Kaynak: incompliancemag
Fotovoltaik (PV) endüstrisi, malzeme seviyesinden büyük ölçekli modül üretimine kadar olağanüstü teknoloji atılımlarının bir sonucu olarak 2000 yılından sonra inanılmaz hızlı bir dönüşüm yaşadı.
PV endüstrisinin önümüzdeki yıllarda istikrarlı bir şekilde büyümesi beklenirken, iki ana soru pazar operatörleri nin dikkatini çekiyor:
1. "Kaliteli" bir modül nedir?
2. Ne kadar "güvenilir" alanında olacak?
Her ikisi de, şimdilik, kapsamlı bir şekilde cevapsız kalır.
Bu makalede açıklanan performans PV standartları, yani IEC 61215 (Ed. 2 – 2005) ve IEC 61646
(Ed.2 – 2008), bir PV modülünün tasarım niteliği için belirli test dizilerini, koşullarını ve gerekliliklerini belirleyin.
Tasarım yeterliliği, standart iklimlere uzun süre maruz kalma altında PV modülünün performans yeteneğini temsil ettiği kabul edilir (IEC 60721-2-1'de tanımlanmıştır). Buna ek olarak, diğer birçok standart vardır (IEC 61730-1, IEC 61730-2
ve UL1703) bir modülün güvenlik niteliklerini ele alan, ancak bu alan gelecekteki bir makalede ele alınacaktır.
Belgelendirme alanında, tasarım yeterliliği IEC, EN veya diğer ulusal standartlara göre tip testlerine dayanır.
"IEC sertifikası" veya "IEC sertifikası" gibi terimlerin uygunsuzluğunun yanı sıra sertifikayı serbest eden sertifika kuruluşunun logosu yerine IEC logosunu kullanan reklamları belirtmekte değerlidir. IEC bir belgelendirme kuruluşu değildir; uluslararası bir standardizasyon kuruluşu olan Uluslararası Elektroteknik Komitesi'nin kısaltmasıdır.
Tip testleri, bir belgelendirme kuruluşu tarafından periyodik fabrika denetimleri ile birleştirildiğinde, bu sertifika kuruluşu tarafından verilen sertifikaların temelini oluşturur (böylece kendi işaretlerini/logolarını taşırlar).
Bu, bir dereceye kadar, "temel kalite" için standart bir kriter teşkil edebilir. Ancak, "kalite" terimi çok geneldir ve yalnızca IEC uygunluğuna dayanıyorsa genellikle kötüye kullanılır.
"Kalite"nin bir diğer hassas yönü de modülün "güvenilirlik"idir – PV müteahhitleri/yatırımcıları için önemli bir sorundur.
Güvenilirlik, mevcut IEC standartları tarafından tanımlanan veya kapsanmaz. Güvenilirlik standartlarının eksikliği kısmen, bugüne kadar PV alanlarından toplanan yeterli istatistiksel veri olmamasından kaynaklanmaktadır ("en eski" PV kurulumları bile garanti başına 20/25 yıllık kullanım ömrüne ulaşmak zorunda).
Ancak hem IEC 61215 hem de IEC 61646, burada güvenilirliğin ele alınmadığını açıkça belirtmektedir, bu nedenle bu standartlara uygun tasarım niteliği PV modülünün güvenilirliği anlamına gelmez. Bu nedenle, üreticiler, test evleri ve standardizasyon kuruluşları uzmanlar bir çaba bir PV güvenilirlik standardı için temel ayrıntılı bir araya geliyor. İlk taslak, umarım yakın gelecekte bir ara beklenebilir.
Garanti de söz layık bir konudur. 20+ yıl garanti kapsamındaki PV modüllerini satmak/satın almak piyasada yaygın bir uygulamadır. Garanti, güvenli çalışma (elektrik, termal, mekanik ve yangın tehlikeleri yok) ve kabul edilebilir performans düzeyini, yani sınırlı güç çıkışı bozulmasını (çoğu yılda %1 Pmax kaybı beyan) kapsayacak şekilde garanti lidir.
IEC 61215/61646'nın kalitesi ile ilgili genel uygulama kapsamı ve sınırlamaları açıklığa kavuşturulması sonucunda, kristal silikon (c-Si) ve ince film fotovoltaik modülleri için büyük önem taşıyan testlerin genel bir tanımı nı aşağıda belirtilmektedir. IEC 61215, mevcut ana kristal silikon teknolojilerinin sağlam bilgisine dayalı olarak tasarlanmış olsa da, IEC 61646 esas olarak amorf silikon (a-Si) teknolojisine dayanmaktadır. Bu nedenle, CiGS, CdTe, vb. gibi, ışığa maruz kalma ve termal etkilere karşı belirli davranış ve duyarlılık sunan nispeten yeni teknolojiler, test sırasında özellikle dikkat ve dikkat edilmesi gereken hususları gerektirir.
İki standarttaki farklılıklar italik metinde belirtilecektir.
Her iki standart da test edilecek numunelerin IEC 60410 uyarınca bir üretim partisinden rastgele alınmasını gerektirir.
Modüller belirtilen malzeme ve bileşenlerden imal edilmeli ve üreticinin kalite güvence süreçlerine tabi tutulmalıdır. Tüm numuneler her ayrıntıda tamamlanmalı ve üreticinin montaj/montaj talimatlarıile birlikte verilmelidir.
