15 kWj/m2di rantau (UVA + UVB)
(280 NM – 400 NM), dengan sekurang-kurangnya 5 kWj/m2, iaitu 33% di rantau UVB (280 NM – 320 NM), sambil mengekalkan modul pada 60 ° c ± 5 ° c.
(IEC 61646 memerlukan bahagian UVB 3% hingga 10% daripada jumlah sinaran UV). Syarat ini kini telah harmoni juga untuk IEC 61215 oleh lembaran keputusan CTL n. 733 dalam skim IECEE CB.
Salah satu aspek kritikal dalam setup kamar UV ini mempunyai kebolehkesanan dan sensor UVB yang memastikan bahawa ia juga pada suhu operasi 60 ° c ± 5 ° c semasa masih beroperasi dengan betul semasa masa pendedahan yang panjang dalam kamar panas UV.
Kadar kegagalan yang rendah bagi ujian pendedahan UV dalam makmal PV boleh dijelaskan dengan jumlah yang agak rendah radiasi UV berbanding pendedahan sebenar sepanjang hayat modul.
Haba TC200 Berbasikal (200 kitaran): adalah ujian alam sekitar.
Ujian ini mempunyai tujuan untuk simulasi tekanan haba terhadap bahan akibat perubahan suhu yang melampau. Paling kerap, penggunaan sambungan yang dicabar di dalam Laminat disebabkan oleh pengembangan terma pekali yang berbeza dari pelbagai bahan yang merangkumi. Ini mungkin mengakibatkan kegagalan untuk kecacatan besar, bagi kemusnahan Pmax, gangguan litar elektrik, atau ujian penebat.
IEC 61215 memerlukan suntikan semasa dalam ± 2% daripada semasa diukur pada kuasa puncak (IMP) apabila suhu modul melebihi 25 ° c.
Tidak ada suntikan semasa untuk IEC 61646, Walau bagaimanapun kesinambungan litar elektrik perlu dipantau (beban yang kecil boleh memadai).
Modul ini tertakluk kepada had suhu Berbasikal – 40 ° c ± 2 ° c dan + 85 ° c ± 2 ° c dengan profil dalam Rajah 4.
Kadar kegagalan bagi TC200 boleh setinggi 30-40%. Jika gabungan dengan haba yang lembap, dalam sesetengah makmal, kedua-dua boleh mempunyai akaun untuk lebih daripada 70% daripada jumlah keseluruhan kegagalan untuk modul c-si.
TC200 kadar kegagalan adalah lebih rendah untuk filem nipis, tetapi masih bernilai perhatian pengilang.
Pembekuan kelembapan: adalah ujian alam sekitar.
Tujuannya adalah untuk menentukan keupayaan modul untuk menahan kesan suhu tinggi yang digabungkan dengan kelembapan diikuti suhu yang amat rendah.
Modul ini tertakluk kepada 10 kitaran lengkap mengikut profil harmoni dalam Rajah 5 (IEC 61646).
Relatif keperluan kelembapan RH = 85% ± 5% hanya terpakai pada 85 ° c.
Selepas ujian ini, Modul itu dibenarkan untuk berehat di antara 2 dan 4 jam sebelum pemeriksaan visual, kuasa output maksimum dan rintangan penebat diukur.
Kadar kegagalan ujian ini kekal dalam julat 10-20%.
Keteguhan daripada istilah: adalah ujian mekanikal.
Untuk menentukan keteguhan ke atas modul, yang boleh wayar, Terbang petunjuk, skru, atau bagi sebahagian besar kes, penyambung PV (jenis C). Persidangan ini menjalani ujian stres yang simulasi perhimpunan biasa dan pengendalian melalui pelbagai kitaran dan tahap kekuatan tegangan dan ujian lentur dan tork seperti yang dirujuk dalam standard yang lain, IEC 60068-2-21.
DH1000 haba lembap (1000 jam): adalah ujian alam sekitar.
Tujuannya adalah untuk menentukan keupayaan modul untuk menahan pendedahan jangka panjang kepada penembusan kelembapan dengan menggunakan 85 ° c ± 2 ° c dengan kelembapan relatif 85% ± 5% untuk 1000 jam.
