引言
如何保證光伏組件在戶外使用過程中的長期可靠性和發(fā)電量，是光伏業(yè)者一直在著力解決的問題，通過權(quán)威認(rèn)證已經(jīng)成為組件生產(chǎn)企業(yè)和光伏電站業(yè)主普遍認(rèn)可的一個基本條件，而光伏認(rèn)證的核心即為《IEC61215地面用晶體硅光伏組件設(shè)計鑒定與定型》等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
本實(shí)驗(yàn)通過對組件進(jìn)行目測缺陷、濕熱、熱斑耐久、低輻照度下的性能等方法，對組件的電性能與熱性能進(jìn)行測試，表明組件可以在合理的成本和時間內(nèi)，能夠承受長時間的氣候暴露。
下面我們對試驗(yàn)的組件進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)條件下的IV特性曲線進(jìn)行測試。
標(biāo)準(zhǔn)測試條件下的IV曲線如下表。
電阻值 | 0 | 10 | 15 | 20 | 30 | 40 | 50 | 100 | 200 | 300 | ∞ | 填充因子 |
電壓值 | 0 | 6 | 8.09 | 10.40 | 14 | 15.13 | 15.62 | 16.33 | 16.76 | 16.86 | 17 | 0.66 |
電流值 | 570 | 546 | 529 | 509 | 457 | 371 | 306 | 162.7 | 83.5 | 56 | 0 | |
功率 | 0 | 3276 | 4279.61 | 5293.6 | 6398 | 5613.23 | 4779.72 | 2656.891 | 1399.46 | 944.16 | 0 | |
圖
圖1 標(biāo)準(zhǔn)條件下伏安特性曲線
圖2 標(biāo)準(zhǔn)條件下功率特性曲線 | ||||||||||||
試驗(yàn)項(xiàng)目一
目測缺陷
試驗(yàn)單位 | 成都職業(yè)技術(shù)學(xué)院 | 試驗(yàn)日期 | 2018年5月17號 | |||||
試驗(yàn)依據(jù) | IEC61215國家標(biāo)準(zhǔn) | 試驗(yàn)小組 | 光伏163-1班2組， | |||||
試驗(yàn)負(fù)責(zé)人 | 何雷雨 | 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/font> | 檢查組件外觀缺陷 | |||||
試驗(yàn)內(nèi)容 （國家標(biāo)準(zhǔn)）
| 在不低于1000Lux的照明度下，仔細(xì)檢查每一一個組件 a.開裂，彎曲，不規(guī)整或外表的損傷 b.破碎的單片電池 c.有裂紋的單片電池 f.密封不良 |
我們能達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)
| 在不低于1000Lux的照明度下，仔細(xì)檢查每一一個組件 a.開裂，彎曲，不規(guī)整或外表的損傷 b.破碎的單片電池 c.有裂紋的單片電池 f.密封不良
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試驗(yàn) 分析 | 經(jīng)過試驗(yàn)觀察，我們發(fā)現(xiàn)組件左右留白不整齊，左右邊留白2.2至1.8cm，電池片間距0.2至0.3cm，上邊距1.2至1.4cm，下邊距1.2至1.4cm；組件表面存在著一條反光較強(qiáng)的直線；組件其余表面無裂痕、損傷；互聯(lián)線或接頭處無缺陷；電池與電池間無接觸、電池片與邊框無接觸；組件無密封不良；塑料材料表面干凈；引出線端無失效，無帶電部件外露。 | 文件 規(guī)定 | 1.破碎、開裂、或外表面脫附，包括上層、下層、邊框和接線盒。 2.彎曲不規(guī)整的外表面，包括上層、下層、邊框和接線盒的不規(guī)整以至于影響到組件的安裝和/或運(yùn)行。 3.一個電池的一條裂縫，其延伸可能導(dǎo)致超過一個電池10%以上面積從組件的電路上減少。 4.在組件的邊緣和任何一部分電路之間形成連續(xù)的氣泡或脫層通道。 5.喪失機(jī)械完整性,導(dǎo)致組件的安裝和/或工作都受到影響。 上述都是對組件造成不可逆影響的。 | |||||
試驗(yàn) 結(jié)論 |
經(jīng)過試驗(yàn)觀察，我們發(fā)現(xiàn)組件雖然存在著不合規(guī)則的排布問題和組件表面存在著多條反光較強(qiáng)的直線問題，其他問題不足以影響組件的電性能與熱性能。 | |||||||
問題 原因 |
通過分析造成組件表面不合規(guī)則的排布問題的原因?yàn)閷訅旱霉に噯栴}，造成組件表面存在著多條反光較強(qiáng)的直線問題的原因?yàn)榻M件經(jīng)過返修。 | |||||||
試驗(yàn) 結(jié)果 | 合格 | |||||||
試驗(yàn)項(xiàng)目二
