目 次
10.6 標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件和標(biāo)稱工作溫度下的性能 13
附錄 A IEC 61215第二版對(duì)*版修改 27
圖 4 用參考平板法測(cè)量標(biāo)稱工作溫度 12
圖 10 串聯(lián)-并聯(lián)-串聯(lián)連接方式 18
本標(biāo)準(zhǔn)等同采用IEC 61215ed2:2005 《地面用晶體硅光伏組件—設(shè)計(jì)鑒定和定型》。
《地面用晶體硅光伏組件—設(shè)計(jì)鑒定和定型》是光伏發(fā)電系統(tǒng)中的一項(xiàng)基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn),我國(guó)已在1999年正式出版了等同采用IEC 61215*版。目前自去年開(kāi)始普遍使用第二版的標(biāo)準(zhǔn),為適應(yīng)我國(guó)迅速增長(zhǎng)光伏組件生產(chǎn)能力及出口貿(mào)易的需要,盡快等同采用IEC 61215第二版標(biāo)準(zhǔn),轉(zhuǎn)化為我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)是十分有益和必要的。
本標(biāo)準(zhǔn)中的術(shù)語(yǔ)與有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)一致。
本標(biāo)準(zhǔn)由中華人民共和國(guó)信息產(chǎn)業(yè)部提出。
本標(biāo)準(zhǔn)由全國(guó)太陽(yáng)光伏能源系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)歸口。
本標(biāo)準(zhǔn)起草單位:云南師范大學(xué)太陽(yáng)能研究所,昆明光伏科技有限公司,云南卓業(yè)能源科技有限公司,云南天達(dá)光伏科技股份有限公司。
本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人:李杰慧、劉祖明
地面用晶體硅光伏組件—設(shè)計(jì)鑒定和定型
本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了地面用光伏組件設(shè)計(jì)鑒定和定型的要求,該組件是在GB/T 4797.1中所定義的一般室外氣候條件下長(zhǎng)期使用。本標(biāo)準(zhǔn)僅適用于晶體硅光伏組件,適用于薄膜光伏組件為已經(jīng)出版的GB/T 18911。
本標(biāo)準(zhǔn)不適用于帶聚光器的組件。
本試驗(yàn)程序的目的是在盡可能合理的經(jīng)費(fèi)和時(shí)間內(nèi)確定組件的電性能和熱性能,表明組件能夠在規(guī)定的氣候條件下長(zhǎng)期使用。通過(guò)此試驗(yàn)的組件的實(shí)際使用壽命期望值將取決于組件的設(shè)計(jì)以及它們使用的環(huán)境和條件。
下列標(biāo)準(zhǔn)所包含的條文,通過(guò)在本標(biāo)準(zhǔn)中引用而構(gòu)成了本標(biāo)準(zhǔn)的條文。標(biāo)注日期的標(biāo)準(zhǔn),僅引用的版本有效。未標(biāo)注日期的標(biāo)準(zhǔn),可使用版本標(biāo)準(zhǔn)(包括任何修訂)。
GB/T 2421-1999 電工電子產(chǎn)品基本環(huán)境試驗(yàn)規(guī)程 總則 (idt IEC 60068-1: 1988)
GB/T 2423.29-1999 電工電子產(chǎn)品基本環(huán)境試驗(yàn)規(guī)程 試驗(yàn)U:引出端及整體安裝件強(qiáng)度 (idt IEC 60068-2-21)
IEC 60068-2-78: 2001 電工電子產(chǎn)品基本環(huán)境試驗(yàn)規(guī)程 試驗(yàn)Cab:恒定、濕熱試驗(yàn)方法
GB/T 2829-1987 GB/T 4797.1-1984 電工電子產(chǎn)品自然環(huán)境條件 溫度與濕度
GB/T 6495.4-1996 晶體硅光伏器件I-V實(shí)測(cè)特性的溫度和輻照度修正方法 (idt IEC 60891: 1987)
第1號(hào)修正(1992)
GB/T 6495.1-1996 光伏器件 第1部分:光伏電流—電壓特性的測(cè)量
GB/T6495.2-1996 光伏器件 第2部分 標(biāo)準(zhǔn)太陽(yáng)電池的要求 (idt IEC 60904-2: 1989)
GB/T 6495.3-1996 光伏器件 第3部分:地面用太陽(yáng)光伏器件的測(cè)試原理及標(biāo)準(zhǔn)光譜輻照度數(shù)據(jù)
(idt IEC 60904-3:1989)
SJ/T11209-1999 光伏器件 第6部分 標(biāo)準(zhǔn)太陽(yáng)電池組件的技術(shù)要求(idt IEC 60904-6:1994)
IEC 60904-7: 1998 光伏器件 第7部分:光伏器件測(cè)試中引入的光譜失配計(jì)算
IEC 60904-9: 1995 光伏器件 第9部分:太陽(yáng)模擬器性能要求
IEC 61853: 地面光伏組件的性能試驗(yàn)和能量分級(jí)
注:正在考慮中的標(biāo)準(zhǔn)
ISO/IEC 17025: 1999 檢測(cè)和校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室能力的一般要求
從同一批或幾批產(chǎn)品中,按GB/T2829規(guī)定的方法隨機(jī)地抽八個(gè)(如需要可增加備份)組件用于鑒定試驗(yàn)。這些組件應(yīng)由符合相應(yīng)圖紙和工藝要求規(guī)定的材料和元器件所制造,并經(jīng)過(guò)制造廠常規(guī)檢測(cè)、質(zhì)量控制與產(chǎn)品驗(yàn)收程序。組件應(yīng)該是完整的,附帶制造廠的貯運(yùn)、安裝和電路連接指示,包括系統(tǒng)zui大許可電壓。
如果不能接觸到標(biāo)準(zhǔn)組件中的旁路二極管,應(yīng)準(zhǔn)備一個(gè)特殊的樣品來(lái)做旁路二極管的熱性能試驗(yàn)(10.18),旁路二極管的安裝應(yīng)與標(biāo)準(zhǔn)組件相同,并將10.18.2要求的溫度傳感器安裝在二極管上。該樣品不需要進(jìn)行圖1所示程序的其他試驗(yàn)。
如果被試驗(yàn)的組件是一種新設(shè)計(jì)的樣品而不是來(lái)自于生產(chǎn)線上,應(yīng)在試驗(yàn)報(bào)告中加以說(shuō)明(見(jiàn)第8章)。
每個(gè)組件都應(yīng)有下列清晰而且擦不掉的標(biāo)志:
— 制造廠的名稱、標(biāo)志或符號(hào);
— 產(chǎn)品型號(hào);
— 產(chǎn)品序號(hào);
— 引出端或引線的極性(可用顏色代碼標(biāo)識(shí));
— 組件允許的zui大系統(tǒng)電壓;
制造的日期和地點(diǎn)應(yīng)注明在組件上,或可由產(chǎn)品序號(hào)查到。
在開(kāi)始試驗(yàn)前,要將所有組件,包括控制組件,在開(kāi)路狀態(tài)下在實(shí)際陽(yáng)光或模擬陽(yáng)光下照射,使累計(jì)輻射量達(dá)到5kWh·m-2到5.5 kWh·m-2。
把組件分組,并按圖1所示的程序按往下的順序進(jìn)行鑒定試驗(yàn)。圖中每個(gè)方框?qū)?yīng)本標(biāo)準(zhǔn)的一條。具體試驗(yàn)的方法和要求,包括所需要進(jìn)行的初始和zui終的測(cè)試,都在第10章中詳細(xì)規(guī)定。
注1:在試驗(yàn)過(guò)程中,一個(gè)試驗(yàn)的zui終測(cè)試作為下一個(gè)試驗(yàn)的初始測(cè)試時(shí),不需要重復(fù),該試驗(yàn)的初始測(cè)試可省略。
在試驗(yàn)中,操作者應(yīng)嚴(yán)格遵照制造廠關(guān)于組件的貯運(yùn)、安裝和連接的要求。如該類組件的已經(jīng)經(jīng)過(guò)或計(jì)劃進(jìn)行未來(lái)IEC 61853標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè),則本標(biāo)準(zhǔn)的10.4、10.5、10.6或10.7的測(cè)試可省略。
試驗(yàn)的條件匯總見(jiàn)表1。
注2:表1的試驗(yàn)要求是作為鑒定的zui低要求。如果實(shí)驗(yàn)室和組件制造商同意,可以按更高的要求進(jìn)行試驗(yàn)。
如果每一個(gè)試驗(yàn)樣品達(dá)到下列各項(xiàng)判據(jù),則認(rèn)為該組件設(shè)計(jì)通過(guò)了鑒定試驗(yàn),也通過(guò)了定型。
