太陽光発電パネルのIEC標準テストの基本的な理解

Jun 18, 2020

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出典:incompliancemag


Basic Understanding Of IEC Standard Testing For Photovoltaic Panels


太陽光発電(PV)業界は、2000年以降、材料レベルから大規模モジュール製造までの並外れた技術の進歩の結果として、信じられないほど急速に変化しました。

PV業界は今後数年間で一貫して成長すると予想されるため、2つの主な質問が市場オペレーターの間で注目を集めています。

1.「良質」モジュールを構成するものは何ですか?

2.現場での「信頼性」はどの程度ですか?

どちらも、現時点では、未解決のままです。

この記事で説明するパフォーマンスPV規格、つまりIEC 61215(Ed。2 – 2005)およびIEC 61646
(Ed.2 – 2008)、PVモジュールの設計認定の特定のテストシーケンス、条件、および要件を設定します。

設計資格は、標準的な気候(IEC 60721-2-1で定義)に長時間さらされた場合のPVモジュールの性能を表すものと見なされます。さらに、他にもいくつかの規格があります(IEC 61730-1、IEC 61730-2
およびUL1703)モジュールの安全認定に対応していますが、この領域は今後の記事で対応する予定です。

認定分野では、設計認定はIEC、EN、またはその他の国家規格に準拠した型式テストに基づいています。

「IEC認証」や「IEC認証」などの用語の不適切性や、認証を発行した認証機関のロゴの代わりにIECロゴを使用した広告を指摘する価値があります。 IECは認証機関ではありません。これは、国際標準化組織であるInternational Electrotechnical Committeeの頭字語です。

型式テストが認証機関による定期的な工場検査と組み合わされている場合、これはその認証機関が発行する証明書の基礎になります(したがって、特定のマーク/ロゴが付いています)。

これは、ある程度、「基本品質」の標準的な基準となる場合があります。ただし、「品質」という用語は一般的すぎるため、IEC準拠のみに基づいている場合は誤用されることがよくあります。

「品質」のもう1つの重要な側面は、モジュールの「信頼性」です。これは、太陽光発電の請負業者/投資家にとって大きな懸念事項です。

信頼性は、既存のIEC規格では定義もカバーもされていません。信頼性基準の欠如は、現在まで、PVフィールドから収集された統計データが十分ではないという事実に一部起因しています(「最も古い」PV設備でも、保証に従って20/25年の寿命に達する必要があります)。 。

ただし、IEC 61215とIEC 61646のどちらにも、信頼性については触れられていないことが明記されているため、これらの規格に対する設計認定は、PVモジュールの信頼性を意味するものではありません。そのため、製造業者、試験機関、標準化団体の専門家が集まり、PV信頼性基準の基礎を練り上げようとしています。最初のドラフトが期待されますが、近いうちにいつかは期待できます。

保証も言及に値する問題です。 20年間の保証が適用されるPVモジュールを販売/購入することは、市場では一般的な慣習です。保証は、安全な操作(電気的、熱的、機械的、および火災の危険性なし)と許容レベルのパフォーマンス、つまり制限された電力出力の低下(ほとんどが1年あたり1%Pmax損失を宣言)をカバーすることになっています。

IEC 61215/61646の品質に関するアプリケーションの一般的な範囲と制限を明確にしたので、以下はテストの一般的な説明を提供し、結晶シリコン(c-Si)および薄膜光起電モジュールに非常に重要なものを強調します。 IEC 61215は既存の主な結晶シリコンテクノロジーに関する確かな知識に基づいて設計されていますが、IEC 61646は主にアモルファスシリコン(a-Si)テクノロジーに基づいていました。したがって、CIGS、CdTeなどの比較的新しいテクノロジーでは、特定の動作と、光への露出と熱の影響に対する感度があり、テスト中は特別な注意と考慮が必要です。

2つの規格の違いは斜体で示されます。

どちらの規格でも、テスト用のサンプルは、IEC 60410に準拠して、製造バッチからランダムに採取する必要があります。

モジュールは、特定の材料とコンポーネントから製造され、製造元の品質保証プロセスに従う必要があります。すべてのサンプルは細部にわたって完全であり、製造元の取り付け/設置説明書が付属している必要があります。

図1は、テストの性質を示しています。

  • 両方の標準の一般的なアプローチは、次のように要約できます。

  • 主な視覚障害.”