濕熱
試驗(yàn)單位 | 成都職業(yè)技術(shù)學(xué)院 | 試驗(yàn)日期 | 2018年5月17號 | |||
試驗(yàn)依據(jù) | IEC61215國家標(biāo)準(zhǔn) | 試驗(yàn)小組 | 光伏163-1班2組， | |||
試驗(yàn)負(fù)責(zé)人 | ||||||
實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/font> | 決定組件承受長期潮濕侵蝕的能力 | |||||
試驗(yàn)內(nèi)容 （國家標(biāo)準(zhǔn)）
| a)室溫時，放置組件于試驗(yàn)臺里。 b)安裝好溫度和濕度監(jiān)控設(shè)備。 c) 1000個小時。溫度: +85C (±2C) ,相對濕度:85±5%。恢復(fù)時間2到4小時后 | 我們能達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)
| a)室溫時，放置組件于烤箱里。 b)設(shè)置好溫度。 c) 10個小時。溫度: +85C (±2C) ,恢復(fù)時間1分18秒到2分36秒后。
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試驗(yàn) 分析
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圖7 濕熱試驗(yàn)前后伏安特性曲線對比
圖8 濕熱試驗(yàn)前后功率特性曲線對比 無外觀檢測實(shí)驗(yàn)中規(guī)定的嚴(yán)重外觀缺陷。 濕熱試驗(yàn)前后伏安特性曲線與功率特性曲線對比之后其值相差較小。 | 文件 規(guī)定
| 無第一個實(shí)驗(yàn)中規(guī)定的嚴(yán)重外觀缺陷; 最大輸出功率的衰減不超過試驗(yàn)前測試值的5%; 絕緣電阻應(yīng)滿足初始試驗(yàn)同樣的要求。 | |||
試驗(yàn) 結(jié)論 |
經(jīng)過試驗(yàn)分析，我們發(fā)現(xiàn)組件在經(jīng)歷了10小時85℃的烘烤后，組件的IV曲線與標(biāo)準(zhǔn)條件下的IV曲線相差不大，說明組件的耐高溫能力良好，高溫條件下對組件的壽命和發(fā)電量影響較小。
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試驗(yàn) 結(jié)果 | 合格 | |||||
試驗(yàn)項(xiàng)目三
熱斑耐久
試驗(yàn)單位 | 成都職業(yè)技術(shù)學(xué)院 | 試驗(yàn)日期 | 2018年5月17號 | |||||
試驗(yàn)依據(jù) | IEC61215國家標(biāo)準(zhǔn) | 試驗(yàn)小組 | 光伏163-1班2組， | |||||
試驗(yàn)負(fù)責(zé)人 | ||||||||
實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/font> | 確定組件承受熱斑加熱效應(yīng)的能力。 | |||||||
試驗(yàn)內(nèi)容 （國家標(biāo)準(zhǔn)）
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c)同樣在步驟a)所規(guī)定的輻照度(±3%內(nèi))下，完全擋住選定的電池，檢查組件的Isc是否比步驟a)所測定的Imp小。如果這種情況不發(fā)生，就不能確定在一個電池內(nèi)產(chǎn)生最大消耗功率的條件。此時，繼續(xù)完全擋住所選擇的電池，省略步驟d)。 d)逐漸減少對所選擇電池的遮光面積，直到組件的Isc最接近Imp,此時在該電池內(nèi)消耗的功率為最大。 e)用輻射源2照射組件，記錄lsc值，保持組件在消耗功率為最大的狀態(tài)，必要時，重新調(diào)整遮光，使Isc維持在特定值。在此過程中組件的溫度應(yīng)該在50℃±10℃。 f)保持此狀態(tài)經(jīng)過5h的曝曬。 h）放置常溫后測量伏安特性曲線。 | 我們能達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)
| a）將不遮光的組件在不低于700w/m2的輻射源1下照射，測試其I-V特性和最大功率點(diǎn)的電流Imp。 b）在步驟a)所規(guī)定的輻照度下，依次完全擋住每一個電池，選擇一個或其中一個，當(dāng)它被擋住時，短路電流減小最大。在這一過程中，輻照度的變化不超過5%。 c)同樣在步驟a)所規(guī)定的輻照度(±3%內(nèi))下，完全擋住選定的電池，檢查組件的Isc是否比步驟a)所測定的Imp小。如果這種情況不發(fā)生，就不能確定在一個電池內(nèi)產(chǎn)生最大消耗功率的條件。此時，繼續(xù)完全擋住所選擇的電池，省略步驟d)。 d)逐漸減少對所選擇電池的遮光面積，直到組件的Isc最接近Imp,此時在該電池內(nèi)消耗的功率為最大。 e)用輻射源2照射組件，記錄lsc值，保持組件在消耗功率為最大的狀態(tài)，必要時，重新調(diào)整遮光，使Isc維持在特定值。 f)保持此狀態(tài)經(jīng)過1h的曝曬。 g)爆嗮試驗(yàn)結(jié)束后電池板表面溫度73℃。 h）放置常溫后測量伏安特性曲線。 | |||||