a) 在標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件下,組件的zui大輸出功率衰減在每個(gè)單項(xiàng)試驗(yàn)后不超過(guò)規(guī)定的極限,在每組試驗(yàn)后的不超過(guò)8%;
b) 在試驗(yàn)過(guò)程中,無(wú)組件呈現(xiàn)斷路現(xiàn)象;
d) 試驗(yàn)完成后滿足絕緣試驗(yàn)要求;
e) 每組試驗(yàn)開(kāi)始時(shí)和結(jié)束時(shí),濕熱試驗(yàn)后滿足漏電流試驗(yàn)的要求;
f) 滿足單個(gè)試驗(yàn)的特殊要求。
如果兩個(gè)或兩個(gè)以上組件達(dá)不到上述判據(jù),該設(shè)計(jì)將視為達(dá)不到鑒定要求。如果一個(gè)組件未通過(guò)任一項(xiàng)試驗(yàn),取另外兩個(gè)滿足第3章要求的組件從頭進(jìn)行全部相關(guān)試驗(yàn)程序的試驗(yàn)。假如其中的一個(gè)、或兩個(gè)組件都未通過(guò)試驗(yàn),該設(shè)計(jì)被判定達(dá)不到鑒定要求。如果兩個(gè)組件都通過(guò)了試驗(yàn),則該設(shè)計(jì)被認(rèn)為達(dá)到鑒定要求。
對(duì)設(shè)計(jì)鑒定和定型,下列缺陷是嚴(yán)重的外觀缺陷:
a) 破碎、開(kāi)裂、或外表面脫附,包括上層、下層、邊框和接線盒;
b) 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;
c) 一個(gè)電池的一條裂縫,其延伸可能導(dǎo)致超過(guò)一個(gè)電池10%以上面積從組件的電路上減少;
d) 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;
e) 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。
通過(guò)定型后,試驗(yàn)機(jī)構(gòu)應(yīng)給出符合ISO/IEC17025要求的正式鑒定試驗(yàn)報(bào)告,應(yīng)包括測(cè)定的性能參數(shù),以及任何*次試驗(yàn)未通過(guò)測(cè)試和重新試驗(yàn)的詳細(xì)情況。報(bào)告應(yīng)包含組件的詳細(xì)規(guī)格,每一份證書(shū)或報(bào)告還應(yīng)包括下列信息:
a) 標(biāo)題;
b) 實(shí)驗(yàn)室的名稱、地址和完成試驗(yàn)測(cè)試的地點(diǎn);
c) 報(bào)告的每一頁(yè)均有*的標(biāo)識(shí);
d) 需要時(shí)有客戶的名稱和地址;
e) 試驗(yàn)完樣品的描述和鑒定;
f) 試驗(yàn)樣品的特點(diǎn)和條件;
g) 需要時(shí)標(biāo)注收到試驗(yàn)樣品的日期和試驗(yàn)日期;
h) 所用試驗(yàn)方法的鑒定;
i) 相關(guān)的取樣;
j) 對(duì)試驗(yàn)方法的任何偏離、附加或排除,相關(guān)特殊試驗(yàn)的任何其他信息,如環(huán)境條件;
k) 有適當(dāng)圖表和照片支持的測(cè)量、檢查和推論,包括短路電流、開(kāi)路電壓和zui大功率的溫度系數(shù),額定工作溫度,額定工作溫度、標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件及低輻照度下的功率,預(yù)紫外輻照試驗(yàn)所用燈的光譜,所有試驗(yàn)后zui大功率的衰減,任何觀察到的失效;
l) 試驗(yàn)結(jié)果估計(jì)不確定度的申明(必要時(shí));
m) 簽名和標(biāo)識(shí),或等效識(shí)別試驗(yàn)員,其對(duì)報(bào)告的內(nèi)容及頒發(fā)日期負(fù)責(zé);
n) 對(duì)試驗(yàn)僅與相關(guān)試驗(yàn)項(xiàng)目結(jié)果的申明(必要時(shí));
o) 實(shí)驗(yàn)室出具的證書(shū)或報(bào)告應(yīng)完整采用,只有經(jīng)實(shí)驗(yàn)室書(shū)面許可才可部分使用的申明。
制造廠應(yīng)保存一份證書(shū)留作參考。
在組件的設(shè)計(jì)、材料、元器件或工藝作任何改變時(shí),可能需要重新進(jìn)行部分或全部鑒定試驗(yàn)來(lái)確保產(chǎn)品定型的有效性。
注:
1、如果IEC 61853已經(jīng)測(cè)試,可省略。
2、如組件不是設(shè)計(jì)為敞開(kāi)式支承架安裝,在標(biāo)準(zhǔn)中可用太陽(yáng)電池的平均平衡結(jié)溫代替標(biāo)稱工作溫度。
圖 1 鑒定試驗(yàn)程序
試驗(yàn) | 項(xiàng) 目 | 試 驗(yàn) 條 件 |
10.1 | 外觀檢查 | 詳見(jiàn)列于10.1.2的檢查 |
10.2 | zui大功率確定 | 見(jiàn)GB/T 6495.1 |
10.3 | 絕緣試驗(yàn) | 絕緣體經(jīng)受直流1000V加上兩倍系統(tǒng)zui大電壓1min。 對(duì)于面積小于0.1m2的組件絕緣電阻不小于400MΩ,對(duì)于面積大于0.1m2的組件,測(cè)試絕緣電阻乘以組件面積應(yīng)不小于40MΩ·m2,測(cè)試時(shí)使用500V或zui大系統(tǒng)電壓的高值。 |
10.4 | 溫度系數(shù)的測(cè)量(見(jiàn)注1) | 詳見(jiàn)10.4 見(jiàn)IEC 60904-10的指導(dǎo) |
10.5 | 標(biāo)稱工作溫度的測(cè)量 (見(jiàn)注1) | 總太陽(yáng)輻照度:800W·m-2 環(huán)境溫度: 20℃ 風(fēng)速: 1m·s-1 |
10.6 | 標(biāo)稱工作溫度和標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件下的性能 | 電池溫度:25℃和標(biāo)稱工作溫度 輻照度:1000和800W·m-2,標(biāo)準(zhǔn)太陽(yáng)光譜輻照度分布符合GB/T 6495.3規(guī)定 |
10.7 | 低輻照度下的性能 | 電池溫度:25℃ 輻照度:200W·m-2,標(biāo)準(zhǔn)太陽(yáng)光譜輻照度分布符合GB/T 6495.3規(guī)定 |
10.8 | 室外曝曬試驗(yàn) | 太陽(yáng)總輻射量:60kWh·m-2 |
10.9 | 熱斑耐久試驗(yàn) | 在zui壞熱斑條件下,1000W·m-2輻照度照射5 h。 |
10.10 | 紫外預(yù)處理試驗(yàn) | 波長(zhǎng)在280nm到385nm范圍的紫外輻射為15kWh·m-2, 其中波長(zhǎng)為280nm到320nm的紫外輻射為5kWh·m-2。 |
10.11 | 熱循環(huán)試驗(yàn) | 從-40℃到+85℃ 50和200次,所加電流為標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件下的zui大功率點(diǎn)電流。 |
10.12 | 濕-凍試驗(yàn) | 從+85℃,85%相對(duì)濕度到-40℃ 10次 |
10.13 | 濕-熱試驗(yàn) | 在+85℃,85%相對(duì)濕度下1000h |
10.14 | 引出端強(qiáng)度試驗(yàn) | 見(jiàn)GB 2423.29 |
10.15 | 濕漏電流試驗(yàn) | 詳見(jiàn)10.15 對(duì)于面積小于0.1m2的組件絕緣電阻不小于400MW,對(duì)于面積大于0.1m2的組件,測(cè)試絕緣電阻乘以組件面積應(yīng)不小于40MW·m2,測(cè)試時(shí)使用500V或zui大系統(tǒng)電壓的zui高值。 |
10.16 | 機(jī)械載荷試驗(yàn) | 2400Pa的均勻載荷依次加到前和后表面1h,循環(huán)三次 |
10.17 | 冰雹試驗(yàn) | 25mm直徑的冰球以23.0m·s-1的速度撞擊11個(gè)位置 |
10.18 | 旁路二極管熱性能試驗(yàn) | 75℃,Isc加上1h 75℃,1.25倍Isc加上1h |
注:如果這類組件已經(jīng)未來(lái)的IEC 61853試驗(yàn),這些試驗(yàn)可以省略。
10.1.1 目的
檢查組件中的任何外觀缺陷。
10.1.2 程序
在不低于1000 lx的照度下,對(duì)每一個(gè)組件仔細(xì)檢查下列情況:
— 開(kāi)裂、彎曲、不規(guī)整或損傷的外表面;
— 破碎的太陽(yáng)電池;
— 有裂紋的太陽(yáng)電池;
— 互聯(lián)線或接頭有缺陷;
— 太陽(yáng)電池相互接觸或與邊框接觸;
— 粘合連接失效;
— 在組件的邊框和電池之間形成連續(xù)通道的氣泡或脫層;
— 在塑料材料表面有粘污物;
— 引出端失效,帶電部件外露;
— 可能影響組件性能的其它任何情況。
對(duì)任何裂紋、氣泡或脫層等的狀態(tài)和位置應(yīng)作記錄和/或照相記錄。這些缺陷在后續(xù)的試驗(yàn)中可能會(huì)加劇并對(duì)組件的性能產(chǎn)生不良影響。
10.1.3 要求
