太陽能光伏組件環境氣候可靠性評價與方法

目前光伏發電系統主要有兩種類型：并網型和離網型。并網型系統提供的電力直接并入電網，離網型系統提供的電力則不會并入電網，通常是直接用來使用或者存儲后使用。隨著光伏行業的不斷發展，對光伏逆變器的需求越來越多，技術要求也是越來越高。如何對光伏逆變器進行測試，也是一個迫切需要解決的問題。

以踐行綠色生產管理，實現“碳中和”改善氣候環境變化為背書，實現循環可持續發展戰略，太陽能成為重點研究使用的選擇，太陽能是21世紀最環保也是最容易取得的能源之一，相關的太陽能研究與應用產業也加緊腳步的發展進行。太陽能模組在研究以及生產過程中，制訂了相關的可靠度試驗與環境試驗的規范，以確保太陽能電池模組可以耐用20～30年以上的時間；并且在戶外環境的使用下，確保其發電轉換率。

科明(KOMEG)提供多種可以滿足IEC和UL標準的試驗箱，進行各種太陽能電池模塊的耐熱性試驗、耐濕性試驗、溫度循環試驗及結露結凍循環試驗等和用于執行光伏 (PV) 模塊測試標準的環境室，對應各種環境試驗規格的環境試驗箱。

Environmental chambers for Photovoltaic Modules

太陽能模塊試驗規范列表：

IEC1215-陸地用太陽能電池組件環境試驗方法（GB 9535）。

IEC61646-地面用薄膜型光伏組件設計鑒定和定型。

GB 9535-陸地用太陽能電池組件環境試驗方法（IEC61215）。

GB 19064-家用太陽能光伏電源系統技術條件和試驗方法。

JIS C 8917-晶系太陽能電池和模型的輸出電壓和輸出電流溫度系數的測量方法。

UL1703。

IEEE1262。

IEC61215-適用于陸上安裝的結晶型模塊（檢驗測試、工廠檢查），不適用于聚光型模塊。

硅晶太陽電池模板封裝與測試（Crystalline Solar Cell Module Encapsulation and Test）：

1.目視檢查。

2.最大功率測定。

3.絕緣電阻測試 。

4.溫度系數的量測 。

5.標準工作電池溫度（NOCT：Nominal Operating Cell Temperature）的量測 。

6.在標準測試環境和NOCT下的性能 。

7.在低照射光下的性能。

 8.室外暴露測試。

9.熱班耐久試驗。

10.熱循環測試。

11.濕冷凍測試。

12.濕熱測試。

13.引線端強度測試。

14.濕漏電流測試。

15.機械負荷測試。

16.冰雹測試 。

17.紫外線前處理測試（選項） 。

18.旁路二極管熱測試（選項）試驗后基本性能要求：a.沒有主要目視缺陷。b.最大輸出功率不得低于試驗前5%（以照度700W/m2~1100W/m2模擬光源測試模組電流-電壓特性及最大功率）。c.耐絕緣特性需符合規范要求（40MΩ/m2以上）。

標準輸出功率（Performance at STC）：檢驗裝置：太陽電池I-V特性測試裝置、太陽光模擬器，量測溫度要求：25°C±2°C、相對濕度≦75%R.H，照度：1000W/m2，光譜分布：AM1.5

試驗要求：a.標準測試條件下最大輸出功率的衰減不超過實驗前的5%，b.裂縫檢查（面積不超過10%以上），c.在元件的邊框和電池之間不可形成連續通道的氣泡或脫層

測量項目：峰值功率（Pmax）xxx W、峰值電壓（Vmp）xx.x V、峰值電流（Imp）x.x A、短路電流（Isc）x.x A、開路電壓（Voc）xx.x V、最大系統電壓xxx V

室外暴露試驗（Outdoor Exposure Test）[耐光試驗]：太陽輻照度監測儀（準確率±10%），室外暴露試驗累計總輻射量大于60kWh/m2。

試驗后組件的性能應滿足下列要求：a.經檢查沒有發現是否有嚴重外觀缺陷，b.標準測試條件下的最大輸出功率衰減不超過試驗前的5%，c.絕緣電阻應>40ΜΩ/m2

低幅照度下的性能（Performance at Low Irradiance）：在25°C和輻照度200W/m2（用適用的標準電池測定），的自然光或符合有關標準要求的A類模擬器下，測量組件的電性能。