Şekil 1 testlerin doğasını açıklar.
Her iki standardın genel yaklaşımı şu şekilde özetlenebilir:
Tanımla "majör görsel bozukluklar."
Tanımla "pass/fail" kriterleri.
Yapilk testlertüm örneklerde.
Grup örneklerigeçmesitest dizileri.
Yaptek testlerden sonra post testleriVetest dizileri(IEC 61215).
Tek testlerden sonra test sonrası yapmaVetest dizilerinden sonra son ışık sırılsıklam(IEC 61646).
"Büyük görsel kusurlar için bak" ve"pass/fail" denetimiÖlçüt.
Şekil 1
Farklı örnekler, Şekil 2 ve 3'te belirtildiği gibi, farklı test dizilerinden paralel olarak geçer.
Şekil 2: Yeterlilik Testi Sırası (IEC 61215)
Şekil 3: Test Sırası (IEC 61646)
IEC 61215'te beş "majör görsel kusur" tanımlanırken, IEC 61646'da altı tane(italik IEC 61646 farklılıkları vardır):
a) superstratlar, yüzeyler, çerçeveler ve bağlantı kutuları da dahil olmak üzere kırık, çatlak veya yırtık dış yüzeyler;
b) Modülün kurulumu ve/veya çalışması bozulacak ölçüde, süperstrates, yüzeyler, çerçeveler ve bağlantı kutuları da dahil olmak üzere bükülmüş veya yanlış hizalanmış dış yüzeyler;
c) bir hücrede bir çatlak olan yayma modülün elektrik devresinden bu hücrenin alanının% 10'dan fazla kaldırabilirsiniz;
c) modülün aktif devresinin ince film katmanlarından herhangi birinin içinde veya görünür korozyonunda, herhangi bir hücrenin %10'undan fazlasında oluşan boşluklar; (IEC 61646)
d) elektrik devresinin herhangi bir bölümü ile modülün kenarı arasında sürekli bir yol oluşturan kabarcıklar veya delaminations;
e) Modülün kurulumu ve/veya işletilmesi nin bozulacağı ölçüde mekanik bütünlüğün kaybedilmesi;
f) Modül işaretleri (etiket) artık eklenmemiş veya bilgiler okunamaz. (IEC 61646)
6 operasyonel "pass/fail" kriteri ile birlikte:
a) maksimum çıkış gücünün bozulması, her testten sonra öngörülen sınırı veya her test sekansı sonrasında %8'i aşmaz;
a) Son ışık Sırılsıklam sonra, STC maksimum çıkış gücü üretici tarafından belirlenen minimum değerin% 90'ından az değildir. (IEC 61646)
b) testler sırasında herhangi bir açık devre sergilenmemiş olması;
c) büyük kusurların görsel bir kanıtı yoktur;
d) Yalıtım testi gereklilikleri testlerden sonra yerine getirilir;
e) Issız sızıntı akım test gereksinimleri her dizinin başında ve sonunda ve nemli ısı testinden sonra karşılanır;
f) bireysel testlerin özel gereksinimleri karşılanır.
İki veya daha fazla örnek bu test kriterlerinden herhangi birinde başarısız olursa, tasarım yeterlilikte başarısız sayılır. Bir örnek herhangi bir testi geçemezse, diğer iki örnek en başından itibaren ilgili test sırasının tamamından geçer. Bu yeni örneklerden biri veya her ikisi de başarısız olursa, tasarım yeterlilik gerekliliklerini yerine getiremediği kabul edilir. Her iki örnek de test sırasını geçerse, tasarım yeterlilik gereksinimlerini karşılar kabul edilir.
Not:Belirli hatalar, tek bir örnekte olsa bile, hata analizi ve alandan geri dönüşleri önlemek için tasarım incelemesi gerektiren ciddi tasarım sorunlarının bir göstergesi olabilir (güvenilirlik sorunu). Bu gibi durumlarda, laboratuvar test sırasını durdurmalı ve üreticiyi ayrıntılı bir hata analizi yapmaya, kök nedenini belirlemeye ve değiştirilmiş numuneleri yeniden test etmek üzere göndermeden önce gerekli düzeltici eylemleri uygulamaya davet etmelidir.
Pmax bozulması ile ilgili IEC 61215 ve IEC 61646 arasındaki a) öğesi arasındaki fark yorum değer.
IEC 61215'te, Pmax bozulması her testin başında ölçülen ilk Pmax'ın %5'inden ve her test sekansının ardından %8'den fazla olamaz.
IEC 61646'da iki önemli unsur vardır:
1. Minimum Pmax tanımı (işaretli Pmax ± t(%) türetilmiştir derecelendirme etiketinde, t(%) üretim toleransını gösterir).
2. Tüm numuneler hafif ıslatma geçirilmelidir ve son bir Pmax ≥ 0.9 x (Pmax – t(%)) göstermelidir.
Başka bir deyişle, IEC 61646 tek testlerden sonra Pmax'ın bozulma kriterinden vazgeçer (%-5) ve test dizileri (-8%) IEC 61215'te kullanılır ve bunun yerine tüm testler tamamlandıktan ve numuneler Hafif batırıldıktan sonra güç derecelendirmesine atıfta bulunarak Pmax bozulmasını denetlemeye dayanır.