對(duì)定型來(lái)說(shuō),除第7章中規(guī)定的嚴(yán)重外觀缺陷外,其它的外觀情況是允許的。
10.2.1 目的
確定組件在各種環(huán)境試驗(yàn)前后的zui大功率。試驗(yàn)的重復(fù)性是zui重要的因數(shù)。
10.2.2 裝置
a) 一個(gè)光源(自然光或符合IEC 60904-9的B級(jí)或更優(yōu)模擬器);
b) 一個(gè)符合IEC 60904-2或IEC 60904-6的標(biāo)準(zhǔn)光伏器件。如果使用B級(jí)模擬器,標(biāo)準(zhǔn)光伏器件應(yīng)為標(biāo)準(zhǔn)光伏組件,該組件應(yīng)采用與測(cè)試樣品相同技術(shù)制造(有相同光譜相應(yīng))并且相同尺寸大??;
c) 一個(gè)合適的支架使測(cè)試樣品與標(biāo)準(zhǔn)器件在與入射光線垂直的相同平面;
d) 一個(gè)監(jiān)測(cè)測(cè)試樣品與標(biāo)準(zhǔn)器件溫度的裝置,要求溫度測(cè)試準(zhǔn)確度為±1℃,重復(fù)性為±0.5℃;
e) 測(cè)試測(cè)試樣品與標(biāo)準(zhǔn)器件電流的儀器,準(zhǔn)確度為讀數(shù)±0.2%。
10.2.3 程序
按照GB/T 6495.1的方法,使用自然光或符合IEC 60904-9的B級(jí)或更優(yōu)的模擬器,測(cè)試組件在特定輻照度和溫度條件(推薦范圍:電池溫度:25℃到50℃;輻照度:700W·m-2到1100 W·m-2)下的電流—電壓特性。如組件是為特定條件下工作而設(shè)計(jì),可以采用與預(yù)期工作條件相近的溫度及輻照度水平進(jìn)行測(cè)量。為了比較同一個(gè)組件在環(huán)境試驗(yàn)前后的一系列測(cè)試結(jié)果,可根據(jù)GB/T 6495.4規(guī)定作溫度和輻照度的修正。為了減少修正幅度,應(yīng)努力使zui大功率的測(cè)量盡可能在相同工作條件下進(jìn)行,即對(duì)一個(gè)特定組件應(yīng)在盡量相同的溫度和輻照度下進(jìn)行zui大功率的測(cè)量。zui大功率測(cè)量重復(fù)性必須優(yōu)于±1%。
10.3.1 目的
測(cè)定組件中的載流部分與組件邊框或外部之間的絕緣是否良好。
10.3.2 裝置
a) 有限流的直流電壓源,能提供500V或1000V加上10.3.4 c)規(guī)定兩倍組件的zui大系統(tǒng)電壓的電壓;
b) 測(cè)量絕緣電阻的儀器。
10.3.3 試驗(yàn)條件
對(duì)組件試驗(yàn)的條件:溫度為環(huán)境溫度(見(jiàn)GB/T 2421),相對(duì)濕度不超過(guò)75%。
10.3.4 程序
a) 將組件引出線短路后接到有限流裝置的直流絕緣測(cè)試儀的正極。
b) 將組件暴露的金屬部分接到絕緣測(cè)試儀的負(fù)極。如果組件無(wú)邊框,或邊框是不良導(dǎo)體,將組件的周邊和背面用導(dǎo)電箔包裹,再將導(dǎo)電箔連接到絕緣測(cè)試儀的負(fù)極。
c) 以不大于500V·s-1的速率增加絕緣測(cè)試儀的電壓,直到等于1000V加上兩倍的系統(tǒng)zui大電壓(即由制造商標(biāo)注在組件上的zui大系統(tǒng)電壓)。如果系統(tǒng)的zui大電壓不超過(guò)50V,所施加的電壓應(yīng)為500V。維持此電壓1min。
d) 降低電壓到零,將絕緣測(cè)試儀的正負(fù)極短路使組件放電。
e) 拆去絕緣測(cè)試儀正負(fù)極的短路。
f) 以不大于500V·s-1的速率增加絕緣測(cè)試儀的電壓,直到等于500V或組件zui大系統(tǒng)電壓的高值。維持此電壓2min。然后測(cè)量絕緣電阻。
g) 降低電壓到零,將絕緣測(cè)試儀的正負(fù)極短路使組件放電。
h) 拆去絕緣測(cè)試儀與組件的連線及正負(fù)極的短路線。
注:如果組件無(wú)金屬邊框,也沒(méi)有上玻璃層,應(yīng)將金屬板如10.3.4b)放在組件的正面上重復(fù)絕緣試驗(yàn)。
10.3.5 試驗(yàn)要求
— 在步驟c)中,無(wú)絕緣擊穿或表面無(wú)破裂現(xiàn)象。
— 對(duì)于面積小于0.1m2的組件絕緣電阻不小于400MΩ。
— 對(duì)于面積大于0.1m2的組件,測(cè)試絕緣電阻乘以組件面積應(yīng)不小于40MΩ·m2。
10.4.1 目的
從組件試驗(yàn)中測(cè)量其電流溫度系數(shù)(α)、電壓溫度系數(shù)(β) 和峰值功率溫度系數(shù)(δ)。如此測(cè)定的溫度系數(shù),僅在測(cè)試中所用的輻照度下有效; 參見(jiàn)IEC 60904-10對(duì)組件在不同輻照度下溫度系數(shù)評(píng)價(jià)。
10.4.2 裝置
需要下列裝置來(lái)控制和測(cè)量試驗(yàn)條件:
a) 后續(xù)試驗(yàn)繼續(xù)使用的光源(自然光或符合IEC 904-9的B類或更好太陽(yáng)模擬器);
b) 一個(gè)符合IEC 60904-2或IEC 60904-6的標(biāo)準(zhǔn)光伏器件,已知其經(jīng)過(guò)與輻射計(jì)校準(zhǔn)過(guò)的短路電流與輻照度特性。
c) 能在需要的溫度范圍內(nèi)改變測(cè)試樣品溫度的設(shè)備。
d) 一個(gè)合適的支架使測(cè)試樣品與標(biāo)準(zhǔn)器件在與入射光線垂直的相同平面;
e) 一個(gè)監(jiān)測(cè)測(cè)試樣品與標(biāo)準(zhǔn)器件溫度的裝置,要求溫度測(cè)試準(zhǔn)確度為±1℃,重復(fù)性為±0.5℃;
f) 測(cè)試測(cè)試樣品與標(biāo)準(zhǔn)器件電流的儀器,準(zhǔn)確度為讀數(shù)±0.2%。
10.4.3 程序
有兩種可接受的測(cè)量溫度系數(shù)的程序。
10.4.3.1 自然光下的程序
a) 僅在滿足下列條件時(shí)才能在自然光下進(jìn)行測(cè)試:
— 總輻照度至少達(dá)到需要進(jìn)行測(cè)試的上限;
— 瞬時(shí)振蕩(云、薄霧或煙)引起的輻照度變化應(yīng)小于標(biāo)準(zhǔn)器件測(cè)出總輻照度的2%;
— 風(fēng)速小于2m·s-1。
b) 安裝標(biāo)準(zhǔn)器件與測(cè)試組件共平面,使太陽(yáng)光線垂直(±5°內(nèi))照射二者,并連接到需要的設(shè)備上。
注:以下條款描述的測(cè)試應(yīng)盡可能快地在同一天的一、二小時(shí)內(nèi)完成,以減少光譜變化帶來(lái)的影響。如不能做到則可能需要進(jìn)行光譜修正。
c) 如果測(cè)試組件及標(biāo)準(zhǔn)器件裝有溫度控制裝置,將溫度設(shè)定在需要的值。
d) 如果沒(méi)有溫度控制裝置,要將測(cè)試樣品和標(biāo)準(zhǔn)器件遮擋陽(yáng)光和避風(fēng),直到其溫度均勻,與周圍環(huán)境溫度相差在±1℃以內(nèi),或允許測(cè)試樣品達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定平衡溫度,或冷卻測(cè)試樣品到低于需要測(cè)試溫度的一個(gè)值,然后讓組件自然升溫。在進(jìn)行測(cè)量前,標(biāo)準(zhǔn)器件溫度應(yīng)穩(wěn)定在其平衡溫度的±1℃以內(nèi)。
e) 記錄樣品的電流—電壓曲線和溫度,同時(shí)記錄在測(cè)試溫度下標(biāo)準(zhǔn)器件的短路電流和溫度。如需要可在移開(kāi)遮擋后立即進(jìn)行測(cè)試。
f) 輻照度G0可根據(jù)GB/T 6495.4-1996從標(biāo)準(zhǔn)光伏器件的短路電流(Isc)測(cè)試值進(jìn)行計(jì)算,并修正到標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件下的值(Irc)。使用標(biāo)準(zhǔn)器件特定的溫度系數(shù)(αrc)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)器件溫度Tm的修正。
1000Wm-2×Isc
Go= ×〔1-αr c(Tm-25℃)〕
Irc
1000Wm-2×Isc
Go= ×〔1-αr c(Tm-25℃)〕
Irc
式中αrc是25℃和1000W/m2下的相關(guān)溫度系數(shù)(1/℃)。
g) 通過(guò)控制器或?qū)y(cè)試組件交替曝曬和遮擋來(lái)調(diào)整組件的溫度,使其達(dá)到和保持所需的溫度。也可讓測(cè)試組件自然加熱,如d)條款所描述的數(shù)據(jù)記錄程序在加熱過(guò)程中周期性的應(yīng)用。
h) 在每組數(shù)據(jù)記錄期間,確保測(cè)試組件和標(biāo)準(zhǔn)器件的溫度穩(wěn)定,其變化在±1℃以內(nèi);由標(biāo)準(zhǔn)器件測(cè)量的輻照度變化在±1%以內(nèi)。所有數(shù)據(jù)記錄應(yīng)在1000 W/m2或轉(zhuǎn)換到該輻照度的值.
