Allikas: incompliancemag
Fotogalvaaniline (PV) tööstus on kogenud uskumatult kiire ümberkujundamine pärast 2000 tulemusena erakorralise tehnoloogia läbimurret, alates materjali tasandil kuni suuremahulise mooduli tootmine.
Mis fotoelektriliste toodete tööstuse peaks kasvama järjepidevalt lähiaastatel, kaks peamist küsimust on katmine tähelepanu turuosaliste:
1. Mis on "hea kvaliteediga" moodul?
2. Kui usaldusväärne see valdkonnas on?
Mõlemad jäävad praegu terviklikult vastuseta.
Käesolevas artiklis kirjeldatud pv-standardid, nimelt IEC 61215 (Ed. 2 – 2005) ja IEC 61646
(Ed.2 – 2008), kehtestada konkreetsed katseseeriad, tingimused ja nõuded fotoelektriliste toodete mooduli projekteerimiseks.
Projekteerimiskvalifitseerumine loetakse fotoelektriliste mooduli teostusvõimeteks pikaajalisel kokkupuutel standardkliimaga (määratletud standardkliimaga (määratletud standardis IEC 60721-2-1). Lisaks on veel mitmeid standardeid (IEC 61730-1, IEC 61730-2
ja UL1703), mis käsitlevad mooduli ohutusalaseid kvalifikatsioone, kuid seda valdkonda käsitletakse tulevases artiklis.
Sertifitseerimise valdkonnas põhineb projekteerimiskvalifikatsioon tüübikatsetusel vastavalt IEC, EN või muudele riiklikele standarditele.
Tasub märkida selliste terminite nagu IEC sertifikaat või IEC sertifikaat, sobimatus ning reklaami, mis kasutab sertifitseerimise välja andnud sertifitseerimisasutuse logo asemel IEC logo. IEC ei ole sertifitseerimisasutus; see on rahvusvahelise elektrotehnikakomitee lühend, rahvusvaheline standardimisorganisatsioon.
Kui sertifitseerimisasutus kombineerib tüübikatsetuse korrapäraste tehasekontrollidega, on see aluseks kõnealuse sertifitseerimisasutuse väljastatud sertifikaatidele (millel on seega nende erimärk/logo).
See võib mingil määral olla "põhikvaliteedi" standardkriteerium. Termin "kvaliteet" on siiski liiga üldine ja seda kasutatakse sageli vääralt, kui see põhineb ainult IEC nõuetele vastavusel.
Teine tundlik tahk "kvaliteet" on mooduli "usaldusväärsus" - suur mure PV töövõtjad / investorid.
Usaldusväärsust ei määratleta ega hõlma olemasolevad IEC standardid. Usaldusväärsuse standardite puudumine on osaliselt tingitud asjaolust, et siiani ei ole fotoelektrilistelt väljadelt kogutud piisavalt statistilisi andmeid (isegi "vanimad" fotoelektriliste seadmete puhul tuleb veel saavutada oma 20/25-aastane eluiga garantii alusel).
Kuid nii IEC 61215 kui ka IEC 61646 on selgelt sätestanud, et selles ei ole usaldusväärset tähelepanu, seega ei tähenda nende standardite konstruktsiooni kvalifikatsioon fotoelektriliste moodulite usaldusväärsust. Seetõttu eksperdid tootjad, katsetamine majad ja standardimisasutused on kokku tulnud jõupingutusi, et töötada välja alus PV usaldusväärsuse standard. Oodata on esimest eelnõud, loodetavasti millalgi lähitulevikus.
Garantii on ka küsimus, mis väärib mainimist. Turul on tavaline müüa/osta fotoelektriliste moodulite kohta 20+ aasta garantiiga hõlmatud fotoelektrimooduleid. Garantii peaks hõlmama ohutut tööd (elektri-, soojus-, mehaanilisi ja tulega seotud ohte) ja vastuvõetavat toimivustaset, st piiratud võimsuse halvenemist (enamik deklareerib 1% Pmax kadu aastas).
Pärast iec 61215/61646 kvaliteedi üldist kohaldamisala ja kvaliteedi piiramist kirjeldatakse järgnevalt katsete üldist kirjeldust, rõhutades kristallilise räni (c-Si) ja õhukeste kilega fotogalvaaniliste moodulite puhul olulisi. Kuigi IEC 61215 on kavandatud peamiste olemasolevate kristalse räni tehnoloogiate kindlate teadmiste põhjal, põhines IEC 61646 peamiselt amorfsel ränitehnoloogial (a-Si). Seetõttu nõuavad suhteliselt uued tehnoloogiad, nagu CIGS, CdTe jne, millel on eriline käitumine ja tundlikkus valguse ga kokkupuute ja termiliste mõjude suhtes, katsetamise ajal erilist hoolt ja kaalutlusi.
Erinevused kahes standardis on esile toodud kursiivtekstis.
Mõlema standardiga nõutakse, et katseproovid võetakse juhuslikult tootepartiist vastavalt standardile IEC 60410.