  • 合格/不合格」の基準。

  • 行う初期テストすべてのサンプルで。

  • グループのサンプル受けるテストシーケンス.

  • 行う単一のテストの後のポストテスト、およびテストシーケンス(IEC 61215)。

  • 単一のテストの後にテストを投稿する、およびテストシーケンス後の最終的なライトソーキング(IEC 61646)。

  • 「主な視覚的欠陥」を探します」と「合格/不合格」を確認基準。

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図1

図2および3に示すように、異なるサンプルは異なるテストシーケンスを並行して実行します。

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図2:認定テストシーケンス(IEC 61215)


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図3:テストシーケンス(IEC 61646)

IEC 61215には5つの「主要な視覚的欠陥」が定義されていますが、IEC 61646には6つあります(斜体はIEC 61646の違いです):

a)外板、基板、フレーム、ジャンクションボックスを含む、破損、ひび割れ、または破れた外面

b)モジュールの設置および/または操作が損なわれる程度まで、上層板、基板、フレーム、およびジャンクションボックスを含む、曲がったり位置がずれている外面。

c)モジュールの電気回路からそのセルの面積の10%以上を除去できるセルの亀裂。
c)モジュールのアクティブ回路の薄膜層のボイド、または目に見える腐食。セルの10%以上に広がっています。 (IEC 61646)

d)電気回路の任意の部分とモジュールの端との間に連続的な経路を形成する気泡または層間剥離;

e)モジュールの設置および/または操作が損なわれる範囲での機械的完全性の損失。

f)モジュールのマーキング(ラベル)が添付されていないか、情報が読み取れません。 (IEC 61646)

6つの運用上の「合格/不合格」の基準に加えて:

a)最大出力電力の低下が、各テスト後に規定された制限を超えず、各テストシーケンス後に8%を超えない。
a)最終的な光ソーキング後、STCでの最大出力電力は、製造元が指定した最小値の90%以上です。 (IEC 61646)

b)試験中に開回路を示したサンプルがない。

c)重大な欠陥の視覚的証拠はない。

d)試験後に絶縁試験の要件が満たされている。

e)湿式漏れ電流テストの要件は、各シーケンスの開始時と終了時、および湿熱テスト後に満たされます。

f)個々のテストの特定の要件が満たされている。

2つ以上のサンプルがこれらのテスト基準のいずれかを満たしていない場合、デザインは認定に失敗したと見なされます。 1つのサンプルがいずれかのテストに失敗した場合、別の2つのサンプルは、最初から関連するテストシーケンス全体を実行する必要があります。これらの新しいサンプルのいずれかまたは両方も失敗した場合、デザインは認定要件に失敗したと見なされます。両方のサンプルがテストシーケンスに合格した場合、デザインは認定要件を満たしていると見なされます。

注意:単一のサンプルであっても、特定の障害は、現場からの返品を回避するために、障害分析と設計レビューを必要とする深刻な設計問題の指標となる可能性があります(信頼性の問題)。このような場合、ラボはテストシーケンスを停止し、製造者に詳細な故障分析を実行するように依頼し、根本原因を特定し、必要な修正措置を講じてから、変更したサンプルを再テストに提出する必要があります。

Pmaxの低下に関するIEC 61215とIEC 61646の間の項目a)の違いは、コメントする価値があります。

IEC 61215では、Pmax劣化は、各単一テストの開始時に測定された初期Pmaxの5%以下、および各テストシーケンス後に8%以下でなければなりません。

IEC 61646には2つの重要な要素があります。

1.最小Pmaxの定義(定格ラベルのマークされたPmax±t(%)から派生。ここで、t(%)は製造公差を示します)。

2.すべてのサンプルは光にさらされ、最終的なPmax≥0.9 x(Pmax – t(%))を示す必要があります。

言い換えると、IEC 61646は、IEC 61215で使用されている単一テスト(-5%)およびテストシーケンス(-8%)後のPmaxの劣化基準を放棄し、代わりに電力定格を参照してPmax劣化をチェックすることに依存しています。すべてのテストが完了し、サンプルは軽く浸されています。

もう1つの違いは、IEC 61215では、すべてのサンプルを合計5.5 kWh / mに(オープン回路で)露出することにより、すべてのサンプルを「事前調整」する必要があることです。2.