Diğer bir fark ise, IEC 61215'in tüm numunelerin toplam 5,5 kWh/m'ye (açık devre) teşhir edilerek "ön koşullu" olmasını gerektirmesidir.2.
IEC 61646'da ön koşullandırmanın farklı ince film teknolojileri üzerinde yaratabileceği belirli etkilerden kaçınmak amacıyla bir gereklilik yoktur. Bazı ince film teknolojileri ışık kaynaklı bozulmaya karşı daha duyarlıdır, diğerleri ise koyu ısı etkilerine karşı daha duyarlıdır. Bu nedenle, ilk sonrası testler test dizileri ile değişiklikleri değerlendirmek için bir homojen bir yaklaşım olacaktır. Bunun yerine, IEC 61646, çevresel dizilerden sonra ve kontrol örneğinden sonra tüm numunelerde son ışık ıslatılması ve son Pmax'ın ölçülmesi ve pmax'ın nominal minimum değerine atıfta bulunarak bozulmanın kabul edilebilir olup olmadığını değerlendirmek için son Pmax'ı ölçmeçağrısında bulunur.
Burada testlerin kısa bir açıklamasını izler.(IEC 61646'daki farklar italik olarak işaret edilecektir.)
Görsel denetim: genellikle bir tanı kontrolüdür.
Amaç iyi aydınlatılmış bir alanda modül kontrol ederek yukarıda tanımlanan "büyük görsel kusurları" tespit etmektir (1000 lux).
Tüm test dizileri boyunca birden çok kez tekrarlanır ve diğer tüm testlerden daha fazla yapılır.
Maksimum güç (Pmax): genellikle bir performans parametresi.
Ayrıca çeşitli çevresel testler öncesinde ve sonrasında birkaç kez yapılır. Bir güneş simülatörü veya açık havada yapılabilir.
Standart, bir dizi hücre sıcaklığı (25°C ila 50°C) ve ışınlama seviyeleri (700 W/m2 ila 1.100 W/m2) için testi gerçekleştirme olanağı verse de, PV laboratuvarları arasında testin standart test koşullarında (STC) uygulanması yaygın bir uygulamadır. Tanım olarak, STC karşılık gelir: 1000 W /m2, 25 ° C hücre sıcaklığı, bir referans güneş spektral ışınlanma Hava Kütlesi denilen 1.5 (AM1.5), IEC 60904-3 tanımlandığı gibi.
Çoğu laboratuvar, AM1.5'e mümkün olduğunca yakın bir spektruma sahip güneş simülatörleri ile iç mekan testlerini kullanır. Güneş simülatörü özellikleri ve standart AM1.5 sapmaları IEC 60904-9 göre sınıflandırılabilir. Birçok güneş simülatörü tedarikçileri mümkün olan en yüksek derece sınıflandırılmış sistemleri sunuyoruz: AAA, ilk harfi spektrum kalitesini gösterir nerede, ikinci harf; test alanında ve üçüncü harf üzerinde ışınlama tekdüzeliği; ışınlamanın zamansal stabilitesi. Güneş simülatörlerinin sınıflandırılması IEC 60904-9:2007 bulunabilir.
Not:Tedarikçilerin kendi beyanları, ölçüm izlenebilirliğinin
Dünya PV Ölçeği.
Dünya PV Ölçeği'ne doğru ve izlenebilir Bir Pmax ölçümü kritik öneme sahiptir. Yalnızca geçiş/başarısız ölçütlerinden biri olmakla kalmıyor, ölçülen değerler de son kullanıcılar tarafından güç verimi değerlendirmeleri için bir performans göstergesi olarak kullanılabilir.
Her iki standart da sıcaklık, gerilim, akım ve ışınlama ölçümü için çeşitli doğruluk gereklilikleri belirlebilmiştir.
IEC 61215'teki güç ölçümü için gerekli tekrarlanabilirliğin sadece ±%1 olduğunu belirtmek önemlidir.
IEC 61646'da, muhtemelen farklı ince film teknolojilerinin bilinen "istikrarsızlık" ve "tekrarlanabilirlik" sorunları nedeniyle böyle bir gereksinimden söz yoktur. Bunun yerine, IEC 61646 genel bir tavsiyesi vardır:
"Pik güç ölçümlerinin benzer çalışma koşullarında yapıldığından emin olmak için her türlü çaba gösterilmelidir, yani belirli bir modüldeki tüm pik güç ölçümlerini yaklaşık olarak aynı sıcaklık ve ışıklandırmada yaparak düzeltmenin büyüklüğünü en aza indirmelidir."
Pmax ölçümünün doğruluğuna katkıda bulunan bir diğer önemli faktör, özellikle ince film için, laboratuvar tarafından kullanılan referans hücreleri ile test altında bulunan özel teknoloji arasındaki spektral uyumsuzluk.
Yalıtım direnci: bir elektrik güvenlik testidir.