Moodulid peavad olema valmistatud kindlaksmääratud materjalidest ja komponentidest ning nende suhtes tuleb kohaldada tootja kvaliteedi tagamise protsesse. Kõik näidised peavad olema iga üksikasjaga täidetud ja varustatud tootja paigaldus-/paigaldusjuhendiga.
Joonisel 1 kirjeldatakse katsete laadi.
Mõlema standardi üldise lähenemisviisi võib kokku võtta järgmiselt:
Määratle "suured nägemisdefektid."
Määratle "läbimine/nurjumine" kriteeriumid.
Tehaesialgsed katsedkõikidele proovidele.
Rühma proovidläbimakatsejärjestused.
Tehapärast üksikkatseidJakatsejärjestused(IEC 61215).
Tehke pärast katseid pärast ühekordseid testeJalõplik valgus leotamine pärast katsejada(IEC 61646).
Otsige "suuri visuaalseid defekte" jakontrollige "pass/fail"Kriteeriumid.
Joonis 1
Erinevad proovid läbivad paralleelselt erinevaid katseseeriaid, nagu on näidatud joonistel 2 ja 3.
Joonis 2: Kvalifikatsiooni katseseeria (IEC 61215)
Joonis 3: Katseseeria (IEC 61646)
Standardi IEC 61215 on määratletud viis "suurt nägemisviga", samas kui iec 61646(kursiivsed on erinevused iec 61646):
a) purunenud, mõranenud või rebenenud välispinnad, sealhulgas ebausk, substraadid, raamid ja ühenduskarbid;
b) painutatud või valesti joondatud välispinnad, sealhulgas ebauskmeed, substraadid, raamid ja ühenduskarbid niivõrd, kuivõrd see kahjustaks mooduli paigaldamist ja/või toimimist;
c) lahtris, mille paljundamine võib mooduli vooluahelast eemaldada üle 10% selle raku pindalast;
c) mooduli mis tahes õhukese kilekihi tühimik või nähtav korrosioon, mis ulatub üle 10% mis tahes rakust; (iec 61646)
d) mullid või delaminations moodustavad pideva tee vooluahela mis tahes osa ja mooduli serva vahel;
e) mehaanilise terviklikkuse kadu, kui see kahjustaks mooduli paigaldamist ja/või kasutamist;
f) Mooduli märgistust (silti) enam ei lisata või teave on loetamatu. (iec 61646)
Koos kuue käitusliku läbimise/läbikukkumise kriteeriumiga:
a) maksimaalse väljundvõimsuse halvenemine ei ületa pärast iga katset ettenähtud piiri ega 8% pärast iga katseseeriat;
a) pärast lõplikku valgust leotamist ei ole maksimaalne väljundvõimsus STC-s väiksem kui 90% tootja määratud miinimumväärtusest. (iec 61646)
b) ükski proov ei ole katsete ajal avanud vooluahelat välja pannud;
c) puuduvad visuaalsed tõendid suurte puuduste kohta;
d) isolatsioonikatse nõuded on täidetud pärast katseid;
e) märglekke voolunõuded on täidetud iga jada alguses ja lõpus ning pärast niisket soojuskatset;
f) üksikute katsete erinõuded on täidetud.
Kui kaks või enam näidist ei läbi ühtegi neist katsekriteeriumidest, loetakse projekt nõuetele mittevastavaks. Kui üks proov katset ei läbi, tuleb ülejäänud kaks proovi läbida kogu asjakohane katseseeria algusest peale. Kui üks või mõlemad neist uutest näidistest samuti ebaõnnestuvad, loetakse projekt nõuetele mittevastavaks. Kui mõlemad näidised läbivad katseseeria, loetakse projekt kvalifikatsiooninõuetele vastavaks.
Märkus:Teatud tõrked, isegi kui ühes proovis, võivad olla tõsised projekteerimisprobleemid, mis nõuavad tõrkeanalüüsi ja projekti läbivaatamist, et vältida tulu sid ja usaldusväärsust .. Sellisel juhul peaks labor katsejärjestuse peatama ja kutsuma tootjat tegema üksikasjalikku rikkeanalüüsi, tegema kindlaks algpõhjuse ja kehtestama vajalikud parandusmeetmed enne muudetud proovide esitamist kordustestimiseks.
Standardi IEC 61215 ja IEC 61646 punkti a erinevus Pmax lagunemise kohta väärib kommenteerimist.
Standardi IEC 61215 Pmax lagunemine ei tohi ületada 5% iga katse alguses mõõdetud esialgsest Pmax-ist ja mitte rohkem kui 8% pärast iga katseseeriat.
Standardi IEC 61646 puhul on kaks olulist elementi:
1. Minimaalse Pmax määratlus (tuletatud märgitud Pmax ± t(%) pädevusmärgisel, kus t(%) näitab tootmise hälvet).
2. Kõik proovid läbivad kerge leotamise ja nende lõplik Pmax on ≥ 0,9 x (Pmax – t(%).
Teisisõnu loobub IEC 61646 Pmax lagunemise kriteeriumist pärast ühekordseid katseid (-5%) ja katsejärjestused (-8%) standardi IEC 61215 kohaselt, ning selle asemel kontrollitakse Pmax lagunemist võimsuse suhtes pärast kõikide katsete lõpetamist ja proovide kerget leotamist.