プリコンディショニングがさまざまな薄膜技術に与える特定の影響を回避する目的で、IEC 61646には要件はありません。一部の薄膜技術は、光によって引き起こされる劣化に対してより敏感ですが、他の技術は暗熱効果に対してより敏感です。したがって、イニシャルポストテストは、テストシーケンスを通じて変更を評価するための不均一なアプローチになります。代わりに、IEC 61646は、環境シーケンスの後のすべてのサンプルとコントロールサンプルに最終的な光を当て、最終的なPmaxを測定して、Pmaxの定格最小値を参照して劣化が許容できるかどうかを判断することを求めています。

以下は、テストの簡単な説明です。(IEC 61646の違いは斜体で示されます。)

目視検査:通常は診断チェックです。
目的は、十分に照明されたエリア(1000ルクス)でモジュールをチェックすることにより、上記で定義された「主要な視覚的欠陥」を検出することです。

すべてのテストシーケンスで何度も繰り返され、他のどのテストよりも多く実行されます。

最大電力(Pmax):通常、パフォーマンスパラメータです。
また、さまざまな環境テストの前後に数回実行されます。太陽シミュレーターまたは屋外で実行できます。

この規格では、セル温度(25°Cから50°C)と放射照度(700 W / m2から1,100 W / m2)の範囲でテストを実行することができますが、PVラボではこれを実行するのが一般的です。いわゆる標準試験条件(STC)で。定義により、STCは以下に対応します:IEC 60904-3で定義されているように、エアマス1.5(AM1.5)と呼ばれる基準太陽スペクトル放射照度で、セル温度25°C、1000 W / m2。

ほとんどの研究所は、AM1.5にできるだけ近いスペクトルを持つソーラーシミュレーターを使用した屋内テストを使用しています。ソーラーシミュレーターの特性と標準AM1.5からの偏差は、IEC 60904-9に従って分類できます。多くのソーラーシミュレータサプライヤーは、可能な限り最高の定格で分類されたシステムを提供しています。最初の文字がスペクトル品質を示し、2番目の文字がAAAです。テスト領域と3番目の文字の放射照度の均一性;放射照度の時間的安定性。ソーラーシミュレータの分類は、IEC 60904-9:2007に記載されています。

注意:サプライヤーによる自己宣言は、必ずしも
世界PVスケール。

世界のPVスケールに対する正確で追跡可能なPmax測定は非常に重要です。合格/不合格の基準の1つであるだけでなく、測定値は、エンドユーザーが電力歩留まり評価のパフォーマンスインジケーターとして使用することもできます。

どちらの規格も、温度、電圧、電流、放射照度の測定に関するいくつかの精度要件を設定しています。

IEC 61215の電力測定に必要な再現性は、±1%にすぎないことに注意することが重要です。

IEC 61646では、このような要件についての言及はありません。おそらく、さまざまな薄膜技術のよく知られた「不安定性」と「再現性」の問題が原因です。代わりに、IEC 61646には一般的な推奨事項があります。

「ピークパワー測定が同様の動作条件下で行われることを保証するためにあらゆる努力を払う必要があります。つまり、ほぼ同じ温度と放射照度で特定のモジュールのすべてのピークパワー測定を行うことにより、補正の大きさを最小限に抑えます。」

特に薄膜の場合、Pmax測定の精度に寄与するもう1つの重要な要素は、実験室で使用される参照セルとテスト中の特定のテクノロジーとの間のスペクトルの不一致です。

絶縁抵抗:電気安全試験です。
目的は、モジュールに通電部分とフレーム(または外界)との間に十分な電気絶縁があるかどうかを判断することです。耐電圧試験器を使用して、最大1000 Vプラス最大システム電圧の2倍のDC電圧源を印加します。試験後、故障や表面の追跡があってはならない。 0.1 mより大きい面積のモジュールの場合2、抵抗は1平方メートルあたり40MΩ以上でなければならない。