Amaç, bir modülün akım taşıyan parçaları ile çerçeve (veya dış dünya) arasında yeterli elektrik yalıtımına sahip olup olmadığını belirlemektir. Bir dielektrik mukavemet test 1000 V artı iki katı maksimum sistem gerilimi dc gerilim kaynağı uygulamak için kullanılır. Testten sonra, ne bir arıza, ne de herhangi bir yüzey takibi olacaktır. 0,1 m'den büyük alana sahip modüller için2, direnç her metrekare için 40 MΩ'dan az olamaz.
Islör sızıntı akım testi: bir elektrik güvenlik testi, çok.
Amaç, modül yalıtımını ıslak çalışma koşullarında (yağmur, sis, çiy, erimiş kar) nem delmeye karşı değerlendirmek, korozyon, zemin arızası ve dolayısıyla elektrik çarpması tehlikesini önlemektir.
Modül, daldırma için tasarlanmayan bağlantı kutularının kablo girişleri hariç tüm yüzeyleri kaplayan sığ bir tanka daldırılır (IPX7'den daha düşük). Kısa çıkış konektörleri ile su banyosu çözeltisi arasında modülün maksimum sistem gerilimine 2 dakika kadar test gerilimi uygulanır.
Yalıtım direnci, 0,1 m'den büyük alana sahip modüller için her metrekare için 40 MΩ'dan az olamaz.2.
Miyon konektörlerin test sırasında çözüme daldırılması gerektiğini ve hatalı bir konektör tasarımının önemli bir FAIL sonucunun nedeni olabileceğini bilmek önemlidir.
Not:Hatalı konektörler nedeniyle ıslak sızıntı akım testinin arızası nadir bir durum değildir ve bu nedenle, kesinlikle sahadaki operatörler için gerçek bir tehlike teşkil eder. PV konektörlerini ele alan Bir IEC standardı yoktur, ancak uyumlu bir Avrupa standardı vardır (EN 50521). EN 50521'e ait sertifikalı konektörler Termal Döngüler (200) ve Nemli Isı (1000 saat) dahil olmak üzere ciddi testlere maruz kalmaktadır ve tedarikçi seçiminde bir ölçüt olarak kullanılabilir. Ancak, modül ile test son söz sahibi olacaktır. Bağlantı kutuları ile birlikte verilen konektörler üzerinde yakından takip PV modül üreticileri için hassas bir görevdir. Farklı tasarıma sahip konektör tedarikçilerinin "kolay" değişimi, ıslak sızıntı akım testi için önemli bir risk teşkil edebilir.
Islönme akım testi, test laboratuvarlarında PV yeterliliği sırasında en çok tekrarlanan hatalardan biri olarak sıralanır. Arıza bir bağlayıcı sorunu nedeniyle olmadığında (yukarıda belirtildiği gibi), arıza büyük olasılıkla üretim sırasında laminasyon ve kenar sızdırmazlık işlemleri ile ilgili sorunlar olan modüller için Nemli Isı testi ve/veya Nem Dondurma testinden sonra meydana gelecektir.
Sıcaklık katsayıları: bir performans parametresi.
Amaç, kısa devre akım Isc (α), açık devre gerilimvoc (β) sıcaklık katsayıları belirlemektir
ve modül ölçümlerinden maksimum güç (Pmax) (δ). Bu kadar belirlenen katsayılar sadece ölçümlerin yapıldığı ışınlamada geçerlidir (örn. 1000 W/m2güneş simülatörü kullanarak en laboratuvarlar için).
IEC 60891'e göre belirli bir ışınlama aralığında doğrusallığı bilinen modüller için hesaplanan katsayılar bu ışınlama aralığında geçerli kabul edilebilir.
IEC 61646 daha "ihtiyatlı" ve sıcaklık katsayıları ışınlama ve modülün termal geçmişine bağlı olabilir ince film modülleri ile ilgili ek bir not yapar ... Ancak test açısından, sıcaklık katsayısı test kutusu sadece ilk sol test sırası (şek. 3) altına konur. Bu örneğin "ışınlama ve termal geçmişi" sadece laboratuvara ulaşmak için gereken "yolculuk"tan, depolandığı ortam koşullarından, ilk testlerden ve son olarak açık pozlama testinden (60 kWh/m) oluşur.2).
Güneş simülatörleri ile ölçüm için iki yöntem kullanılır:
1. Modülün ısıtılması sırasında veya
2. modülün soğutulan;
30°C'lik bir aralıkta (örneğin,25°C – 55°C) ve her 5°C aralığında, güneş simülatörü Isc, Voc ve Pmax dahil olmak üzere bir I-V ölçümü (Isc, Voc, Pmax yansıtılır, ancak I-V süpürme sırasında ölçülür) alır.
Isc, Voc ve Pmax değerleri, her veri kümesi için sıcaklık fonksiyonları olarak çizilir. α, β ve δ katsayıları, çizilen üç fonksiyon için en az karelere uyan düz çizgilerin yamaçlarından hesaplanır
Belirli bir ışınlama düzeyi göz önüne alındığında, β (Voc için) ve δ (Pmax için) sıcaklık değişikliklerine karşı en hassas iki kişi olduğu unutulmamalıdır. Her ikiside de "-" işareti vardır ve Voc ve Pmax'ın artan sıcaklıkla azaldığını, α (Isc için) ise β ve δ'den çok daha küçük bir değere sahip olduğunu belirtir. Hesaplanan α, β ve δ'nin 25°C (1000 W/m2) cinsinden Isc, Voc ve Pmax değerlerine bölünmesi yle üç katsayı da göreceli yüzdeler olarak ifade edilebilir.