Teine erinevus on see, et IEC 61215 nõuab, et kõik näidised oleksid "eelkonditsioneeritud", asetades need (avatud ringlusega) kokku 5,5 kWh/m2.
Standardi IEC 61646 nõuet ei nõuta, et vältida erimõjusid, mida eelkonditsioneerimine võib avaldada erinevatele õhukeste kiletehnoloogiatele. Mõned õhukese kilega tehnoloogiad on tundlikumad valguse põhjustatud lagunemise suhtes, samas kui teised on tundlikumad tumeda tekemõjude suhtes. Seetõttu oleks esialgsed järelkatsed ebaühtlane lähenemisviis muutuste hindamiseks katseseeriate kaudu. Selle asemel kutsub IEC 61646 üles viimast valgust leotama kõiki proove pärast keskkonnajärjestust ja kontrollproovi ning mõõtma lõplikku Pmax-i, et hinnata, kas lagunemine on pmax nimiväärtuse alusel vastuvõetav.
Järgnevalt on esitatud testide lühikirjeldus.(Standardi IEC 61646 erinevused tuleb välja toodud kursiiv.)
Visuaalne kontroll: on tavaliselt diagnostiline kontroll.
Eesmärk on tuvastada mõni eespool määratletud "peamistest nägemisdefektidest", kontrollides moodulit puurkaevuga valgustatud alal (1000 luksi).
Seda korratakse kordamitu korda kõigis katseseeriates ja seda tehakse rohkem kui ükski teine katse.
Maksimaalne võimsus (Pmax): on tavaliselt jõudluse parameeter.
Seda tehakse ka mitu korda enne ja pärast erinevaid keskkonnakatseid. Seda saab teha kas päikese simulaatoriga või väljas.
Kuigi standard annab võimaluse teha katse rakutemperatuuride (25–50 °C) ja kiirgustaseme (700 W/m2 kuni 1100 W/m2) suhtes, on fotoelektriliste laborite puhul tavaks teha seda nn standardsetes katsetingimustes (STC). Määratluse kohaselt vastab STC: 1000 W/m2, 25 °C raku temperatuurile, päikese spektraalkiirgusega, mida nimetatakse õhumassiks 1.5 (AM1.5), nagu on määratletud standardis IEC 60904-3.
Enamik laboreid kasutab sisekatsetuseid päikesesimulaatoritega, mille spekter on AM1.5-le võimalikult lähedane. Päikesesimulaatori omadused ja kõrvalekalded standardist AM1.5 võib klassifitseerida vastavalt standardile IEC 60904-9. Paljud päikesesimulaatori tarnijad pakuvad süsteeme, mis on klassifitseeritud kõrgeima reitinguga: AAA, kus esimene täht näitab spektri kvaliteeti, teine täht; kiirgustegevuse ühtlikkus katsealal ja kolmandal tähel; ajaline kiirguspüsivus. Päikesesimulaatorite klassifikatsioon on esitatud standardiiec 60904-9:2007.
Märkus:Tarnijate enda kinnitused ei pruugi olla tõendiks mõõtmiste jälgitavuse kohta
Maailma PV skaalal.
Õige ja jälgitav Pmax mõõtmine maailma PV skaalaon kriitilise tähtsusega. See ei ole mitte ainult üks läbimise/läbikukkumise kriteeriumidest, vaid ka lõppkasutajad saavad mõõdetud väärtusi kasutada võimsuse tootluse hindamiseks tulemuslikkuse näitajana.
Mõlemad standardid kehtestavad temperatuuri, pinge, voolu ja kiirgusvõimsuse mõõtmiseks mitu täpsusnõuet.
Oluline on märkida, et standardi IEC 61215 võimsuse mõõtmiseks vajalik korratavus on vaid ±1%.
Sellist nõuet ei mainita iec 61646-s, tõenäoliselt erinevate õhukese kilega tehnoloogiate tuntud "ebastabiilsuse" ja "korratavuse" tõttu. Selle asemel on IEC 61646 üldine soovitus:
"Tuleks teha kõik jõupingutused tagamaks, et tippvõimsuse mõõtmised tehakse sarnastes töötingimustes, st minimeerida korrektsiooni ulatust, tehes kõik konkreetse mooduli maksimaalse võimsuse mõõtmised ligikaudu samal temperatuuril ja kiirgusvõimsusel."
Teine oluline tegur, mis aitab kaasa Pmax mõõtmise täpsusele, eriti õhukese kile puhul, on spektraalne mittevastavus laboris kasutatavate etalonrakkude ja katsetatava eritehnoloogia vahel.
Isolatsioonikindlus on elektriohutuskatse.
Eesmärk on teha kindlaks, kas moodulil on piisav elektriisolatsioon selle praeguste osade ja raami (või välismaailma) vahel. Dielektrilise tugevuse testijat kasutatakse alalispinge allikale kuni 1000 V pluss kaks korda rohkem kui süsteemi maksimaalne pinge. Pärast katset ei tohi esineda rikkeid ega pinna jälgimist. Moodulite puhul, mille pindala on suurem kui 0,1 m2, peab takistus olema vähemalt 40 MΩ iga ruutmeetri kohta.