湿式漏れ電流テスト:電気安全テストでもあります。
目的は、湿った動作条件(雨、霧、結露、融雪)での湿気浸透に対するモジュールの絶縁を評価し、腐食、地絡、および感電の危険を回避することです。

モジュールは、浸漬用に設計されていないジャンクションボックス(IPX7より低い)のケーブル入口を除くすべての表面をカバーする深さまで浅いタンクに沈められています。短絡した出力コネクタとウォーターバスソリューションの間に、モジュールの最大システム電圧まで2分間、テスト電圧を印加します。

絶縁抵抗は、面積が0.1 mより大きいモジュールの1平方メートルごとに40MΩ以上でなければなりません。2.

テスト中は、対応するコネクタをソリューションに浸す必要があることを知っておくことが重要です。この場合、コネクタの設計の誤りが重要なFAIL結果の原因となる可能性があります。

注意:コネクタの不良による湿式漏れ電流テストの失敗は珍しいことではなく、そのため、現場のオペレーターにとっては本当に危険です。 PVコネクタに対応するIEC規格はありませんが、統一されたヨーロッパ規格(EN 50521)があります。 EN 50521への認定コネクタは、熱サイクル(200)や湿熱(1000時間)などの厳しい試験を経ており、サプライヤを選択するための基準として使用できます。ただし、モジュールを使用したテストには最終決定権があります。ジャンクションボックスに付属するコネクタに注意を払うことは、PVモジュールメーカーにとってデリケートな作業です。設計が異なるコネクタサプライヤの「簡単な」変更は、湿式漏れ電流テストの大きなリスクとなる可能性があります。

湿式漏れ電流テストは、テストラボでのPV認定中に最も再発する障害の1つとしてランク付けされています。障害の原因がコネクタの問題ではない場合(上記のとおり)は、製造中にラミネーションやエッジシーリングプロセスに問題があるモジュールの湿熱テストや湿度フリーズテストの後に障害が発生する可能性が高くなります。

温度係数:はパフォーマンスパラメータです。
目的は、短絡電流Isc(α)、開放電圧Voc(β)の温度係数を決定することです
モジュール測定からの最大電力(Pmax)(δ)。このようにして決定された係数は、測定が行われた放射照度(つまり、1000 W / m)でのみ有効です。2ソーラーシミュレーターを使用するほとんどの実験室用)。

IEC 60891に基づく特定の放射照度範囲で既知の直線性を持つモジュールの場合、計算された係数はその放射照度範囲で有効であると見なすことができます。

IEC 61646はより「慎重」であり、温度係数がモジュールの照射と熱履歴に依存する可能性のある薄膜モジュールについて追加の注記があります…しかし、テストの観点から、温度係数テストボックスは単に最初の左側のテストシーケンス(図3)。そのサンプルの「照射と熱履歴」は、実験室に到着するまでにかかった「旅程」、それが保管された環境条件、初期テスト、そして最後に屋外暴露テスト(60 kWh / m2).

ソーラーシミュレーターでの測定には、次の2つの方法が使用されます。

1.モジュールの加熱中または

2.モジュールの冷却。

30°Cの間隔(たとえば、25°C〜55°C)、および5°C間隔ごとに、太陽シミュレーターは、Isc、Voc、およびPmaxを含むIV測定(Isc、Voc、Pmaxは反映されませんが、IVスイープ中に測​​定されます)を行います。

Isc、Voc、Pmaxの値は、各データセットの温度の関数としてプロットされます。係数α、β、δは、3つのプロットされた関数の最小二乗近似直線の傾きから計算されます。

特定の放射照度レベルが与えられた場合、β(Vocの場合)とδ(Pmaxの場合)が温度変化に最も敏感な2つであることに注意してください。どちらも「-」記号があり、温度の上昇に伴ってVocとPmaxが減少することを示しますが、α(Iscの場合)は「+」記号を持ちますが、βおよびδよりはるかに小さい値です。 3つの係数はすべて、計算されたα、β、およびδを25°C(1000 W / m2)でのIsc、Voc、およびPmaxの値で除算することにより、相対パーセンテージとして表すことができます。