DH1000 adalah yang paling "malign" dan pada senarai tertinggi kadar kegagalan dalam beberapa makmal perakaunan sehingga 40-50% daripada jumlah kegagalan untuk modul c-si. Kadar kegagalan yang sama boleh diperhatikan untuk DH1000 juga dengan filem nipis.
Keterukan ujian ini terutamanya mencabar proses lamangan dan pengedap dari kelembapan. Kecelaruan penting dan kakisan bahagian sel boleh diperhatikan akibat penembusan kelembapan. Walaupun dalam kes tidak ada kecacatan utama dikesan selepas DH1000, modul telah ditekankan kepada titik bahawa ia menjadi "rapuh" untuk ujian beban mekanikal seterusnya.
Ujian beban mekanikal
Ini ujian loading adalah untuk menyiasat keupayaan modul untuk menahan Angin, salji, beban statik atau ais.
Beban mekanikal datang selepas haba yang lembap dan oleh itu dilakukan pada sampel yang telah mengalami tekanan persekitaran yang teruk.
Aspek paling kritikal dalam ujian ini adalah berkaitan dengan pemasangan modul mengikut arahan pemasangan pengilang, iaitu menggunakan titik penetapan yang dihasratkan oleh modul pada struktur pemasangan dengan yang dimaksudkan antara mata ini, dan menggunakan aksesori pemasangan yang sesuai, jika ada (Nut, Bolts, Pengapit, dll).
Beberapa kes yang besar dan tidak mempunyai pelbagai modul filem nipis adalah kebimbangan kritikal berkenaan dengan syarat di atas.
Jika penjagaan tidak diambil mengenai pemasangan yang betul, satu kekal dengan soalan sama ada kegagalan itu disebabkan oleh masalah struktur atau kerana teknik pemasangan yang tidak sesuai.
Satu lagi aspek yang akan dipertimbangkan ialah keseragaman beban Gunaan ke atas permukaan modul. Piawaian ini memerlukan beban yang digunakan "secara beransur-ansur, cara seragam" tanpa menjelaskan bagaimana untuk memeriksa keseragaman.
2,400 PA digunakan (yang equates kepada tekanan angin 130 km/jam) selama 1 jam pada setiap muka modul.
Jika modul itu layak untuk menahan pengumpulan yang berat salji dan ais, beban yang digunakan pada bahagian depan modul semasa kitaran terakhir ujian ini meningkat dari 2,400 PA hingga 5,400 PA.
Pada akhirnya tidak akan ada kecacatan visual utama, tiada litar terbuka berselang-seli yang dikesan semasa ujian. Juga Pmax (untuk IEC 61215 sahaja) dan rintangan penebat diperiksa selepas ujian ini.
Kesan Hail: adalah ujian mekanikal.
Untuk mengesahkan bahawa modul mampu untuk menjejaskan kesan daripada batu hailyang pada suhu ~-4 ° c. Peralatan ujian adalah pelancar unik yang mampu untuk mengejaan pelbagai berat bola ais di kelajuan yang ditentukan untuk memukul modul pada 11 lokasi kesan tertentu +/-perbezaan jarak 10 mm. (Jadual 1)
Masa di antara penyingkiran bola ais dari bekas storan sejuk dan kesan pada modul tidak boleh melebihi 60 s.
Ia adalah amalan yang agak biasa untuk menggunakan bola ais 25 mm/7.53 g.
Sekali lagi, selepas ujian satu perlu menyemak jika terdapat sebarang kecacatan utama yang disebabkan oleh batu haildan juga Pmax (untuk IEC 61215 sahaja) dan rintangan penebat diperiksa.
Statistik makmal menunjukkan kadar kegagalan yang sangat rendah untuk ujian ini.
Cahaya-rendaman: sinaran(hanya terpakai untuk filem nipis IEC 61646)
Ini adalah satu laluan kritikal untuk Pas akhir/gagal keputusan modul filem nipis. Tujuannya ialah untuk menstabilkan ciri elektrik modul filem nipis dengan cara pendedahan yang berpanjangan kepada sinaran selepas semua ujian telah selesai sebelum memeriksa Pmax terhadap nilai minimum seperti yang ditandakan oleh pengilang.
Ujian ini boleh dilakukan di bawah cahaya matahari semula jadi atau di bawah simulator solar negara yang kukuh.