Märglekke voolukatse: on ka elektriohutuskatse.
Eesmärk on hinnata mooduli isolatsiooni niiskuse läbitungimise eest märgades töötingimustes (vihm, udu, kaste, sulanud lumi), et vältida korrosiooni, maapinda ja seega elektrilöögi ohtu.
Moodul on massutatud madalas paagis sügavusega, mis katab kõik pinnad, välja arvatud ühenduskastide kaablisissekanded, mis ei ole ette nähtud keelekümblemiseks (väiksem kui IPX7). Lühendatud väljundkonnektorite ja veevannilahuse vahel rakendatakse katsepinget kuni mooduli maksimaalse süsteemipingeni 2 minutit.
Isolatsioonitakistus peab olema vähemalt 40 MΩ iga ruutmeetri kohta moodulite puhul, mille pindala on suurem kui 0,1 m2.
Oluline on teada, et paaritumisühendused tuleks katse ajal lahusesse kastetud ja see, kus vigane konnektori konstruktsioon võib olla olulise VEAtulemuse põhjuseks.
Märkus:Vigastest pistikutest tingitud märglekkevoolu katse rike ei ole haruldane sündmus ja sellisena kujutab see kindlasti reaalset ohtu valdkonna ettevõtjatele. Puudub IEC standard, mis käsitleks fotoelektriliste pistikute suhtes, kuid on olemas ühtlustatud Euroopa standard (EN 50521). Standardi EN 50521 sertifitseeritud konnektorid on läbinud rasked katsed, sealhulgas termotsüklid (200) ja niiske kuumuse (1000 tundi), ning neid saab kasutada tarnijate valimise kriteeriumina. Kuid katse moodul on lõplik sõna. Elektrikilpidega kaasas olevatel konnektoritel silma peal hoidmine on PV-mooduli tootjate leebe ülesanne. "Lihtne" muutus konnektor tarnijad erineva disainiga võib olla suur oht märg leke voolu test.
Märglekke voolukatse on järjestatud katselaboritefotoelektriliste toodete kvalifitseerimise ajal üheks kõige korduvamaks rikkeks. Kui rike ei ole tingitud konnektor i probleemist (nagu eespool mainitud), juhtub rike tõenäoliselt pärast niiske kuumuse katset ja/või niiskuse külmutamise katset moodulite puhul, millel on tootmise ajal probleeme lamineerimise ja servade tihendamisega.
Temperatuurikoefitsiendid : on jõudluse parameeter.
Eesmärk on määrata kindlaks lühise voolu isc (α), avatud ahela pinge Voc (β) temperatuurikoefitsiendid.
maksimaalne võimsus (Pmax) (δ) mooduli mõõtmistest. Sel alusel määratud koefitsiendid kehtivad ainult mõõtmise ajal (st 1000 W/m2päikesesimulaatorit kasutavate laborite puhul).
Moodulite puhul, mille lineaarsus on teatavas kiirgustiheduse vahemikus vastavalt standardile IEC 60891, võib arvutatud koefitsiente pidada kehtivaks selle kiirgustiheduse vahemikus.
IEC 61646 on "ettevaatlikum" ja teeb lisamärkuse õhukese kilemoodulite kohta, mille temperatuurikoefitsiendid võivad sõltuda mooduli kiiritamisest ja termilisest ajaloost... Kuid katse seisukohast pannakse temperatuurikoefitsiendi katsekast lihtsalt esimese vasakpoolse katseseeria alla (joonis 3). Kõnealuse proovi "kiiritamine ja termiline ajalugu" koosneb lihtsalt "teekonnast", mille ta võttis laborisse jõudmiseks, keskkonnatingimustest, kus see salvestati, esialgsetest katsetest ja lõpuks välistingimustes kokkupuute katsest (60 kWh/m2).
Päikesesimulaatoritega mõõtmiseks kasutatakse kahte meetodit:
1. mooduli kuumenemise ajal või
2. mooduli jahutamine;
30°C jooksul (näiteks25°C– 55 °C) ja iga 5 °C intervalli järel teeb päikesesimulaatori I-V mõõtmise (Isc, Voc, Pmax ei kajastu, vaid mõõdetakse I-V pühkimise ajal), sealhulgas Isc, Voc ja Pmax.
Isc, Voc ja Pmax väärtused on kantud iga andmekogumi temperatuurifunktsioonidena. Koefitsiendid α, β ja δ arvutatakse kolme joonistatud funktsiooni vähimruutude sirgete sirgjoonte kallete põhjal.
Arvestades teatavat kiirgustaset, tuleb märkida, et β (Voci puhul) ja δ (Pmax puhul) on kaks kõige tundlikumat temperatuurimuutuste suhtes. Nad mõlemad on "-" märk, märkides, et Voc ja Pmax langus temperatuuri, samas α (for Isc) on "+" märk, kuigi palju väiksem väärtus kui β ja δ. Kõiki kolme koefitsienti saab väljendada suhteliste protsendimääradena, jagades arvutatud α, β ja δ isc- ja voc-väärtuse ga temperatuuril 25 °C (1000 W/m2).