Sıcaklık katsayıları, sıcak iklimlerde modüllerin enerji getirilerini simüle etmek için genellikle son kullanıcılar tarafından kullanılan performans parametreleridir. 1000 W/m'de geçerli olduklarını unutmamak gerekir.2farklı ışınlama düzeylerinde modülün doğrusallığı kanıtlanmadıkça laboratuvarda kullanılan ışınlama düzeyi.
Nominal Çalışma Hücre Sıcaklığı (NOCT): bir performans parametresi.
NOCT, aşağıdaki standart referans ortamında açık rafa monte edilmiş bir modül için tanımlanır:
eğim açısı: yatay dan 45°
toplam ışınlama: 800 W/m2
ortam sıcaklığı: 20°C
rüzgar hızı: 1 m/s
elektrik yükü yok: açık devre
NOCT, sistem tasarımcısı tarafından bir modülün sahada çalışacağı sıcaklık için bir rehber olarak kullanılabilir ve bu nedenle farklı modül tasarımlarının performansını karşılaştırırken yararlı bir parametredir. Ancak,
gerçek çalışma sıcaklığı doğrudan montaj yapısına, ışınlanma, rüzgar hızına, ortam sıcaklığına, yansımalara ve yerden ve yakındaki nesnelerden gelen emisyonlara bağlıdır.
NOCT'yi belirlemek için kullanılan "birincil yöntem" Hem IEC 61215 hem de IEC 61646 tarafından kullanılan bir dış hava ölçüm yöntemidir ve tüm PV modülleri için evrensel olarak geçerlidir. Açık raf montajı için tasarlanmayan modüllerde, birincil yöntem, üreticinin önerdiği şekilde monte edilmiş modülle, güneş pili bağlantı sıcaklığının dengesini belirlemek için kullanılabilir.
Test kurulumu, ışınlama (pironametre), ortam sıcaklığı (sıcaklık sensörleri), hücre sıcaklığı (modülün arka tarafına iki merkezi hücreye karşılık gelen termoçiftler), rüzgar hızı (hız sensörü) ve rüzgar yönü (yön sensörü) için veri günlüğü ve seçimi gerektirir. Tüm bu miktarlar NOCT'nin hesaplanmasında kabul edilebilir olması için belirli aralıklarla olacaktır.
Son NOCT'nin hesaplanmasında 'güneş öğlen' öncesinde ve sonrasında alınan en az 10 kabul edilebilir veri noktası kümesi kullanılır.
Dış mekan maruziyeti: bir ışınlama testidir.
Amaç, modülün dış ortam koşullarına maruz kalma yeteneğine dayanma yeteneğinin bir ön değerlendirmesidir. Ancak, sadece toplam 60 kWh/m maruz kalma içerir2modülün ömrü hakkında herhangi bir yargıda bulunmak için oldukça kısa bir süre.
Diğer taraftan, bu test diğer laboratuvar testleri tarafından tespit edilemeyen olası sorunların yararlı bir göstergesi olabilir.
IEC 61215, başlangıç değerinin %5'ini geçmemek üzere maksimum gücün (Pmax) bozulmasını gerektirir.
IEC 61646, işaretli "Pmax – t%" işaretli den daha düşük olmaması için maksimum güç (Pmax) gerektirir.
IEC 61215'e göre ön koşullu c-Si modülleri iken (5,5 kWh/m2) bu test ile bir kritiklik göstermez, bazı ince film teknolojileri daha fazla sorun yaşayabilir. Bunun nedeni, IEC 61646'da 60 kWh/m2 pozlama sonrası ölçülen Pmax'ın üretici tarafından işaretlenen "Pmax – t% t" den daha yüksek olması gerektiği gerçeğiile açıklanabilir. Bu örnek, laboratuvarın konumuna bağlı olarak 24 saatin üzerindeki çeşitli iklim koşullarında toplam 60 kWh/m2'lik ilk testlerin ve açık hava maruziyetinin ilk test sırası altında dır. Üretici tarafından ışık kaynaklı bozulma, ısıya duyarlılık, nem vb. açısından test edilen teknolojinin sağlam bir bilgisi, nominal Pmax'ı doğru bir şekilde belirlemek ve testi geçmek için gereklidir.
Sıcak nokta dayanıklılığı: termal/tanısal bir testtir.
Amaç, modülün çatlak, uyumsuz hücreler, ara bağlantı arızaları, kısmi gölgeleme veya kirlenmenin neden olduğu lokalize ısıtmaya dayanma yeteneğini belirlemektir.
Sıcak nokta ısıtma, modülün çalışma akımı hatalı (veya gölgeli) bir hücrenin (lar) azaltılmış kısa devre akımını aştığında oluşur. Bu, ısıyı dağıtan bir yük haline geldiğinde hücre(ler) ters bir önyargı durumuna zorlar. Ciddi sıcak nokta fenomenleri tüm katmanların düpedüz yanıkları kadar dramatik olabilir, çatlama ve hatta cam kırılması. Daha az şiddetli sıcak nokta koşullarında bile, bypass diyotunun müdahalesi ile modülün bir kısmının (dize olarak da bilinir) dışlanmasının modülün güç çıkışında mantıklı bir düşüşe neden olduğunu belirtmek önemlidir.