i) 重復(fù)步驟d)到h),組件溫度在至少30℃所關(guān)心的溫度范圍內(nèi),至少有四個(gè)相等溫度間隔。每個(gè)試驗(yàn)條件至少進(jìn)行三次測(cè)試。
10.4.3.2 太陽(yáng)模擬器下的程序
a) 根據(jù)GB/T 6495.1確定組件在室溫及要求的輻照度下的短路電流。
b) 將測(cè)試組件安裝在改變溫度的設(shè)備中,安裝標(biāo)準(zhǔn)光伏器件到模擬器光束內(nèi),連接到使用儀器上。
c) 將輻照度設(shè)定在如a)條款確定測(cè)試組件的產(chǎn)生短路電流上。使用標(biāo)準(zhǔn)光伏電池使整個(gè)試驗(yàn)期間的輻照度維持在該水平。
d) 加熱或冷卻組件到感興趣的一個(gè)溫度,一旦組件達(dá)到需要的溫度就進(jìn)行Isc, Voc和峰值功率的測(cè)量。在至少30℃感興趣溫度范圍上,以大約5℃的溫度步長(zhǎng)改變組件的溫度,重復(fù)測(cè)試Isc, Voc和峰值功率的測(cè)量。
注:在每個(gè)溫度可測(cè)量完整的電流—電壓特性,以確定隨溫度變化的zui大工作點(diǎn)電壓和zui大工作點(diǎn)電流。
10.4.3.3 計(jì)算溫度系數(shù)
a) 繪制Isc, Voc和Pmax與溫度的函數(shù)圖,建造zui小二乘法擬合曲線,使曲線穿過(guò)每一組數(shù)據(jù)。
b) 從zui小二乘法擬合的電流、電壓和峰值功率的直線斜率計(jì)算短路電流溫度系數(shù)α,開(kāi)路電壓溫度系數(shù)β和zui大功率溫度系數(shù)δ。
注1:根據(jù)IEC 60904-10確定試驗(yàn)組件是否可以認(rèn)為是線性組件。
注2:使用該程序測(cè)量的溫度系數(shù)僅在測(cè)試的輻照度水平上有效。相對(duì)溫度系數(shù)可用百分?jǐn)?shù)表示,等于計(jì)算的α,β和δ除以25℃時(shí)的電流、電壓和zui大功率值。
注3:因?yàn)榻M件的填充因子是溫度的函數(shù),使用α和β的乘積不足以表示zui大功率的溫度系數(shù)。
10.5.1 目的
測(cè)定組件的標(biāo)稱工作溫度(NOCT)。
10.5.2 導(dǎo)言
標(biāo)稱工作溫度定義為在下列標(biāo)準(zhǔn)參考環(huán)境(SRE),敞開(kāi)式支架安裝情況下,太陽(yáng)電池的平均平衡結(jié)溫:
— 傾角: 與水平面夾角45o
— 總輻照度:800W·m-2
— 環(huán)境溫度:20℃
— 風(fēng)速: 1m·s-1
— 電負(fù)荷: 零(開(kāi)路)
系統(tǒng)設(shè)計(jì)者可用標(biāo)稱工作溫度作為組件在現(xiàn)場(chǎng)工作的參考溫度,因此在比較不同組件設(shè)計(jì)的性能時(shí)該參數(shù)是一個(gè)很有價(jià)值的參數(shù)。然而組件在任何特定時(shí)間的真實(shí)工作溫度取決于安裝的方式、輻照度、風(fēng)速、環(huán)境溫度、天空溫度、地面和周圍物體的反射輻射與發(fā)射輻射。為準(zhǔn)確預(yù)測(cè)組件的性能,上述因素的影響應(yīng)該考慮進(jìn)去。
測(cè)定標(biāo)稱工作溫度兩種方法的描述:
*種稱為“基本方法”,能普遍用于所有光伏組件。在組件不是設(shè)計(jì)為敞開(kāi)式支架安裝時(shí),用制造廠所推薦的方法安裝,基本方法仍可測(cè)定其在標(biāo)準(zhǔn)參考環(huán)境中平衡平均太陽(yáng)電池結(jié)溫。
第二種稱為“間接方法(參考平板法)”,比*種方法更快,但僅能應(yīng)用于與試驗(yàn)時(shí)所用的參考平板有同樣環(huán)境(在一定的風(fēng)速和輻照度范圍內(nèi))溫度響應(yīng)的光伏組件。帶有前玻璃和后塑料的晶體硅組件屬于此類。參考平板的校準(zhǔn)采用與基本方法相同的程序。
10.5.3 基本方法
10.5.3.1 原理
在標(biāo)準(zhǔn)參考環(huán)境所描述的環(huán)境條件范圍內(nèi),該方法收集電池試驗(yàn)的真實(shí)溫度數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)給出的方式,允許和重復(fù)地確定標(biāo)稱工作溫度。
太陽(yáng)電池結(jié)溫(TJ)基本上是環(huán)境溫度(Tamb)、平均風(fēng)速(V)和入射到組件有效表面的太陽(yáng)總輻照度(G)的函數(shù)。溫度差(TJ-Tamb)在很大程度上不依賴于環(huán)境溫度,在400W·m-2的輻照度以上,基本上線性正比于輻照度。在風(fēng)速適宜期間,試驗(yàn)要求作(TJ-Tamb)相對(duì)于G的曲線,取輻照度為標(biāo)準(zhǔn)參考環(huán)境輻照度800W·m-2值時(shí)的(TJ-Tamb)值,再加上20℃,即可得到初步的標(biāo)稱工作溫度值。zui后把依賴于測(cè)試期間的平均溫度和風(fēng)速的一個(gè)校正因子加到初步的標(biāo)稱工作溫度中,將其修正到20℃和1m·s-1時(shí)的值。
10.5.3.2 裝置
需要下列裝置:
a) 敞開(kāi)式支架,它以特定方式(見(jiàn)10.5.3.3)支撐被試驗(yàn)組件和輻照度計(jì)。該支架應(yīng)該設(shè)計(jì)為對(duì)組件的熱傳導(dǎo)zui小,并且盡可能小地干擾組件前后表面的熱輻射。
注:如組件不是設(shè)計(jì)為敞開(kāi)式支架安裝,應(yīng)按制造廠推薦的方式安裝。
b) 輻照度計(jì),安裝在距試驗(yàn)方陣0.3m內(nèi)組件的平面上。
c) 能測(cè)量至0.25m·s-1風(fēng)速和風(fēng)向的設(shè)備,安裝在組件上方0.7m,距組件靠東或西1.2m處。
d) 一個(gè)溫度傳感器,具有與組件相近或更短的時(shí)間常數(shù),安裝在遮光通風(fēng)良好且靠近風(fēng)速傳感器之處。
e) 電池溫度傳感器,或國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)可的測(cè)量電池溫度的其它設(shè)備,焊在或用有良好導(dǎo)熱性能的膠粘在每一個(gè)試驗(yàn)組件中部?jī)善姵氐谋趁妗?/span>
f) 具有測(cè)量溫度準(zhǔn)確度±1℃的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),在不大于5s的間隔內(nèi),記錄下列參數(shù):
輻照度;
環(huán)境溫度;
電池溫度;
風(fēng)速;
風(fēng)向。
10.5.3.3 試驗(yàn)組件的安裝
傾角:使試驗(yàn)組件前表面面向赤道,與水平面的傾角為45°±5°。
高度:試驗(yàn)組件的底邊應(yīng)高于當(dāng)?shù)厮矫婊虻仄矫?/span>0.6m以上。
排列:為了模擬組件安裝在一個(gè)方陣中的熱邊界條件,試驗(yàn)組件應(yīng)安裝在一個(gè)平面陣列內(nèi),該平面陣列在試驗(yàn)組件平面的各個(gè)方向上延伸至少0.6m。對(duì)于隨意固定,敞開(kāi)式安裝的組件,應(yīng)該用黑色鋁板或其它同樣設(shè)計(jì)的組件來(lái)填充平面陣列的剩余表面。
周圍區(qū)域:在當(dāng)?shù)靥?yáng)正午前后4h內(nèi),組件周圍沒(méi)有遮擋物,可以得到充分的太陽(yáng)輻照。安裝組件的周圍地面應(yīng)是平坦的,或是試驗(yàn)架位于坡頂部,并且對(duì)陽(yáng)光無(wú)特殊的高反射率。在試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)周圍有草、其他植物、黑色的瀝青或臟跡等是允許的。
10.5.3.4 程序
a) 按10.5.3.3的要求,安裝組件等裝置,確保試驗(yàn)組件開(kāi)路。
b) 選一無(wú)云、少風(fēng)晴朗的天,記錄下列參數(shù)為時(shí)間的函數(shù):電池的溫度、環(huán)境溫度、輻照度、風(fēng)速和風(fēng)向。