Temperatuurikoefitsiendid on jõudlusparameetrid, mida lõppkasutajad kasutavad sageli moodulite energiasaagise simuleerimiseks kuumas kliimas. Tuleb meeles pidada, et need kehtivad 1000 W/m2kui aga mooduli lineaarsus erinevatel kiirgustasemetel ei ole tõestatud.
Nominaalne tööraku temperatuur (NOCT): on tulemuslikkuse parameeter.
NOCT on määratletud avatud rack paigaldatud moodul järgmises standardne võrdluskeskkond:
kaldenurk: 45° horisontaalasendist
kogukiirgus: 800 W/m2
ümbritseva õhu temperatuur: 20 °C
Tuule kiirus: 1 m/s
elektrikoormust puudub: avatud vooluring
Süsteemiprojekteerija saab NOCT-d kasutada mooduli põllul töötamise temperatuuri juhisena ja seetõttu on see kasulik parameeter erinevate moodulite konstruktsioonide toimivuse võrdlemisel. Siiski ei ole
tegelik töötemperatuur sõltub otseselt paigalduskonstruktsioonist, kiirgusstruktuurist, tuule kiirusest, ümbritsevast temperatuurist, peegeldustest ja maapinnast ja lähedal asuvatest esemetest jne.
NOCT määramiseks kasutatav nn esmane meetod on välitingimustes mõõtmise meetod, mida kasutatakse nii IEC 61215 kui ka IEC 61646 poolt ning mida kohaldatakse üldiselt kõigi fotoelektriliste moodulite suhtes. Moodulite puhul, mis ei ole ette nähtud avatud raami paigaldamiseks, võib kasutada esmast meetodit, et määrata kindlaks tasakaalu keskmine päikeseelementide sõlmtemperatuur, millele on paigaldatud tootja soovitatud moodul.
Katse seadistus nõuab andmelogimist ja kiiritustemperatuuri (püroameeter), ümbritseva temperatuuri (temperatuuriandurid), rakutemperatuuri (kahe le keskelemendile vastava mooduli tagaküljele kinnitatud termopaarid), tuule kiiruse (kiirusandur) ja tuule suuna (suunaandur) jaoks. Kõik need kogused peavad olema teatavate ajavahemike järel, et need oleksid NOCT arvutamiseks vastuvõetavad.
Lõpliku NOCT arvutamiseks kasutatakse vähemalt 10 vastuvõetavat andmepunkti, mis on võetud nii enne kui ka pärast "päikesekeskpäeva".
Kokkupuude välistingimustes : kiirgustiheduskatse.
Eesmärk on eelhindamine mooduli võimele vastu seista kokkupuutele välistingimustes. See hõlmab siiski ainult kokku 60 kWh/m2mis on üsna lühike aeg teha otsuseid mooduli eluea kohta.
Teisest küljest võib see katse olla kasulik näitaja võimalike probleemide kohta, mida teised laborikatsed ei pruugi avastada.
IEC 61215 nõuab maksimaalse võimsuse (Pmax) lagunemist, et mitte ületada 5% algväärtusest.
IEC 61646 nõuab, et maksimaalne võimsus (Pmax) ei tohi olla väiksem kui märge "Pmax – t%."
Kuigi eelkonditsioneeritud c-Si moodulid vastavalt standardile IEC 61215 (5,5 kWh/m2) ei näita kriitilist selle testi, teatud õhuke-film tehnoloogiavõib tekkida rohkem probleeme. Põhjus on seletatav asjaoluga, et standardi IEC 61646 kohaselt peab mõõdetud Pmax pärast 60 kWh/m2 olema suurem kui tootja märge "Pmax – t%. See üks proov on esimeses katseseerias, kus ainsaks "ajalooks" on esialgsed katsed ja kokkupuude välistingimustes kokku 60 kWh/m2 erinevates kliimatingimustes üle 24 tunni sõltuvalt labori asukohast. Nimipmax õigeks määramiseks ja katse läbimiseks on oluline kindel teadmine tootja katsetatava stabilisatsiooni, valguse põhjustatud lagunemise, kuumusetundlikkuse, niiskuse jne osas.
Kuum-spot vastupidavus: on termiline/diagnostiline test.
Eesmärk on määrata kindlaks mooduli võime taluda lokaliseeritud kütet, mis on põhjustatud krakitud, sobimatutest rakkudest, ühendustõrgetest, osalisest varjestusest või määrdumisest.
Kuumutuskuumutus toimub siis, kui mooduli töövool ületab vigase(või varjutatud) lahtri(te) lühisevoolu. See sunnib raku(d) tagasipööratud nihke seisundisse, kui see muutub kuumuse hajutavaks koormaks. Tõsine hot spot nähtused võivad olla sama dramaatiline kui lausa põletused kõik kihid, lõhenemist või isegi purunemist klaas. Oluline on märkida, et isegi vähem rasketes kuumuskoha tingimustes, sekkudes ümbervooludioodi, on osa (tuntud ka kui string) moodul on välistatud, põhjustades seega mõistlik kuhjumine väljundmoodul.