温度係数は、暑い気候でモジュールのエネルギー収量をシミュレートするためにエンドユーザーがよく使用するパフォーマンスパラメータです。 1000 W / mで有効であることを覚えておく必要があります2さまざまな放射照度レベルでのモジュールの直線性が証明されていない限り、ラボで使用される放射照度レベル。

公称動作セル温度(NOCT):はパフォーマンスパラメータです。
NOCTは、次の標準参照環境のオープンラックマウントモジュールに対して定義されています。

  • 傾斜角:水平から45°

  • 総放射照度:800 W / m2

  • 周囲温度:20°C

  • 風速:1 m / s

  • 電気負荷なし:開回路

NOCTは、システム設計者が、モジュールがフィールドで動作する温度のガイドとして使用できるため、さまざまなモジュール設計のパフォーマンスを比較するときに役立つパラメータです。しかし
実際の動作温度は、取り付け構造、放射照度、風速、周囲温度、地面および近くの物体からの反射と放射などに直接依存します。

NOCTを決定するためのいわゆる「一次法」は、IEC 61215とIEC 61646の両方で使用される屋外測定法であり、すべてのPVモジュールに広く適用できます。オープンラック取り付け用に設計されていないモジュールの場合、主要な方法を使用して、メーカーが推奨するようにモジュールを取り付けて、平衡平均太陽電池接合部温度を決定できます。

テストセットアップには、データロギングと放射照度(パイロメーター)、周囲温度(温度センサー)、セル温度(2つの中央セルに対応するモジュールの背面に取り付けられた熱電対)、風速(速度センサー)、風向の選択が必要です(方向センサー)。これらの量はすべて、NOCTの計算で許容されるように、特定の間隔内にある必要があります。

「太陽正午」の前と後の両方で取得した10個の許容可能なデータポイントの最小セットが、最終的なNOCTの計算に使用されます。

屋外暴露:放射照度テストです。
目的は、屋外条件への暴露に耐えるモジュールの能力の予備評価です。ただし、これには合計60 kWh / mの曝露のみが含まれます。2これは、モジュールの寿命を判断するためのかなり短い期間です。

一方、このテストは、他のラボテストでは検出されない可能性のある問題の有用な指標となります。

IEC 61215では、最大電力(Pmax)の低下が初期値の5%を超えないようにする必要があります。
IEC 61646では、最大電力(Pmax)がマークされた「Pmax – t%」より低くないことが必要です。

IEC 61215(5.5 kWh / m)に従って事前調整されたc-Siモジュール2)このテストで重要性を示さない場合、特定の薄膜テクノロジーでさらに問題が発生する可能性があります。その理由は、IEC 61646では、60 kWh / m2に曝された後の測定されたPmaxが、製造元がマークした「Pmax – t%」より高くなければならないという事実で説明できます。この1つのサンプルは最初のテストシーケンスの下にあり、唯一の「履歴」は初期テストと、実験室の場所に応じて24時間にわたるさまざまな気候条件下での合計60 kWh / m2の屋外曝露です。定格Pmaxを正しく決定してテストに合格するには、光による劣化、熱、湿気などに対する感度について、製造元がテストしているテクノロジについての確かな知識が不可欠です。

ホットスポットの耐久性:熱/診断テストです。
目的は、ひび割れ、不一致のセル、相互接続障害、部分的なシャドウイングまたは汚れによって引き起こされる局所的な加熱に耐えるモジュールの能力を決定することです。

ホットスポット加熱は、モジュールの動作電流が障害のある(または影になっている)セルの減少した短絡電流を超えると発生します。これにより、セルが熱を放散する負荷になると、セルが強制的に逆バイアス状態になります。深刻なホットスポット現象は、すべての層の完全な火傷、ガラスの割れ、さらには破損と同じくらい劇的です。ホットスポットの条件がそれほど厳しくない場合でも、バイパスダイオードの介入により、モジュールの一部(ストリングとも呼ばれます)が除外されるため、モジュールの電力出力が大きく低下することに注意してください。