c) 剔出在下列情況下記錄的數(shù)據(jù):
— 輻照度低于400W·m-2;
— 在10min期間記錄輻照度變化從zui大值到zui小值超過(guò)10%以上之后10min間隔;
— 風(fēng)速在1 m·s-1±0.75 m·s-1范圍以外;
— 環(huán)境溫度在20℃±15℃范圍以外,或變化超過(guò)5℃;
— 在風(fēng)速超過(guò)4m·s-1的疾風(fēng)之后10min內(nèi);
— 風(fēng)向在東或西±20°范圍內(nèi)。
d) 至少選10個(gè)可采用的數(shù)據(jù)點(diǎn),覆蓋300W·m-2以上的輻照度范圍,確保包含當(dāng)?shù)卣缜昂蟮臄?shù)據(jù),作(TJ -Tamb)隨輻照度變化的曲線,通過(guò)這些數(shù)據(jù)點(diǎn)用回歸分析做擬合。
e) 確定在800W·m-2時(shí)的(TJ-Tamb)值,加上20℃即給出標(biāo)稱工作溫度的初步值。
f) 使用可采用的數(shù)據(jù)點(diǎn),計(jì)算平均環(huán)境溫度Tamb,平均風(fēng)速V,并從圖2中定出適當(dāng)?shù)男拚蜃印?/span>
g) 修正因子與初步的標(biāo)稱工作溫度之和即為組件的標(biāo)稱工作溫度值,它是校正到20℃和1m·s-1時(shí)的值
h) 在另外二天重復(fù)上述程序,取三個(gè)標(biāo)稱工作溫度的平均值即得到每個(gè)試驗(yàn)組件的標(biāo)稱工作溫度。
10.5.4 參考平板法
10.5.4.1 原理
本方法的原理是在相同的輻照度、環(huán)境溫度和風(fēng)速條件下比較標(biāo)準(zhǔn)參考平板和試驗(yàn)組件的溫度。在標(biāo)準(zhǔn)參考環(huán)境下參考平板的穩(wěn)態(tài)溫度由10.5.3所描述的基本方法測(cè)定。
先把試驗(yàn)組件和參考平板的溫度差修正到標(biāo)準(zhǔn)參考環(huán)境,再將此值加上標(biāo)準(zhǔn)參考環(huán)境下參考平板的平均穩(wěn)態(tài)溫度,即得到試驗(yàn)組件的標(biāo)稱工作溫度。實(shí)驗(yàn)已證明,溫度差對(duì)輻照度的漲落、環(huán)境溫度和風(fēng)速的小的變化不敏感。
10.5.4.2 參考平板
參考平板由硬質(zhì)鋁合金制成,尺寸見(jiàn)圖3,前表面應(yīng)涂刷亞光黑漆,背表面應(yīng)涂刷亮光白漆。應(yīng)有達(dá)到準(zhǔn)確度要求的儀器測(cè)量參考平板的溫度。采用兩組熱電偶進(jìn)行測(cè)量的方法見(jiàn)圖3,將距熱電偶結(jié)點(diǎn)25mm內(nèi)的絕緣材料去除后,用導(dǎo)熱性能好的電絕緣膠粘劑將熱電偶分別粘入刻出的槽內(nèi),zui后將兩個(gè)熱電偶剩余部分粘入一個(gè)槽內(nèi)。
至少應(yīng)制備三塊參考平板,并用10.5.3所描述基本方法進(jìn)行校準(zhǔn)。所測(cè)定的穩(wěn)態(tài)溫度應(yīng)在46℃~50℃范圍內(nèi),三個(gè)平板溫度相差不大于1℃。一個(gè)參考平板應(yīng)該不用而作為控制參考。在進(jìn)行標(biāo)稱工作溫度測(cè)量之前,應(yīng)將參考平板在10.5.3.4 c)所規(guī)定的條件下的穩(wěn)態(tài)溫度和控制平板進(jìn)行對(duì)比,以探察它們之間熱性能是否有變化。如果測(cè)得參考平板的溫度相差超過(guò)1℃,在試驗(yàn)標(biāo)稱工作溫度之前,應(yīng)調(diào)查其原因,并作相應(yīng)的修正。
10.5.4.3 試驗(yàn)地點(diǎn)
選擇一周圍建筑、樹(shù)木和地形地貌對(duì)風(fēng)幾乎不干擾的平整的地點(diǎn),應(yīng)避免試驗(yàn)平板背后地面或物體的不均勻反射。
10.5.4.4 裝置
需要下列裝置(見(jiàn)圖4):
a) 參考平板的數(shù)量按10.5.4.2規(guī)定(比同時(shí)試驗(yàn)的組件數(shù)目多一個(gè))。
b) 一個(gè)輻照度計(jì)或標(biāo)準(zhǔn)太陽(yáng)電池。
c) 一個(gè)敞開(kāi)式支架,支承試驗(yàn)組件、參考平板和輻照度計(jì),使試驗(yàn)組件前表面面向赤道,與水平面的傾角為45°±5°。每個(gè)組件的兩側(cè)緊挨著參考平板,組件的底邊距地面約為1m。該支架應(yīng)該設(shè)計(jì)為對(duì)組件和參考平板的熱傳導(dǎo)zui小,并且盡可能少地影響組件前后表面的熱輻射。
d) 能測(cè)量至0.25m·s-1風(fēng)速和風(fēng)向的設(shè)備,安裝在組件上方0.7m,距組件靠東或西1.2m處,如圖4所示。
e) 一個(gè)環(huán)境溫度傳感器,具有與組件相近或更短的時(shí)間常數(shù),安裝在遮光、通風(fēng)良好的盒內(nèi)、靠近風(fēng)速傳感器之處。
f) 電池溫度傳感器,或國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的測(cè)量電池溫度的其它設(shè)備,焊在或用有良好導(dǎo)熱性能的膠粘在每一個(gè)試驗(yàn)組件中部?jī)善姵氐谋趁妗?/span>
g) 具有測(cè)量溫度準(zhǔn)確度±1℃的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),在不大于5s的間隔內(nèi),記錄下列參數(shù):
輻照度;
環(huán)境溫度;
電池溫度;
風(fēng)速;
風(fēng)向;
參考平板溫度。
準(zhǔn)確度:標(biāo)稱工作溫度的總準(zhǔn)確度為±1K。
10.5.4.5 程序
a) 如圖4所示,安裝好裝置、組件和參考平板,確保試驗(yàn)組件開(kāi)路。
b) 選一無(wú)云、少風(fēng)、晴朗的天,記錄下列參數(shù)為時(shí)間的函數(shù):試驗(yàn)組件的電池的溫度、參考平板的溫度、輻照度、環(huán)境溫度、風(fēng)速和風(fēng)向。
c) 剔出在下列條件中,或該情況發(fā)生后15min之內(nèi)記錄的數(shù)據(jù):
— 輻照度低于750W·m-2,或高于850W·m-2;
— 一個(gè)數(shù)據(jù)記錄時(shí)輻照度變化超過(guò)±40 W·m-2;
— 2m·s-1以上的風(fēng)速持續(xù)30s以上;
— 風(fēng)速低于0.5m·s-1 時(shí);
— 風(fēng)向在東或西±20°范圍內(nèi);
— 參考平板之間溫度差超過(guò)1℃時(shí)。
d) 對(duì)選定期間的數(shù)據(jù)點(diǎn),計(jì)算所有參考平板的平均溫度TP。
e) 對(duì)每一個(gè)組件,對(duì)選擇期間內(nèi)的每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn):
1) 取電池的平均溫度為TJ,并計(jì)算
DTJP=TJ - TP ……………………(1)
如果DTJP的變化超過(guò)4℃,則不能采用參考平板法,應(yīng)采用10.5.3所描述的基本方法。
2) 取所有DTJP的平均值,即給出DTJPm。
3) 作如下的計(jì)算,將DTJPm 修正到標(biāo)準(zhǔn)參考環(huán)境:
DTJPm(已修正的)= (f / B R)·DTJPm(未修正的) ……………………(2)
式中:
f:輻照度校正因子,等于800除以所選定時(shí)間內(nèi)的平均輻照度;
B:環(huán)境溫度校正因子,從所選定的時(shí)間內(nèi)的平均環(huán)境溫度Tamb,利用下表而得到(利用平均環(huán)境溫度和校正因子的線性關(guān)系,來(lái)推算B是允許的)。
Tamb(℃) | B |
0 10 20 30 40 50 | 1.09 1.05 1.00 0.96 0.92 0.87 |
R:風(fēng)速校正因子,從所選定的時(shí)間內(nèi)的平均風(fēng)速,利用圖5來(lái)得到。
4) 用下式計(jì)算試驗(yàn)組件的標(biāo)稱工作溫度