熱斑耐久試驗（Hot-spot Endurance Test）：元件應在最壞的熱斑條件下以1000W/m2照度試驗5小時。

絕緣試驗（Insulation Resistance）：步驟一：0→1000V（1s速度增加）[最大電壓不超過50V時，則測試到500V]，步驟二：500V直流電壓。

試驗后組件的性能應滿足下列要求：步驟三：量測絕緣電阻（耐壓試驗結束后，進行絕緣電阻量測）。

試驗要求：絕緣電阻≧40ΜΩ/m2

溫度循環 ：IEC6125試驗條件

-40 ±2°C（10min）←→85±2°C（10min）、溫變率小于100 °C/h、50cycle（試驗后進行濕熱試驗）

-40 ±2°C（10min）←→85±2°C（10min）、溫變率小于100 °C/h、200cycle（只進行熱循環試驗）

-40°C（2h）←→90°C（2h）、溫變率小于120 °C/h、200cycle

濕熱試驗（Damp Heat）：85±2℃/85 ±5%/1000h

濕冷試驗：進行50次溫度循環試驗：

試驗一：85°C/85 ±5%（20h）←→-40°C（0.5~4h）高溫升降溫（100°C/h）、低溫升降溫（200°C/h） 、10cycle

試驗二：85°C/85 ±2.5%（20h）←→-40°C（0.5~4h）、高溫升降溫（120°C/h）、低溫升降溫（200°C/h）、10cycle

熱循環試驗方法示意圖  濕冷凍循環試驗方法示意圖

冰雹試驗：說明，驗證組件能夠經受冰雹沖擊

冰箱：-10±5°C

冰球：直徑25毫米±5%，質量7. 53克±5%，速度每秒23米±5%

撞擊位置：11點、天平：準確度±2%、速度測試儀表：準確度±2%

引線端強度試驗：說明，確定引線端及其附件是否能承受正常安裝和操作過程中所承受的

力試驗方式：引線應能夠承受至少組件自身的重量，并能承受10次以上的彎折

機械荷重測試（Mechanical Loading）：說明，模擬太陽能面版承受風、雪、冰荷種的能力試驗方式：模組表面和背面各均勻輪流施壓2400Pa，保持1小時，進行循環2、3次。

扭曲實驗 ：說明，檢查組件安裝于非理想結構上有可能造成的隱患

試驗方式：保持模塊三個邊角在同一平面上，在垂直方向位移第4個邊角距離

紫外線試驗（U.V.Exposure）：

溫度：60±5°C

波長：280~385nm

照度≦250W/m2

總照射量為15KWh/m2

試驗后相關檢測：

外觀檢查（目測、室內、照度不低予1000 LX）

1.彎曲、不規則或損傷的外表面

2.裂縫（面積10%以上）

3.連接線或接頭有毛病

4.密封材料失效

5.在元件的邊框和電池之間形成連續通道的氣泡或脫層

6.塑料材料表面有沾污物

7.引線端失效帶電部件外露

8.可能影響組件性能的其他任何情況

太陽能電池板專用標簽可靠度試驗：

1.溫度循環：-40°C（30min）←→100°C（30min）、升溫2.5小時、降溫2.5小時、120cycle

2.紫外光照射試驗：連續30天（燈管功率800W，波長380nm~400nm，垂直照射距離300mm，連續照射）

3.氙燈老化試驗：氙燈功率6KW，黑板溫度630C±30C，相對濕度63%±3%。 紫外光輻射能46.2W/m2，降雨周期：降雨時間18min，不降雨時間102min、連續30天

4.鹽霧腐蝕試驗：5%Nacl溶液，350C±10C，連續噴霧30天

5.耐化學試劑溶液浸泡、擦拭性：將打印字符標簽在室溫下放置24小時后，每隔30分鐘把標簽浸入溶液中10分鐘，反復5次，最后一次浸泡后用蘸有溶液的棉球在字符處擦拭10次

6.RO 水浸泡、擦拭試驗;

7.無水酒精浸泡、擦拭試驗;

8.10%氫氧化鈉溶液浸泡、擦拭試驗;

9.10%硫酸溶液浸泡、擦拭試驗;

熱循環試驗方法示意圖：

濕冷凍循環試驗方法示意圖：

關于科明

科明KOMEG始于1990年，全球數以千萬計客戶的信賴，公司主營產品有溫度（濕度）循環試驗箱、冷熱溫度沖擊箱、快速熱循環試驗箱(室)、ESS環境應力篩選試驗箱、氣候老化試驗箱、大型(步入式)環境試驗室等可靠性試驗設備。

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