Modul, di bawah keadaan beban yang lebih tegas, diletakkan di bawah sinaran antara 600 – 1000 W/m2 dalam lingkungan suhu 50 ° c ± 10 ° c sehingga penstabilan berlaku yang apabila ukuran Pmax dari dua tempoh berturut-turut pendedahan sekurang-kurangnya 43 kWj/m2Setiap satu berpuas hati keadaan (Pmax – Pmin)/P (purata)<>
Akhir sekali, Nota mengenai garis panduan ujian semula IECEE. Menariknya, ia tidak ditakrifkan dengan baik apa yang boleh dianggap sebagai "perubahan dalam teknologi sel" untuk filem nipis, dengan itu meninggalkan kawasan kelabu besar tafsiran dan pendekatan yang berbeza dalam kes di mana seseorang boleh menyatakan "peningkatan teknologi dan kecekapan," "peningkatan penstabilan," atau "peningkatan output kuasa." Adakah kes ini "perubahan dalam teknologi sel" dan jika Ya, setakat apa dan ujian apa yang perlu diulang? Seperti yang dibaca hari ini, garis panduan uji semula meninggalkan laluan untuk melanjutkan pensijilan sebelumnya naik kuasa (> 10%) dengan hanya mengulangi ujian spot panas.
Nota 2 daripada garis panduan uji semula sebut harga "... Lampu terakhir rendaman 10.19 ujian adalah wajib untuk semua sampel ujian, "tetapi dalam amalan ia sering diabaikan oleh Makmal ujian dengan hasil daripada meluaskan kuasa yang semakin meningkat tanpa meletakkan di bawah ujian aspek utama teknologi filem nipis: penstabilan kuasa.
Secara ringkasnya, ujian yang diterangkan dalam artikel ini ditentukan oleh IEC sebagai keperluan minimum untuk ujian prestasi tetapi seperti yang dinyatakan pada permulaan, seseorang mesti juga mematuhi keperluan Reka bentuk Keselamatan dan ujian dalam
IEC 61730-1 dan IEC 61730-2. Sebagai pengilang berusaha untuk menjadi lebih berdaya saing di pasaran, kebanyakan bekerja dengan sebuah badan Persijilan untuk membuktikan bahawa modul mereka telah menjalani program ujian yang adil, tidak berat sebelah. Jika apa-apa perubahan berlaku semasa Reka bentuk semula atau proses pengeluaran, badan Persijilan menggunakan garis panduan ujian ' harmoni ' IECEE CB untuk menentukan ujian apa yang perlu diulang sebelum melanjutkan pensijilan sebelumnya. Berkenaan dengan kebolehpercayaan, ada yang akan setakat untuk menjalankan pelanjutan program pengujian kebolehpercayaan dalaman dan luaran yang lebih besar daripada satu tahun.
Encik Regan Arndt adalah Pengurus Amerika Utara dan Persijilan teknikal untuk TÜV SÜDs fotovoltaik Team yang terletak di Fremont, CA. Beliau berkelulusan Kejuruteraan Elektronik di Institut Teknologi Southern Photovoltaics (SAIT) di Calgary, Amerika Syarikat dan mempunyai lebih 15 tahun pengalaman dalam ujian dan pensijilan dalam bidang, peralatan teknologi maklumat, telekomunikasi dan peralatan elektrik untuk pengukuran, kawalan, dan penggunaan makmal. Regan mendapat latihan formal untuk Reka bentuk fotovoltaik dan pengujian di Jabatan tenaga boleh diperbaharui di Akademi Sains Beijing China. Dia boleh dihubungi di rarndt @tuvam. com.
Dr. ING. Robert Puto adalah Pengarah global Photovoltacs di TUV SUD. Beliau memiliki Ijazah Doktor dalam jurusan Kejuruteraan Elektronik dari Politecnico di Torino (Universiti Politeknik Torino), Itali dan Diploma Sarjana Pengurusan Perniagaan Antarabangsa dari CEIBS-Shanghai, China. Beliau mempunyai 15 tahun pengalaman dalam ujian dan pensijilan pelbagai produk elektrik termasuk photovoltaics. Beliau juga bertindak sebagai pakar produk kanan PV dalam TÜV SÜD Group, mempunyai status Persijilan teknikal untuk PV, dan adalah juruaudit yang diberi kuasa untuk penilaian makmal ISO IEC 17025.