IEC 61215の関連条項10.9の現実的なホットスポット条件をシミュレートするアプローチは、常に議論されています。

ホットスポット法の現在のバージョンでは、実際のホットスポットの状況を表すことも、実際のホットスポットの状況を表すこともできないことが、主要なテストラボでよく受け入れられています。改良されたホットスポット法がIECのTC82内で起草されており、3で標準になることが期待されています。rdIEC 61215の2010年版。一部の試験所では、改良された方法をすでに使用することを決定しています。

さらなる洞察と詳細は、今後の記事で提供されます。

ラボごとに故障率の統計は異なる場合がありますが、ホットスポットは、c-Siモジュールと薄膜モジュールの両方で最も頻繁に発生する5つの故障の1つです。

バイパスダイオード:熱テストです。
バイパスダイオードはモジュール設計の非常に重要な側面です。これは、ホットスポット条件下でのモジュールの熱的挙動を決定する重要なコンポーネントであるため、フィールドの信頼性にも直接影響します。

テスト方法では、熱電対をダイオード本体に取り付け、モジュールを75°C±5°Cまで加熱し、STCで1時間測定された短絡電流Iscに等しい電流を印加する必要があります。

各バイパスダイオード本体の温度が測定され(Tcase)、ジャンクション温度(Tj)が計算されます
ダイオードの製造元から提供された仕様を使用する式を使用します(RTHjc=TjをTcaseに関連付けるダイオードの製造元から提供された定数、通常は設計パラメーター、およびUD =ダイオード電圧、ID =ダイオード電流)。

次に、モジュールの温度を同じ温度に保ちながら、STCでさらに1時間測定すると、電流はモジュールIscの短絡電流の1.25倍に増加します。

ダイオードは引き続き動作します。

バイパスダイオードテストの失敗は、ダイオードメーカーによる過大評価、またはモジュールメーカーによるモジュールのIscに関する不適切な電気的構成のいずれかが原因で発生する特定の周波数でも発生します。

ほとんどの場合、バイパスダイオードは、サブアセンブリ全体のジャンクションボックス(ジャンクションボックス+ケーブル+コネクタ)に組み込まれたコンポーネントとして提供されます。したがって、モジュール製造業者による入荷管理中にこの小さなコンポーネントが綿密にチェックされることを確認することが非常に重要です。

UVプレコンディショニング:放射照度テストです。
目的は、熱サイクルおよび湿度凍結テストを実行する前に、紫外線(UV)劣化の影響を受けやすい材料を特定することです。

IEC 61215は、モジュールを15 kWh / mの合計UV照射にさらす必要があります2(UVA + UVB)リージョン
(280 nm – 400 nm)、少なくとも5 kWh / m2、つまりモジュールを60°C±5°Cに維持しながら、UVB領域(280 nm〜320 nm)で33%。
(IEC 61646では、全UV照射の3%から10%のUVB部分が必要です)。この要件は、CTL Decision Sheet nによってIEC 61215にも調和しています。 IECEE CBスキーム内の733。

UVチャンバーのセットアップの重要な側面の1つは、キャリブレーション済みのUVAおよびUVBセンサーが60°C±5°Cの動作温度でもトレーサビリティを確保しながら、高温のUVチャンバーで長時間露光しても正常に動作することです。

PVラボでのUV暴露試験の非常に低い失敗率は、モジュールの寿命中の実際の暴露と比較して、UV照射量が比較的少ないことで説明できます。

熱サイクルTC200(200サイクル):は環境試験です。
このテストの目的は、極端な温度の変化の結果としての材料への熱応力をシミュレートすることです。最も頻繁に、はんだ付けされた接続は、さまざまなカプセル化された材料の異なる熱膨張係数のために、ラミネート内部で問題になります。これは、主要な欠陥、Pmaxの低下、電気回路の中断、または絶縁テストの失敗につながる可能性があります。

IEC 61215では、モジュールの温度が25°Cを超える場合、ピーク電力(Imp)で測定された電流の±2%以内の電流を注入する必要があります。
IEC 61646には電流注入はありませんが、電気回路の導通を監視する必要があります(小さな抵抗負荷で十分です)。