IEC 61215'te ilgili madde 10.9'un gerçekçi sıcak nokta koşullarını simüle etme yaklaşımı sürekli tartışılmaktadır.
Ana test laboratuvarları tarafından, sıcak nokta yönteminin mevcut sürümünün gerçek bir sıcak nokta durumunu temsil etmediği ve temsil edilemediği kabul edilmektedir. IEC'nin TC82'si içinde geliştirilmiş bir sıcak nokta yöntemi hazırlanmıştır ve 3 ile normatif hale gelmesi beklenmektedirRd2010 yılında IEC 61215 sürümü. Bazı test laboratuvarları zaten geliştirilmiş yöntemi kullanmaya karar verdik.
Daha fazla bilgi ve ayrıntılar gelecekteki bir makalede sağlanacaktır.
Farklı laboratuvarlarda arıza oranı istatistikleri farklılık gösterebilir, ancak sıcak nokta hala hem c-Si hem de ince film modülleri için en sık 5 hata arasında yer alıyor gibi görünetmektedir.
Bypass diyot: bir termal testtir.
Bypass diyot modül tasarımının çok önemli bir yönüdür. Bu sıcak nokta koşulları altında modülün termal davranışını belirleyen ve bu nedenle de doğrudan alanında güvenilirliği etkileyen kritik bir bileşenidir.
Test yöntemi, diyot(lar) gövdesine bir termokupl takmayı, modülü 75°C ± 5°C'ye kadar ısıtmayı ve STC'de 1 saat boyunca ölçülen kısa devre akımı Isc'e eşit bir akım uygulanmasını gerektirir.
Her baypas diyot gövdesinin sıcaklığı ölçülür (Tcase) ve bağlantı sıcaklığı (Tj) hesaplanır
diyot üreticisi tarafından sağlanan özellikleri kullanarak bir formül kullanarak (RTHjc = tcase tj ile ilgili diyot üreticisi tarafından sağlanan sabit, genellikle bir tasarım parametresi, ve UD = diyot gerilimi, ID = diyot akımı).
Daha sonra akım, modül sıcaklığını aynı sıcaklıkta korurken STC'de ölçülen kısa devre akımının 1,25 katına çıkarılır.
Diyot hala çalışır durumda olacak.
Bypass diyot testlerinin arızaları, diyot üreticisi tarafından aşırıya kaçması veya modülün Modül üreticisi tarafından Isc'e göre yanlış elektriksel konfigürasyonundan kaynaklanan belirli bir frekansta meydana gelir.
Çoğu durumda, baypas diyotları tüm alt montaj (bağlantı kutusu + kablo + konektör) bağlantı kutusunda dahil bileşenleri olarak verilir. Bu nedenle, bu küçük bileşenin modül üreticisi tarafından gelen mal kontrolleri sırasında yakından kontrol edildiğinden emin olmak kritik öneme sahiptir.
UV ön koşullandırma: bir ışınlama testidir.
Amaç, termal döngü ve nem dondurma testleri yapılmadan önce ultraviyole (UV) bozulmasına duyarlı olan malzemeleri belirlemektir.
IEC 61215, modülü n15 kWh/m toplam UV ışınlamaya tabi tılamaz2(UVA + UVB) bölgelerinde
(280 nm – 400 nm), en az 5 kWh/m2, yani UVB bölgesinde %33 (280 nm – 320 nm), modülü 60 °C ± 5 °C'de tutarken.
(IEC 61646 toplam UV ışınlama% 3 ila% 10 bir UVB bölümü gerektirir). Bu gereklilik, IECEE CB Şeması kapsamında ki CTL Karar Formu n. 733 ile IEC 61215 için de uyumlu hale getirilmiştir.
UV odalarının kurulumunun kritik bir yönü, sıcak UV odalarında uzun pozlama süreleri boyunca hala doğru çalışırken 60°C ± 5°C çalışma sıcaklıklarında da izlenebilirlik sağlayan kalibre edilmiş UVA ve UVB sensörleri olmasıdır.
PV laboratuvarlarında UV maruziyet testinin çok düşük başarısızlık oranı, modülün ömrü boyunca gerçek maruziyetlere kıyasla nispeten düşük miktarda UV ışınlaması ile açıklanabilir.
Termal bisiklet TC200 (200 döngü): bir çevre testidir.
Bu test, aşırı sıcaklık değişiklikleri sonucunda malzemeler üzerindeki Termal gerilmeleri simüle etme amacına sahiptir. En sık, lehimli bağlantılar çeşitli kapsüllü malzemelerin farklı ısı genleşme katsayıları nedeniyle laminat içinde meydan vardır. Bu büyük hatalar için başarısızlık neden olabilir, Pmax bozulması, elektrik devresi kesintisi, veya yalıtım testi.
IEC 61215, modül sıcaklığı 25°C'nin üzerinde olduğunda, en yüksek güçte ölçülen akımın ±%2'si içinde bir akım enjeksiyonu gerektirir.
IEC 61646 için akım enjeksiyonu yoktur, ancak elektrik devresinin sürekliliği izlenmelidir (küçük bir dirençli yük yeterli olacaktır).