試驗(yàn) 分析
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圖9 熱斑耐久試驗(yàn)前后的伏安特性曲線對比
圖10 熱斑耐久試驗(yàn)前后最大輸出功率對比 無外觀檢測實(shí)驗(yàn)中規(guī)定的嚴(yán)重外觀缺陷。 熱斑耐久試驗(yàn)前后伏安特性曲線與功率特性曲線對比之后其值相差較小。 | 文件規(guī)定 | 重復(fù)目測試驗(yàn)應(yīng)滿足無文件規(guī)定的嚴(yán)重外觀缺陷; 最大輸出功率的衰減不超過試驗(yàn)前測試值的5%; 絕緣電阻應(yīng)滿足初始試驗(yàn)同樣的要求。 | |||||
試驗(yàn) 結(jié)果 | 合格 | |||||||
試驗(yàn)項(xiàng)目四
低輻照度下的性能
試驗(yàn)單位 | 成都職業(yè)技術(shù)學(xué)院 | 試驗(yàn)日期 | 2018年5月17號 | ||
試驗(yàn)依據(jù) | IEC61215國家標(biāo)準(zhǔn) | 試驗(yàn)小組 | 光伏163-1班2組， | ||
試驗(yàn)負(fù)責(zé)人 | |||||
實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/font> | 確定在25℃輻照度為200 w/m2下，組件隨負(fù)荷變化的電性能， | ||||
試驗(yàn)內(nèi)容 （國家標(biāo)準(zhǔn)）
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在25℃±2℃和輻照度為200 w/m2下，測量組件的電流—電壓特性。
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我們能達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)
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在25℃±2℃和輻照度為200 w/m2下，測量組件的電流—電壓特性。
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試驗(yàn) 分析 |
圖2 試驗(yàn)前后伏安特性曲線對比 圖3 試驗(yàn)前后最大輸出功率曲線對比 圖4 低輻照下伏安特性曲線① 圖5 低輻照下伏安特性曲線②
圖6 低輻照下最大輸出功率曲線 經(jīng)過組件在200w/m2的低輻照度下的測試，得到以上IV曲線與參數(shù)，我們發(fā)200w/m2的低輻照度下組件的開路電壓與最大功率都降低。 按照經(jīng)典理論－－開路電壓應(yīng)該與試驗(yàn)前變化不大，試驗(yàn)后得到的開路電壓為8.7v至8.9v與試驗(yàn)前的17v相差很大。 按照經(jīng)典理論－－輻照度降低到80%后，最大功率應(yīng)該為1.279W，試驗(yàn)后得到的最大功率第一次0.1125W，第二次為0.17W，試驗(yàn)后得到的數(shù)據(jù)與經(jīng)典理論相差很大。
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試驗(yàn) 結(jié)論 |
組件在200w/m2的低輻照度下，組件的開路電壓與最大功率都大幅度降低，降低了組件的電性能，對發(fā)電量影響較大。 | ||||
問題 原因 |
在目測試驗(yàn)中，我們發(fā)現(xiàn)組件的電池片經(jīng)過返修，且在電池片的表面存在著一條較強(qiáng)的反光線，損壞了電池片負(fù)柵。 | ||||
試驗(yàn) 結(jié)果 | 不合格 | ||||
結(jié)論
經(jīng)過兩周左右的試驗(yàn)，我們對組件的進(jìn)行目測缺陷、低輻照度下的性能、濕熱、熱斑耐久四個試驗(yàn)。發(fā)現(xiàn)組件目測缺陷、濕熱、熱斑耐久3個試驗(yàn)都是通過了我們的試驗(yàn)要求，只有低輻照度下的性能不合要求。對于公司產(chǎn)品來說，一個問題就可以判斷產(chǎn)品的優(yōu)劣，我們在試驗(yàn)中得出結(jié)論低輻照度下的性能不合格，那么這個組件就可以貼上不合格的標(biāo)簽。
IEC61215試驗(yàn)報告.docx
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