モジュールは、図4のプロファイルで、–40°C±2°Cおよび+85°C±2°Cのサイクル温度制限の対象になります。

1004_F1_fig4
図4:熱サイクルテスト(IEC 61215)

TC200の故障率は30〜40%にもなることがあります。 Damp Heatと組み合わせた場合、一部のラボでは、両方がc-Siモジュールの全故障の70%以上を占める可能性があります。

TC200の故障率は薄膜の方が低いですが、それでもメーカーの注意を引く価値があります。

湿度凍結:環境試験です。
目的は、高温と湿度が組み合わさった後の、極端な低温の影響に耐えるモジュールの能力を判断することです。
モジュールは、図5(IEC 61646)の整合プロファイルに従って、10回の完全なサイクルにさらされます。

1004_F1_fig5
図5:湿度凍結サイクル(IEC 61646)

相対湿度要件RH=85%±5%は、85°Cでのみ適用されます。

このテスト後、モジュールを目視検査の2〜4時間前に休止させ、最大出力電力と絶縁抵抗を測定します。

このテストの失敗率は10〜20%の範囲のままです。

終端の堅牢性:機械的テストです。
ワイヤ、フライングリード、ネジ、またはほとんどの場合はPVコネクタ(タイプC)などのモジュールの端子の堅牢性を判断するため。終端は、別の規格IEC 60068-2-21で参照されているように、さまざまなサイクルとレベルの引張強度、曲げ、およびトルクのテストを通じて通常の組み立てと取り扱いをシミュレートするストレステストを受けます。

湿熱DH1000(1000時間):環境試験です。
目的は、85%±5%の相対湿度で85°C±2°Cを1000時間適用することにより、湿度の浸透への長期間の暴露に耐えるモジュールの能力を決定することです。

DH1000は最も「悪質」であり、一部のラボでは、c-Siモジュールの総故障の最大40〜50%を占める故障率のトップリストに含まれています。同様の故障率は、DH1000でも薄膜で観察できます。

このテストの厳しさは、ラミネーションプロセスと湿度からのエッジシーリングに特に挑戦します。湿気の浸透の結果として、セル部品の重要な層間剥離と腐食が観察されます。 DH1000の後で大きな欠陥が検出されなかった場合でも、モジュールは、後続の機械的負荷テストで「壊れやすく」なるほどのストレスがかかっています。

機械的負荷試験
この負荷テストは、風、雪、静的または氷の負荷に耐えるモジュールの能力を調査することです。

機械的負荷は、Damp Heatの後に発生するため、厳しい環境ストレスを受けたサンプルに対して行われます。

このテストの最も重要な側面は、メーカーの取り付け手順に従ってモジュールの取り付けに関連しています。つまり、これらの点の間に適切な間隔を置いて、取り付け構造上のモジュールの適切な固定点を使用し、適切な取り付けアクセサリを使用します。 、もしあれば(ナット、ボルト、クランプなど)。

大面積でフレームのない薄膜モジュールの特定のケースは、上記の条件に関して重大な問題です。

適切な取り付けに注意を払わないと、構造上の問題によるものか、不適切な取り付け方法によるものか、という疑問が残ります。

考慮すべきもう1つの側面は、モジュールの表面に加えられた荷重の均一性です。規格では、均一性の確認方法を指定せずに、「段階的で均一な方法で」荷重を適用する必要があります。

モジュールの各面に1時間、2,400 Pa(毎時130 kmの風圧に相当)が適用されます。

モジュールが雪や氷の大量の蓄積に耐えるように認定されている場合、このテストの最後のサイクル中にモジュールの前面に適用される負荷は、2,400 Paから5,400 Paに増加します。

最後に、大きな視覚的な欠陥があってはならず、テスト中に断続的な断線が検出されてはなりません。また、このテストの後に、Pmax(IEC 61215のみ)と絶縁抵抗がチェックされます。

雹の影響:機械的なテストです。
モジュールが約–4°Cのあられの影響​​に耐えることができることを確認します。テスト装置は、指定された速度でさまざまな重量のアイスボールを推進し、11の指定された衝撃位置+ /-10 mmの距離変動でモジュールに当たるようにできる独自のランチャーです。 (表1)