Standardi IEC 61215 vastava punkti 10.9 realistlike kuumhetketingimuste simuleerimist arutatakse pidevalt.
Peamised katselaborid on hästi nõus, et kuumkvaliteedi meetodi praegune versioon ei kujuta endast ega suuda esindada tegelikku kohapealset olukorda. Standardi IEC TC82 raames on koostatud täiustatud kuumkvaliteedi meetod, mis peaks muutuma normatiivseksRdiec 61215 väljaanne 2010. Mõned katselaborid on otsustanud täiustatud meetodit juba kasutada.
Täiendav ülevaade ja üksikasjad esitatakse tulevases artiklis.
Kuigi erinevate laborite rikkemäära statistika võib erineda, näib hot-spot endiselt nii c-Si kui ka õhukese kilemoodulite 5 kõige sagedasema rikke hulka kuuluvat.
Ümbersõidudiood: on termiline katse.
Ümbersõit diood on väga oluline aspekt moodul disain. See on kriitiline komponent, mis määrab mooduli termilise käitumise kuumarjustes tingimustes ja mõjutab seega otseselt ka valdkonna usaldusväärsust.
Katsemeetodi kohaselt tuleb termoelement kinnitada dioodi(de) korpusele, kuumutada moodulit kuni 75 °C ± 5 °C ja rakendada voolu, mis on võrdne 1 h.
Mõõdetakse iga möödavooludioodi korpuse temperatuur (Tcase) ja arvutatakse ristmiku temperatuur (Tj)
kasutades dioodi tootja esitatud spetsifikatsioone (RTHjc = diooditootja esitatud konstant Tj ja Tcase kohta, tavaliselt konstruktsiooniparameeter, ja UD = dioodi pinge, ID = dioodivool).
Seejärel suurendatakse voolu 1,25-kordse mooduli Isc lühivooluni, mõõdetuna STC-s veel tund aega, säilitades samal temperatuuril mooduli temperatuuri.
Diood peab veel töökorras olema.
Möödavooludioodikatsete rikked ilmnevad endiselt teatava sagedusega, mille on põhjustanud kas diooditootja ülenemine või mooduli tootja poolt mooduli Isc suhtes ebaõige elektrikonfiguratsioon.
Enamikul juhtudel on ümbersõidudioodid varustatud kogu alakoostu ühenduskarbis (ühenduskarp + kaabel + konnektor) lisatud komponentidena. Seetõttu on äärmiselt oluline veenduda, et mooduli tootja kontrollib seda väikest komponenti sissetulevate kaupade kontrollimise ajal hoolikalt.
UV-eelkonditsioneerimine – kiirguskatse.
Eesmärk on teha kindlaks materjalid, mis on vastuvõtlikud ultraviolettkiirguse (UV) lagunemisele enne termilise tsükli ja niiskuse külmutamise katsete tegemist.
IEC 61215 kohaselt peab mooduli suhtes kehtima kogu UV-kiiritus15 kWh/m2(UVA + UVB) piirkondades
(280–400 nm), vähemalt 5 kWh/m2, st 33% UVB piirkonnas (280–320 nm), säilitades samal ajal mooduli temperatuuril 60 °C ± 5 °C.
(IEC 61646 nõuab UVB osa 3–10% kogu UV-kiirgusest). See nõue on nüüd ühtlustatud ka IEC 61215 puhul CTL-i otsuselehega n. 733 IECEE CB süsteemis.
UV-kambrite seadistuse üks kriitiline aspekt on kalibreeritud UVA- ja UVB-andurid, mis tagavad jälgitavuse ka töötemperatuuril 60 °C ± 5 °C, töötades samal ajal kuumas UV-kambris.
UV-kiirguse katse väga madalat riketusmäära fotoelektrilistes laborites saab selgitada suhteliselt väikese UV-kiirguse kogusega võrreldes tegelike kiiritustega mooduli eluea jooksul.
Termorattasõit TC200 (200 tsüklit): on keskkonnakatse.
Selle katse eesmärk on simuleerida termilisi pingeid materjalidele äärmuslike temperatuuride muutuste tõttu. Kõige sagedamini, joodetud ühendused on vaidlustatud sees laminaat tõttu erinevaid termilise paisumise koefitsiendid erinevate kapseldatud materjalide. See võib põhjustada suurte defektide, Pmax lagunemise, vooluahela katkemise või isolatsioonikatse ebaõnnestumist.
IEC 61215 nõuab voolu süstimist ±2% piirestippvõimsusel mõõdetud voolust (Imp), kui mooduli temperatuur on üle 25 °C.
Standardi IEC 61646 puhul voolusissepritse puudub, kuid tuleb jälgida vooluahela järjepidevust (piisaks väikesest resistiivsest koormusest).
Mooduli suhtes kehtivad rattatemperatuuri piirväärtused –40 °C ± 2 °C ja +85 °C ± 2 °C, mille profiil on kujutatud joonisel 4.