標(biāo)稱工作溫度 = TPR + DTJPm(已修正的) ……………………(3)
式中TPR是參考平板在標(biāo)準(zhǔn)參考環(huán)境下平均穩(wěn)態(tài)溫度。
g) 在另外二天重復(fù)上述程序,取三個(gè)標(biāo)稱工作溫度的平均值即得到每個(gè)試驗(yàn)組件的標(biāo)稱工作溫度。
10.6.1 目的
在標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件(1000 W·m-2,25℃電池溫度,GB/T 6495.3的標(biāo)準(zhǔn)太陽(yáng)光譜輻照度分布)和標(biāo)稱工作溫度和輻照度為800 W·m-2,且滿足GB/T 6495.3的標(biāo)準(zhǔn)太陽(yáng)光譜輻照度分布條件下,確定組件隨負(fù)荷變化的電性能。
10.6.2 裝置
a) 光源(自然光或符合IEC 904-9的B級(jí)或更優(yōu)太陽(yáng)模擬器);
b) 一個(gè)符合IEC 60904-2或IEC 60904-6的標(biāo)準(zhǔn)光伏器件。如果使用B級(jí)模擬器,標(biāo)準(zhǔn)光伏器件應(yīng)為標(biāo)準(zhǔn)光伏組件,該組件應(yīng)采用與測(cè)試樣品同樣技術(shù)制造(有相同光譜相應(yīng))并且同樣尺寸大小;
c) 一個(gè)合適的支架使測(cè)試樣品與標(biāo)準(zhǔn)器件在與入射光線垂直的相同平面;
d) 一個(gè)監(jiān)測(cè)測(cè)試樣品與標(biāo)準(zhǔn)器件溫度的裝置,要求溫度測(cè)試準(zhǔn)確度為±1℃,重復(fù)性為±0.5℃;
e) 測(cè)試測(cè)試樣品與標(biāo)準(zhǔn)器件電流的儀器,準(zhǔn)確度為讀數(shù)±0.2%。
f) 測(cè)試測(cè)試樣品與標(biāo)準(zhǔn)器件電壓的儀器,準(zhǔn)確度為讀數(shù)±0.2%。
g) 能將測(cè)試樣品溫度設(shè)定到10.5所測(cè)試的標(biāo)稱工作溫度的設(shè)備。
10.6.3 程序
10.6.3.1 標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件
保持組件溫度在25℃,用自然光或符合IEC 904-9 要求的B級(jí)或更優(yōu)模擬器,按照GB/T 6495.1的規(guī)定,在1000 W·m-2輻照度(用適當(dāng)?shù)臉?biāo)準(zhǔn)電池測(cè)定)下,測(cè)量其電流-電壓特性。
10.6.3.2 標(biāo)稱工作溫度
用自然光或符合IEC 904-9 要求的B級(jí)或更優(yōu)模擬器,按照GB/T 6495.1的規(guī)定,在800 W·m-2輻照度(用適當(dāng)?shù)臉?biāo)準(zhǔn)電池測(cè)定)下,將組件均勻加熱至標(biāo)稱工作溫度,測(cè)量其電流-電壓特性。
如果標(biāo)準(zhǔn)電池的光譜響應(yīng)與測(cè)試組件不相同,用IEC 60904-7的方法計(jì)算光譜失配修正。
10.7.1 目的
依據(jù)GB/T 6495.1的規(guī)定,在25℃和輻照度為200 W·m-2(用適當(dāng)?shù)臉?biāo)準(zhǔn)電池測(cè)定)的自然光或符合IEC 904-9要求的B級(jí)或更優(yōu)模擬器下,確定組件隨負(fù)荷變化的電性能。
10.7.2 裝置
a) 光源(自然光或符合IEC 904-9的B級(jí)或更優(yōu)太陽(yáng)模擬器);
b) 一個(gè)符合IEC 60904-2或IEC 60904-6的標(biāo)準(zhǔn)光伏器件。如果使用B級(jí)模擬器,標(biāo)準(zhǔn)光伏器件應(yīng)為標(biāo)準(zhǔn)光伏組件,該組件應(yīng)采用與測(cè)試樣品同樣技術(shù)制造(有相同光譜相應(yīng))并且同樣尺寸大小;
c) 一個(gè)合適的支架使測(cè)試樣品與標(biāo)準(zhǔn)器件在與入射光線垂直的相同平面;
d) 一個(gè)監(jiān)測(cè)測(cè)試樣品與標(biāo)準(zhǔn)器件溫度的裝置,要求溫度測(cè)試準(zhǔn)確度為±1℃,重復(fù)性為±0.5℃;
e) 測(cè)試測(cè)試樣品與標(biāo)準(zhǔn)器件電流的儀器,準(zhǔn)確度為讀數(shù)±0.2%。
f) 測(cè)試測(cè)試樣品與標(biāo)準(zhǔn)器件電壓的儀器,準(zhǔn)確度為讀數(shù)±0.2%。
g) 能將測(cè)試樣品溫度設(shè)定到10.5所測(cè)試的標(biāo)稱工作溫度的設(shè)備。
10.7.3 程序
依據(jù)GB/T 6495.1,在25℃±2℃和輻照度為200 W·m-2(用適當(dāng)?shù)臉?biāo)準(zhǔn)電池測(cè)定)的自然光或符合IEC 904-9要求的B級(jí)或更優(yōu)模擬器下,測(cè)量組件的電流-電壓特性。用中性濾光器或其它不影響光譜輻照度分布的技術(shù)將輻照度降低至特定值(降低輻照度而不影響光譜輻照度分布的技術(shù)指導(dǎo)見(jiàn)IEC 60904-10)。
10.8.1 目的
初步評(píng)價(jià)組件經(jīng)受室外條件曝曬的能力,并可使在實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)中可能測(cè)不出來(lái)的綜合衰減效應(yīng)揭示出來(lái)。
注:由于試驗(yàn)的短時(shí)性和試驗(yàn)條件隨環(huán)境而變化,對(duì)通過(guò)本試驗(yàn)組件的壽命做出判斷時(shí)應(yīng)特別小心,這個(gè)試驗(yàn)僅只能作為可能存在問(wèn)題的指示。
10.8.2 裝置
a) 太陽(yáng)輻照度儀,準(zhǔn)確優(yōu)于±5%;
b) 制造廠推薦的安裝組件的設(shè)備,使組件與輻照度儀共平面;
c) 一個(gè)組件在標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件工作于zui大功率點(diǎn)附近的合適負(fù)載。
10.8.3 程序
a) 將電阻性負(fù)載與組件相連,用制造廠所推薦的方式安裝在室外,與輻照度監(jiān)測(cè)儀共平面。在試驗(yàn)前應(yīng)安裝制造廠所推薦的熱斑保護(hù)設(shè)備。
b) 在GB/T 4797.1所規(guī)定的一般室外氣候條件下,用監(jiān)測(cè)儀測(cè)量,使組件受到的總輻射量為60kWh·m-2。
10.8.4 zui后試驗(yàn)
重復(fù)10.1、10.2和10.3的試驗(yàn)。
10.8.5 要求
— 無(wú)第7章規(guī)定的嚴(yán)重外觀缺陷;
—zui大輸出功率衰減應(yīng)不超過(guò)試驗(yàn)前測(cè)量值的5%;
— 絕緣電阻應(yīng)滿足初始試驗(yàn)的同樣要求。
10.9.1 目的
確定組件承受熱斑加熱效應(yīng)的能力,如這種效應(yīng)可能導(dǎo)致焊接熔化或封裝退化。電池不匹配或裂紋、內(nèi)部連接失效、局部被遮光或弄臟均會(huì)引起這種缺陷。
10.9.2 熱斑效應(yīng)
當(dāng)組件中的一個(gè)電池或一組電池被遮光或損壞時(shí),工作電流超過(guò)了該電池或電池組降低了的短路電流,在組件中會(huì)發(fā)生熱斑加熱。此時(shí)受影響的電池或電池組被置于反向偏置狀態(tài),消耗功率,從而引起過(guò)熱。
圖6描述了由一組串聯(lián)電池構(gòu)成的組件的熱斑效應(yīng),該組件中電池Y被部分遮光。Y消耗的功率等于組件電流與Y兩端形成的反向電壓的乘積。對(duì)任意輻照度水平,在短路時(shí)消耗的功率zui大,此時(shí)加于Y的反向電壓等于組件中其余(S-1)個(gè)電池產(chǎn)生的電壓,在圖6中用Y的反向I-V曲線和(S-1)個(gè)電池的正向I-V曲線的映象的交點(diǎn)處的陰影矩形來(lái)表示zui大消耗功率。