1004_F1_table1
表1

冷蔵容器からアイスボールを取り出してからモジュールに衝撃が加わるまでの時間は60秒を超えてはならない。

25 mm / 7.53 gのアイスボールを使用するのはごく一般的な方法です。

繰り返しますが、テストの後、ひょうの石によって引き起こされた大きな欠陥がないかどうかを確認する必要があります。また、Pmax(IEC 61215のみ)と絶縁抵抗も確認します。

研究所の統計によると、このテストの失敗率は非常に低くなっています。

ライトソーキング:放射照度(薄膜IEC 61646にのみ適用)
これは、薄膜モジュールの最終的な合否判定の重要な部分です。目的は、すべてのテストが完了した後、製造業者によってマークされた最小値に対してPmaxをチェックする前に、放射照度に長時間さらすことにより、薄膜モジュールの電気的特性を安定させることです。

テストは、自然の太陽光の下で、または定常状態のソーラーシミュレータの下で実行できます。

モジュールは、抵抗負荷条件下で、安定化が発生するまで、50〜±10°Cの温度範囲内で600〜1000 W / m2の放射照度の下に配置されます。少なくとも43 kWh / m2それぞれが条件を満たす(Pmax – Pmin)/ P(平均)GG lt; 2%。

最後に、IECEE再テストガイドラインに関するメモ。興味深いことに、薄膜の「セルテクノロジーの変化」と見なすことができるものは明確に定義されていないため、「テクノロジーと効率の向上」、「安定化」と述べることができる場合、さまざまな解釈とアプローチの大きな灰色の領域が残ります。改善」または「出力の増加」。これらの「細胞技術の変化」の事例はありますか、もしそうであれば、どの程度、どの試験を繰り返さなければなりませんか?今日読んだように、再テストガイドラインは、ホットスポットテストを繰り返すだけで、以前の認証が拡張され(GG gt; 10%)までの道筋を残しています。

再テストガイドラインの注2は「…最終的な光浸漬10.19テストはすべてのテストサンプルで必須です」と引用していますが、実際にはテストラボでは無視されがちです。フィルム技術:電力安定化。

要約すると、この記事で説明するテストは、IECによってパフォーマンステストの最小要件として決定されましたが、最初に述べたように、安全設計とテスト要件にも従う必要があります。
IEC 61730-1およびIEC 61730-2。メーカーは市場での競争力を高めるために努力しているため、ほとんどの企業は認証機関と協力して、モジュールが公平で公平なテストプログラムを受けていることを証明しています。再設計またはその製造プロセス中に変更が発生した場合、認証機関は「整合化された」IECEE CBスキーム再テストガイドラインを使用して、以前の認証を延長する前に繰り返すテストを決定します。信頼性に関しては、屋内と屋外を組み合わせた信頼性試験プログラムを1年以上延長するものもある。

Regan Arndt氏は、カリフォルニア州フリーモントにあるTÜVSÜDs太陽光発電チームの北米マネージャーおよび技術認証者です。彼はカナダのアルバータ州カルガリーにあるサザンアルバータ工科大学(SAIT)で電子工学を卒業し、太陽光発電、情報技術機器、通信、測定、制御用電気機器の分野でのテストと認証で15年以上の経験があります。 、および実験室での使用。リーガンは、北京中国科学院再生可能エネルギー学部で太陽光発電の設計とテストに関する正式なトレーニングを受けました。彼はrarndt @ tuvam.comで連絡できます。

イング博士Robert PutoはTUV SUDの太陽光発電のグローバルディレクターです。イタリアのトリノ工科大学(トリノ工科大学)で電子工学の博士号を取得し、CEIBS(中国、上海)で国際ビジネス管理の修士号を取得しています。彼は、太陽光発電を含むさまざまな電気製品のテストと認証で15年の経験があります。また、テュフズードグループのPVシニアプロダクトスペシャリストとしての役割を果たし、PVの技術認証を取得しており、ISO IEC 17025ラボアセスメントの認定監査人です。




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