TC200 ebaõnnestumise määrad võivad olla kuni 30-40%. Kui koos Damp Heat, mõnes laboris, nii võib moodustada rohkem kui 70% kõigist ebaõnnestumistest c-Si moodulid.
TC200 ebaõnnestumise määr on madalam õhuke kile, kuid siiski väärt tähelepanu tootjad.
Niiskuse külmutamine: keskkonnakatse.
Eesmärk on määrata kindlaks mooduli võime taluda kõrgete temperatuuride mõju koos niiskusega, millele järgneb äärmiselt madal temperatuur.
Moodulile tehakse 10 täielikku tsüklit vastavalt joonisel 5 (IEC 61646) esitatud ühtlustatud profiilile.
Suhteline niiskusnõue RH = 85% ± 5% kehtib ainult temperatuuril 85 °C.
Pärast seda katset lastakse moodulil puhata 2–4 tundi enne visuaalse kontrolli, maksimaalse väljundvõimsuse ja isolatsioonitakistuse mõõtmist.
Selle testi ebaõnnestumise määrad jäävad vahemikku 10–20%.
Töökordade töökindlus on mehaaniline katse.
Et määrata kindlaks mooduli lõpetamiste töökindlus, milleks võivad olla juhtmed, lendavad juhtmed, kruvid või enamiku juhtude puhul PV konnektorid (tüüp C). Lõpetamiste puhul tehakse stressitest, mis simuleerib normaalset kokkupanemist ja käitlemist erinevate tsüklite ning tõmbetugevuse tasemete ning painde- ja pöördemomendi katsete abil, nagu on viidatud teises standardis IEC 60068-2-21.
Niiske soojuse DH1000 (1000 tundi): on keskkonnakatse.
Eesmärk on määrata kindlaks mooduli võime taluda pikaajalist kokkupuudet niiskuse läbitungimisega, rakendades 85 °C ± 2 °C suhtelise õhuniiskusega 85% ± 5% 1000 tunni jooksul.
DH1000 on kõige "malign" ja top-nimekirja ebaõnnestumise määrad mõned esitoad moodustavad kuni 40-50% kõigist ebaõnnestumistest c-Si moodulid. Sarnaseid ebaõnnestumisi võib täheldada DH1000 ka õhukese kilega.
Selle testi raskus seab eriti kahtluse poole lamineerimise protsessi ja niiskuse servatihenduse. Oluline delaminations ja korrosiooni rakuosad võib täheldada niiskuse tungimise tõttu. Isegi kui pärast DH1000 ei avastatud olulisi defekte, on moodulit rõhutatud niivõrd, et see muutub järgneva mehaanilise koormuskatse puhul "hapraks".
Mehaanilise koormuse katse
See koormuskatse on uurida mooduli võimet vastu seista tuulele, lumele, staatilisele või jääkoormusele.
Mehaaniline koormus tuleb pärast Niisket heat ja seetõttu tehakse proovi, mis on läbinud raske keskkonnastressi.
Selle katse kõige kriitilisem aspekt on seotud mooduli paigaldamisega vastavalt tootja paigaldusjuhistele, st kasutades paigalduskonstruktsioonil oleva mooduli ettenähtud kinnituspunkte nende punktide vahelise ettenähtud vahekaugusega ning kasutades vajaduse korral asjakohaseid paigaldustarvikuid (mutter, poldid, klambrid jne).
Teatavad suure alaga ja raamita õhukese kilemoodulite juhtumid on eespool nimetatud tingimuste suhtes kriitilise tähtsusega.
Kui ei ole hoolitsetud õige paigalduse eest, jääb küsimus, kas rike tekkis konstruktsiooniprobleemide või sobimatu paigaldustehnika tõttu.
Teine aspekt, mida tuleb arvesse võtta, on rakendatud koormuse ühetaolisus mooduli pinnal. Standarditekohaselt tuleb koormust kohaldada järk-järgult, ühtselt, täpsustamata, kuidas kontrollida ühtlikkust.
2400 Pa rakendatakse (mis võrdub tuulerõhk 130 km/h) 1 tund mõlemal küljel moodul.
Kui moodul peab vastu lume ja jää raskele kogunemisele, suurendatakse käesoleva katse viimase tsükli jooksul mooduli esiosale rakendatud koormust 2400 Pa-lt 5400 Pa-le.
Lõpus ei tohi esineda olulisi visuaalseid defekte, katse ajal ei avastatud vahelduvaid avatud ahelaid. Samuti pmax (ainult IEC 61215 puhul) ja isolatsioonitakistust kontrollitakse pärast seda katset.
Rahelöök: on mehaaniline katse.
Veendumaks, et moodul suudab vastu seista rahekivide mõjule, mis on temperatuuril ~ –4 °C. Katseseade on unikaalne kanderakett, mis suudab ettenähtud kiirustel erinevaid jääkuulide raskusi edasi paiskada, et lüüa moodulit 11 kindlaksmääratud kokkupõrkekohtades +/- 10 mm kauguse kõikumisel. (tabel 1)
Jääpalli külmkambrist eemaldamise ja moodulile avaldatava mõju vaheline aeg ei tohi ületada 60 s.