Modül, Şekil 4'teki profille birlikte –40°C ± 2°C ve +85°C ± 2°C'lik bisiklet sıcaklık limitlerine tabi tutulur.
TC200 için arıza oranları% 30-40 gibi yüksek olabilir. Eğer Damp Heat ile birlikte, bazı laboratuvarlarda, her ikisi de c-SI modülleri için toplam hataların% 70'inden fazlasını hesaplayabilir.
TC200 başarısızlık oranı ince film için daha düşüktür, ama yine de üreticilerin dikkatini değer.
Nem-donma: bir çevre testidir.
Amaç, modülün nem ve ardından gelen yüksek sıcaklıkların etkilerine dayanma yeteneğini ve ardından son derece düşük sıcaklıkları belirlemektir.
Modül, Şekil 5'teki (IEC 61646) harmonize profile göre 10 tam döngüye tabi tutulur.
Bağıl nem gereksinimi RH = %85 ± %5 sadece 85°C'de geçerlidir.
Bu testten sonra, görsel muayeneden 2 ila 4 saat önce modül dinlenmesine izin verilir, maksimum çıkış gücü ve yalıtım direnci ölçülür.
Bu testin başarısızlık oranları %10-20 aralığında kalır.
Sonlandırma sağlamlığı: mekanik bir testtir.
Modülün kablolar, uçan kablolar, vidalar veya vakaların çoğunda PV konektörleri (Tip C) olabilecek sonlandırmalarının sağlamlığını belirlemek için kullanılır. Sonlandırmalar, iEC 60068-2-21'de başvurulan çeşitli çevrimler ve çekme mukavemeti ile bükme ve tork testlerinde normal montajı ve taşımayı simüle eden bir stres testinden geçer.
Nemli ısı DH1000 (1000 saat): bir çevre testidir.
Amaç, modülün 1000 saat boyunca %85 ± %5 bağıl nem oranı ile 85°C ± 2°C uygulayarak nem penetrasyonuna uzun süreli maruz kalma yeteneğini belirlemektir.
DH1000 en "malign" ve c-Si modülleri için toplam hataların% 40-50'ye kadar muhasebe bazı laboratuvarlarda başarısızlık oranları üst listesinde yer almaktadır. Benzer arıza oranları INCE film ile de DH1000 için görülebilir.
Bu testin şiddeti özellikle laminasyon işlemine ve nemden kaynaklanan kenar sızdırmazlığına meydan okur. Nem penetrasyonu sonucunda hücre parçalarının önemli delamiasyonları ve korozyonu görülebilir. DH1000'den sonra büyük bir hata saptanmasa bile, modül sonraki mekanik yük testi için "kırılgan" hale gelecek şekilde vurgulanmıştır.
Mekanik yük testi
Bu yükleme testi, modülün rüzgar, kar, statik veya buz yüklerine dayanma yeteneğini araştırmaktır.
Mekanik yük Nemli Isı sonra gelir ve bu nedenle ciddi bir çevresel stres uğramıştır bir örnek üzerinde yapılır.
Bu testin en kritik yönü, modülün üreticinin montaj talimatlarına göre monte edilmesi, yani modülün montaj yapısındaki amaçlanan sabitleme noktalarının bu noktalar arasındaki amaçlanan ara mesafe ile kullanılması ve varsa uygun montaj aksesuarlarının (somun, cıvata, kelepçe, vb.) kullanılmasıdır.
Büyük alanlı ve çerçevesiz ince film modüllerinin bazı durumları yukarıdaki koşullar açısından kritik öneme sahiptir.
Uygun montaj aparatlarına dikkat edilmezse, arızanın yapısal sorunlar dan mı yoksa uygun olmayan bir montaj tekniğinden mi kaynaklandığı sorusu devam eder.
Dikkate alınması gereken bir diğer husus da uygulanan yükün modülün yüzeyi üzerindeki tekdüzeliğidir. Standartlar, yükün tekdüzelik nasıl kontrol edileceğini belirtmeden "kademeli, tek düze bir şekilde" uygulanmasını gerektirir.
Modülün her yüzüne 1 saat boyunca 2.400 Pa (130 km/saat rüzgar basıncına eşittir) uygulanır.
Modül, ağır kar ve buz birikimlerine dayanacak nitelikte olacaksa, bu testin son döngüsünde modülün ön önüne uygulanan yük 2.400 Pa'dan 5.400 Pa'ya yükseltilir.
Sonunda önemli bir görsel kusur, test sırasında aralıklı açık devre saptanır. Ayrıca Pmax (sadece IEC 61215 için) ve yalıtım direnci bu testten sonra kontrol edilir.
Dolu etkisi: mekanik bir testtir.
Modülün ~ –4°C sıcaklıktaki dolu taşlarının etkisine dayanabileceğini doğrulamak için. Test ekipmanı, modüle belirtilen darbe noktalarında +/- 10 mm mesafe değişiminde çarpabilmek için buz toplarının çeşitli ağırlıklarını belirtilen hızlarda itebilen benzersiz bir fırlatıcıdır. (Tablo 1)
Buz topunun soğuk depolama kabından çıkarılması ile modül üzerindeki etkisi arasındaki süre 60 s'yi geçemez.