由于不同電池的反向特性差別很大,有必要根據(jù)其反向特性曲線與圖7所示的“試驗(yàn)界限區(qū)”的交點(diǎn),把電池分成電壓限制型(A類)或電流限制型(B類)兩類。
圖6所示的一個(gè)損壞或遮光電池的zui大功率消耗的情況屬A類,這種情況發(fā)生在反向曲線和(S-1)個(gè)電池的正向I-V曲線的映象在zui大功率點(diǎn)相交。
作為對(duì)比,圖8表示一個(gè)B類電池在*遮光時(shí)的zui大功率消耗。應(yīng)該注意,此時(shí)消耗的功率可能僅是組件總有效功率的一部分。
10.9.3 電池內(nèi)部連接的分類
光伏組件中的太陽(yáng)電池可以以下列方式之一進(jìn)行連接:
串聯(lián)方式:s個(gè)電池呈單串串聯(lián)連接(圖6);
串聯(lián)-并聯(lián)連接方式:即將p個(gè)組并聯(lián),每組s個(gè)電池串聯(lián)(圖9);
串聯(lián)-并聯(lián)-串聯(lián)連接方式:即b個(gè)塊串聯(lián),每個(gè)塊有p個(gè)組并聯(lián),每組s個(gè)電池串聯(lián)(圖10)。
如果有旁路二極管,由于限制了其所連接電池的反向電壓,因此也算做被試驗(yàn)電路的一部分。每一種結(jié)構(gòu)需要一種特殊的熱斑試驗(yàn)程序。組件短路時(shí)其內(nèi)部功率消耗zui大。
注:當(dāng)保護(hù)電路元件二極管被短路時(shí),其的內(nèi)部消耗功率zui大,此時(shí)通常伴隨整個(gè)組件被短路。如果組件無(wú)旁路二極管,應(yīng)檢查制造商的指南,是否有安裝旁路二極管前可串聯(lián)使用的zui大組件數(shù)量。如果推薦的可串聯(lián)使用的zui大組件數(shù)量大于1,則本部分后續(xù)試驗(yàn)應(yīng)該采用推薦的串聯(lián)組件來(lái)進(jìn)行,此時(shí)在5h曝曬過(guò)程中,應(yīng)將提供功率電流設(shè)定在IMP。
10.9.4 裝置
a) 輻射源1,穩(wěn)態(tài)太陽(yáng)模擬器或自然光,輻照度不低于700W·m-2,不均勻度不超過(guò)±2%,瞬時(shí)不穩(wěn)定度在±5%以內(nèi)。
b) 輻射源2,C級(jí)(或更好)的穩(wěn)態(tài)太陽(yáng)模擬器或自然光,其輻照度為1000W·m-2±10%。
c) 組件I-V曲線測(cè)試儀。
d) 一組對(duì)試驗(yàn)太陽(yáng)電池遮光增量為5%的不透明蓋板。
e) 如需要,加一個(gè)適當(dāng)?shù)臏囟忍綔y(cè)器。
10.9.5 程序
在組件試驗(yàn)前應(yīng)安裝制造廠推薦的熱斑保護(hù)裝置。
10.9.5.1 串聯(lián)連接方式
a) 將不遮光的組件在不低于700W·m-2的輻射源1下照射,測(cè)試其I-V特性和zui大功率點(diǎn)的電流IMP。
b) 使組件短路,用下列方法之一選擇一片電池:
1) 組件在穩(wěn)定的、輻照度不低于700W·m-2的輻射源1照射下,用適當(dāng)?shù)臏囟忍綔y(cè)器(推薦使用紅外照像儀)測(cè)定zui熱的電池。
2) 在步驟a)所規(guī)定的輻照度下,依次*擋住每一個(gè)電池,選擇一個(gè)或其中一個(gè),當(dāng)它被擋住時(shí),短路電流減小zui大。在這一過(guò)程中,輻照度的變化不超過(guò)5%。
c) 同樣在步驟a)所規(guī)定的輻照度(±3%內(nèi))下,*擋住選定的電池,檢查組件的ISC是否比步驟a)所測(cè)定的IMP小。如果這種情況不發(fā)生,就不能確定在一個(gè)電池內(nèi)產(chǎn)生zui大消耗功率的條件。此時(shí),繼續(xù)*擋住所選擇的電池,省略步驟d)。
d) 逐漸減少對(duì)所選擇電池的遮光面積,直到組件的ISCzui接近IMP,此時(shí)在該電池內(nèi)消耗的功率為zui大。
e) 用輻射源2照射組件,記錄ISC值,保持組件在消耗功率為zui大的狀態(tài),必要時(shí),重新調(diào)整遮光,使ISC維持在特定值。在此過(guò)程中組件的溫度應(yīng)該在50℃±10℃。
f) 保持此狀態(tài)經(jīng)過(guò)5h的曝曬。
10.9.5.2 串聯(lián)-并聯(lián)連接方式
a) 將不遮光的組件在不低于700W·m-2的輻射源1下照射,測(cè)試其I-V特性,假定所有串聯(lián)組產(chǎn)生的電流相同,用下列方程計(jì)算熱斑zui大功率消耗時(shí)對(duì)應(yīng)的短路電流ISC(*):
……………………(4)
Isc(*)=Isc·(p-p+(IMP / p)
式中:ISC ——不遮光組件的短路電流;
IMP ——不遮光組件zui大功率點(diǎn)的電流;
p ——組件的并聯(lián)組數(shù)。
b) 使組件短路,用下列方法之一選擇一片電池:
1) 組件在穩(wěn)定的、輻照度不低于700W·m-2的輻射源1照射下,用適當(dāng)?shù)臏囟忍綔y(cè)器測(cè)定zui熱的電池。
2) 在步驟a)所規(guī)定的輻照度下,依次*擋住每一個(gè)電池,選擇其中一個(gè),當(dāng)它被擋住時(shí),短路電流減小得zui多。在這一過(guò)程中,輻照度的變化不超過(guò)5%。
c) 同樣在步驟a)所規(guī)定的輻照度(±3%內(nèi))下,*擋住選擇的電池,檢查組件的ISC是否比步驟a)所測(cè)定的ISC(*)小。如果這種情況不發(fā)生,就不能確定在一個(gè)電池內(nèi)發(fā)生zui大消耗功率的條件。此時(shí),繼續(xù)*擋住所選擇的電池,省略步驟d)。
d) 逐漸減少對(duì)所選擇電池的遮光面積,直到組件的ISCzui接近ISC(*),此時(shí)在該電池內(nèi)消耗的功率為zui大。
e) 用輻射源2照射組件,記錄ISC值,保持組件在消耗功率為zui大的狀態(tài),必要時(shí),重新調(diào)整遮光,使ISC維持在特定值。在此過(guò)程中組件的溫度應(yīng)該在50℃±10℃。
f) 保持此狀態(tài)經(jīng)過(guò)5h的曝曬。
10.9.5.3 串聯(lián)-并聯(lián)-串聯(lián)連接方式
a) 將不遮光的組件短路,并在不低于700W·m-2的穩(wěn)定輻射源1下照射。隨機(jī)取組件中至少30%的單體電池,依次*擋住每一個(gè)電池,用熱成像儀或其他適當(dāng)?shù)膬x器測(cè)量該電池的穩(wěn)定溫度。
b) *擋住步驟a)所發(fā)現(xiàn)的溫度為zui高的一個(gè)電池。
c) 在連續(xù)監(jiān)測(cè)電池溫度時(shí),逐漸減少對(duì)該電池的遮光面積,來(lái)確定該電池達(dá)到zui高溫度的條件。
d) 保持步驟c時(shí)的遮光狀態(tài),用輻射源2照射組件。在此過(guò)程中組件的溫度應(yīng)該在50℃±10℃。
f) 保持此狀態(tài)經(jīng)過(guò)5h的曝曬。
圖 10 串聯(lián)-并聯(lián)-串聯(lián)連接方式
10.9.6 zui后測(cè)試
重復(fù)10.1、10.2和10.3的試驗(yàn)。
10.9.7 要求
應(yīng)滿足下列要求:
— 無(wú)第7章中規(guī)定的嚴(yán)重外觀缺陷;
— zui大輸出功率的衰減不超過(guò)試驗(yàn)前測(cè)試值的5%;
— 絕緣電阻應(yīng)滿足初始試驗(yàn)同樣的要求。
10.10.1 目的
在組件進(jìn)行熱循環(huán)/濕凍試驗(yàn)前進(jìn)行紫外(UV)輻照預(yù)處理以確定相關(guān)材料及粘連連接的紫外衰減。
10.10.2 裝置
a) 在經(jīng)受紫外輻照時(shí)能控制組件溫度的設(shè)備,組件的溫度范圍必須在60℃±5℃。
b) 測(cè)量記錄組件溫度的裝置,準(zhǔn)確度為±2℃。溫度傳感器應(yīng)安裝在靠近組件中部的前或后表面,如果同時(shí)試驗(yàn)的組件多于一個(gè),只需監(jiān)測(cè)一個(gè)代表組件的溫度。