On üsna tavaline, et kasutada 25 mm / 7,53 g jääpallid.
Jällegi, pärast katset tuleb kontrollida, kas on suuri defekte põhjustatud rahekivid ja ka Pmax (ainult IEC 61215) ja isolatsioonitakistus on kontrollitud.
Laboristatistika näitab selle testi väga madalaid ebaõnnestumise määrasid.
Valgusläbilaskvus: kiirgus(kohaldatakse ainult õhukese kile suhtes IEC 61646)
See on kriitiline lõik lõplik pass / ei tee kohtuotsust õhuke kile moodulid. Eesmärk on stabiliseerida õhukeste kilemoodulite elektrilised omadused pikaajalise kiirguskiirgusega kokkupuute abil pärast seda, kui kõik katsed on tehtud enne Pmax kontrollimist tootja poolt märgitud miinimumväärtuse suhtes.
Katse võib teha loodusliku päikesevalguse käes või püsifaasi päikesesimulaatori l.
Moodulid asetatakse resistiivse koormuse tingimustes 600–1000 W/m2 temperatuurivahemikus 50 °C ± 10 °C kuni stabiliseerumiseni, mis on pmax mõõtmine kahest järjestikusest kokkupuuteperioodist vähemalt 43 kWh/ m2iga täidetud tingimus (Pmax – Pmin)/P(keskmine)<>
Lõpetuseks märkus IECEE kordustesti juhise kohta. Huvitav, see ei ole hästi määratletud, mida võib pidada "muutus raku tehnoloogia" õhuke kile, jättes seega suur hall ala erinevaid tõlgendusi ja lähenemisviise juhtudel, kui võiks öelda "tehnoloogia ja tõhususe parandamine," "stabiliseerimine parandamine" või "võimsuse suurendamine." Kas need juhtumid "muutus rakutehnoloogia" ja kui jah, siis mil määral ja milliseid katseid tuleb korrata? Nagu täna lugeda, jätab korduskatse suunis tee, et laiendada varasemaid sertifikaate, mis on võimule tõusmas ("10%) lihtsalt korrates kuumülevaatust.
Suunise uuesti testimise lisa 2 tsiteerib "... Lõplik valgus leotamine 10,19 test on kohustuslik kõigi katseproovide," kuid praktikas on sageli ignoreerida katselabs tulemusena laiendada mõistlikult suurenenud võimsus tselejuhita katsetada põhiaspekt õhuke kile tehnoloogia: võimu stabiliseerimine.
Kokkuvõttes määras IEC käesolevas artiklis kirjeldatud katsed toimivuskatsete miinimumnõuetena, kuid nagu on sätestatud alguses, tuleb järgida ka ohutusprojekti ja katsenõudeid vastavalt
IEC 61730-1 ja IEC 61730-2. Kuna tootjad püüavad turul konkurentsivõimelisemalt olla, teeb enamik koostööd sertifitseerimisasutusega, et tõendada, et nende moodul on läbinud erapooletu ja erapooletu katseprogrammi. Kui ümberprojekteerimisel või nende tootmisprotsessidel toimuvad muudatused, kasutavad sertifitseerimisasutused ühtlustatud IECEE cb-süsteemi kordustestimise juhiseid, et määrata kindlaks, milliseid katseid tuleb korrata enne varasemate sertifikaatide laiendamist. Seoses usaldusväärsuse, mõned lähevad nii kaugele, et läbi pikendamine kombineeritud sise-ja välistingimustes usaldusväärsuse testimise programmid üle ühe aasta.
Regan Arndt on Põhja-Ameerika juht ja tehniline sertifitseerija TÜV SÜDS Photovoltaic Team asub Fremont, CA. Ta lõpetas Electronics Engineering lõuna Alberta Institute of Technology (SAIT) Calgary, Alberta, Kanada ja on üle 15 aasta kogemusi katsetamine ja sertifitseerimine valdkondades Fotogalvaanikud, Infotehnoloogia seadmed, telekommunikatsiooni-ja elektriseadmete mõõtmiseks, kontrolliks ja laboratoorseks kasutamiseks. Regan sai ametliku koolituse fotogalvaanilise disaini ja testimise pekingi hiina teaduste akadeemia taastuvenergia osakonnas. Ta võib jõuda rarndt @ tuvam.com.
Doktor Ing. Robert Puto on Ülemaailmne direktor Photovoltacs kell TUV SUD. Ta omab doktorikraadi Electronic Engineering alates Politecnico di Torino (Polütehniline Ülikool Torino), Itaalia ja magistrikraadi International Business Management alates CEIBS - Shanghai, Hiina. Tal on 15-aastane kogemus erinevate elektriseadmete, sealhulgas fotogalvaaniliste toodete katsetamisel ja sertifitseerimisel. Ta tegutseb ka TÜV SÜD grupi fotoelektriliste toodete spetsialistina, tal on fotoelektriliste toodete tehnilise sertifikaator ning ta on iso IEC 17025 laboratoorsete hinnangute volitatud audiitor.