25 mm/7.53 g buz topları kullanmak oldukça yaygın bir uygulamadır.
Yine, testten sonra bir dolu taşları ve ayrıca Pmax (Sadece IEC 61215 için) ve yalıtım direnci neden olduğu herhangi bir büyük kusurları olup olmadığını kontrol etmelisiniz.
Laboratuvar istatistikleri bu test için çok düşük başarısızlık oranları göstermektedir.
Işık ıslatma: ışınlanma(sadece ince film IEC 61646 için geçerlidir)
Bu ince film modülleri son geçiş / başarısız kararı için kritik bir pasajdır. Amaç, pmax'ı üretici tarafından işaretlenen minimum değere karşı kontrol etmeden önce tüm testler tamamlandıktan sonra, ince film modüllerinin elektriksel özelliklerini, uzun süreli ışınmaya maruz kalarak stabilize etmektir.
Test doğal güneş ışığı altında veya sabit devlet güneş simülatörü altında yapılabilir.
Karşıt yük koşulu altında modüller, 50°C ± 10°C sıcaklık aralığında 600 - 1000 W/m2 arasında bir ışınlama altında yerleştirilir ve bu da pmax ölçümlerinin art arda iki kez maruz kalma süresinin en az 43 kWh/m'ye kadar olmasıdır.2her durumu memnun (Pmax – Pmin)/P(ortalama)<>
Son olarak, IECEE Yeniden Test Kılavuzu ile ilgili bir not. İlginçtir ki, ince film için "hücre teknolojisinde değişim" olarak düşünülebilir ne iyi tanımlanmış değildir, böylece bir "teknoloji ve verimlilik geliştirme", "istikrar geliştirme" veya "güç çıkışı artışı devlet olabilir durumlarda farklı yorum ve yaklaşımlar büyük bir gri alan bırakarak." Bu "hücre teknolojisindeki değişim" vakaları ve evet ise, ne ölçüde ve hangi testlerin tekrarlanmaları gerekiyor? Bugün okunduğu gibi, Yeniden Test Kılavuzu, önceki sertifikaların genişletilmesine giden bir yol bırakır (>%10) sadece hot-spot testi tekrarlayarak.
Not 2 Retest Kılavuzu tırnak "... 10.19 testinin son ışıkıslatılması tüm test numuneleri için zorunludur, ancak uygulamada ince film teknolojisinin ana yönünü test altına almadan makul bir şekilde artan gücü genişletme sonucu test laboratuvarları tarafından genellikle göz ardı edilir: güç stabilizasyonu.
Özetle, bu makalede açıklanan test performans testi için en az gereklilik olarak IEC tarafından belirlenmiştir, ancak başlangıçta belirtildiği gibi, aynı zamanda güvenlik tasarımı ve test gereksinimlerine uymak gerekir
IEC 61730-1 ve IEC 61730-2. Üreticiler pazarda daha rekabetçi olmak için çalışıyoruz, çoğu kendi modülü tarafsız, tarafsız bir test programı uğramıştır kanıtlamak için bir sertifikasyonu ile çalışıyoruz. Yeniden tasarım veya üretim süreçleri sırasında herhangi bir değişiklik meydana gelirse, sertifika kuruluşları önceki sertifikaları genişletmeden önce hangi testleri tekrarlayacaklarını belirlemek için 'uyumlu' IECEE CB Programı yeniden test kılavuzunu kullanır. Güvenilirlik açısından, bazı şimdiye kadar kombine iç ve dış güvenilirlik test programları bir yıldan daha büyük bir uzantısı yapmak için gidiyoruz.
Regan Arndt, Fremont, CA'da bulunan TÜV SÜDs Fotovoltaik Takım'ın Kuzey Amerika yöneticisi ve teknik sertifikasıdır. Calgary, Alberta, Kanada'daki Southern Alberta Institute of Technology'den (SAIT) Elektronik Mühendisliği'nden mezun oldu ve Ölçüm, Kontrol ve Laboratuvar Kullanımı için Fotovoltaik, Bilgi Teknolojisi Ekipmanları, Telekomünikasyon ve Elektrik Ekipmanları alanlarında test ve belgelendirme konusunda 15 yılı aşkın deneyime sahiptir. Regan Pekin Çin Bilimler Akademisi Yenilenebilir Enerji Bölümü'nde Fotovoltaik Tasarım ve test için resmi eğitim aldı. O rarndt @ tuvam.com ulaşılabilir.
Dr. Ing. Robert Puto, TÜV SUD'da Fotovoltaların Global direktörüdür. Politecnico di Torino 'dan (Torino Politeknik Üniversitesi), İtalya'da Elektronik Mühendisliği alanında doktora derecesine ve CEIBS - Shanghai, China'dan Uluslararası İşletme Yönetimi alanında yüksek lisans derecesine sahiptir. Fotovoltaik dahil olmak üzere çeşitli elektrik ürünlerinin test ve belgelendirilmesinde 15 yıllık deneyime sahiptir. Ayrıca TÜV SÜD grubunda PV Kıdemli Ürün Uzmanı, PV teknik certifier statüsünde ve ISO IEC 17025 laboratuvar değerlendirmeleri için yetkili denetçi olarak görev yapmaktadır.