c) 能測(cè)試照射到組件試驗(yàn)平面上紫外輻照度的儀器,波長(zhǎng)范圍為280nm到320nm和320nm到385nm,準(zhǔn)確度為±15%。
d) 紫外輻射光源,在組件試驗(yàn)平面上其輻照度均勻性為±15%,無(wú)可探測(cè)的小于280nm波長(zhǎng)的輻射,能產(chǎn)生根據(jù)10.10.3規(guī)定的關(guān)注光譜范圍內(nèi)需要的輻照度。
a) 使用校準(zhǔn)的輻射儀測(cè)量組件試驗(yàn)平面上的輻照度,確保波長(zhǎng)在280nm到385nm的輻照度不超過(guò)250W·m-2(約等于5倍自然光水平),且在整個(gè)測(cè)量平面上的輻照度均勻性到達(dá)±15%。
b) 安裝開(kāi)路的組件到在步驟a)選擇位置的測(cè)量平面上,與紫外光線相垂直。保證組件的溫度范圍為60℃±5℃。
c) 使組件經(jīng)受波長(zhǎng)在280nm到385nm范圍的紫外輻射為15kWh·m-2, 其中波長(zhǎng)為280nm到320nm的紫外輻射至少為5kWh·m-2,在試驗(yàn)過(guò)程中維持組件的溫度在前面規(guī)定的范圍。
10.10.4 zui后測(cè)試
重復(fù)10.1、10.2和10.3的試驗(yàn)。
10.10.5 要求
應(yīng)滿足下列要求:
— 無(wú)第7章中規(guī)定的嚴(yán)重外觀缺陷;
— zui大輸出功率的衰減不超過(guò)試驗(yàn)前測(cè)試值的5%;
— 絕緣電阻應(yīng)滿足初始試驗(yàn)同樣的要求。
10.11.1 目的
確定組件承受由于溫度重復(fù)變化而引起的熱失配、疲勞和其它應(yīng)力的能力。
10.11.2 裝置
a) 一個(gè)氣候室,有自動(dòng)溫度控制,使內(nèi)部空氣循環(huán)和避免在試驗(yàn)過(guò)程中水分凝結(jié)在組件表面的裝置,而且能容納一個(gè)或多個(gè)組件進(jìn)行如圖11所示的熱循環(huán)試驗(yàn)。
b) 在氣候室中有安裝或支承組件的裝置,并保證周圍的空氣能自由循環(huán)。安裝或支承裝置的熱傳導(dǎo)應(yīng)小,因此實(shí)際上,應(yīng)使組件處于絕熱狀態(tài)。
c) 測(cè)量和記錄組件溫度的儀器,準(zhǔn)確度為±1℃。溫度傳感器應(yīng)置于組件中部的前或后表面。如多個(gè)組件同時(shí)試驗(yàn),只需監(jiān)測(cè)一個(gè)代表組件的溫度。
d) 在試驗(yàn)過(guò)程中能對(duì)組件加以等于標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件下zui大功率點(diǎn)電流的儀器。
e) 在試驗(yàn)過(guò)程中監(jiān)測(cè)通過(guò)每一個(gè)組件電流的儀器。
10.11.3 程序
a) 在室溫下將組件裝入氣候室。如組件的邊框?qū)щ姴缓茫瑢⑵浒惭b在一金屬框架上來(lái)模擬敞開(kāi)式支承架。
b) 將溫度傳感器接到溫度監(jiān)測(cè)儀,將組件的正極引出端接到提供電流儀的正極,負(fù)極連接到其負(fù)極。在200次熱循化試驗(yàn)中,對(duì)組件施加等于標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件下zui大功率點(diǎn)電流±2%。僅在組件溫度超過(guò)25℃時(shí)保持流過(guò)的電流。50次的熱循環(huán)試驗(yàn)不要求施加電流。
c) 關(guān)閉氣候室,按圖11的分布,使組件的溫度在-40℃±2℃和+85℃±2℃之間循環(huán)。zui高和zui低溫度之間溫度變化的速率不超過(guò)100℃/h,在每個(gè)溫度下,應(yīng)保持穩(wěn)定至少10min。除組件的熱容量很大需要更長(zhǎng)的循環(huán)時(shí)間外,一次循環(huán)時(shí)間不超過(guò)6h,循環(huán)的次數(shù)見(jiàn)圖1相應(yīng)的方框。
d) 在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中,記錄組件的溫度,并監(jiān)測(cè)通過(guò)組件的電流。
注:有并聯(lián)電路的組件如果其中一路斷開(kāi),會(huì)引起電壓或電流的不連續(xù),但不會(huì)導(dǎo)致其為零。
10.11.4 zui后試驗(yàn)
在至少1h的恢復(fù)時(shí)間后,重復(fù)10.1,10.2和10.3的試驗(yàn)。
10.11.5 要求
應(yīng)滿足下列要求:
— 在試驗(yàn)過(guò)程中無(wú)電流中斷現(xiàn)象;
— 無(wú)第7章中規(guī)定的嚴(yán)重外觀缺陷;
— zui大輸出功率的衰減不超過(guò)試驗(yàn)前測(cè)試值的5%;
— 絕緣電阻應(yīng)滿足初始試驗(yàn)同樣的要求。
10.12.1 目的
確定組件承受高溫、高濕之后以及隨后的零下溫度影響的能力。本試驗(yàn)不是熱沖擊試驗(yàn)。
10.12.2 裝置
a) 一個(gè)氣候室,有自動(dòng)溫度和濕度控制,能容納一個(gè)或多個(gè)組件進(jìn)行如圖12所規(guī)定的濕-凍循環(huán)試驗(yàn)。
b) 在氣候室中有安裝或支承組件的裝置,并保證周圍的空氣能自由循環(huán)。安裝或支承裝置的熱傳導(dǎo)應(yīng)小,因此實(shí)際上,應(yīng)使組件處于絕熱狀態(tài)。
c) 測(cè)量和記錄組件溫度的儀器,準(zhǔn)確度為±1℃。如多個(gè)組件同時(shí)試驗(yàn),只需監(jiān)測(cè)一個(gè)代表組件的溫度。
d) 在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中,監(jiān)測(cè)每一個(gè)組件內(nèi)部電路連續(xù)性的儀器。
10.12.3 程序
a) 將溫度傳感器置于組件中部的前或后表面。
b) 在室溫下將組件裝入氣候室。
c) 將溫度傳感器接到溫度監(jiān)測(cè)儀。
d) 關(guān)閉氣候室,使組件完成如圖12的所示的10次循環(huán)。zui高和zui低溫度應(yīng)在所設(shè)定值的±2℃以內(nèi),室溫以上各溫度下,相對(duì)濕度應(yīng)保持在所設(shè)定值的±5%以內(nèi)。
e) 在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中,記錄組件的溫度。
10.12.4 zui后試驗(yàn)
在2h到4h的恢復(fù)時(shí)間后,重復(fù)10.3的試驗(yàn),再重復(fù)10.1和10.2的試驗(yàn)。
10.12.5 要求
應(yīng)滿足下列要求:
— 無(wú)第7章中規(guī)定的嚴(yán)重外觀缺陷;
— zui大輸出功率的衰減不超過(guò)試驗(yàn)前測(cè)試值的5%;
— 絕緣電阻應(yīng)滿足初始試驗(yàn)同樣的要求。
10.13.1 目的
確定組件承受長(zhǎng)期濕氣滲透的能力。
10.13.2 程序
試驗(yàn)應(yīng)根據(jù)IEC 60068-2-78并滿足以下規(guī)定:
a) 預(yù)處理
將處于室溫下沒(méi)有經(jīng)過(guò)預(yù)處理的組件放入氣候室中。
b) 嚴(yán)酷條件
在下列嚴(yán)酷條件進(jìn)行試驗(yàn):
試驗(yàn)溫度:85℃±2℃
相對(duì)濕度:85%±5%
試驗(yàn)時(shí)間:1000h
10.13.3 zui后試驗(yàn)
組件經(jīng)受時(shí)間為2h至4h恢復(fù)期后,重復(fù)10.3和10.15的試驗(yàn),再重復(fù)10.1和10.2的試驗(yàn)。
10.13.4 要求
應(yīng)滿足下列要求:
— 無(wú)第7章中規(guī)定的嚴(yán)重外觀缺陷;
— zui大輸出功率的衰減不超過(guò)試驗(yàn)前測(cè)試值的5%;
— 絕緣電阻應(yīng)滿足初始試驗(yàn)同樣的要求。
10.14.1 目的
確定引出端及其與組件體的附著是否能承受正常安裝和操作過(guò)程中所受的力。
10.14.2 引出端類型
考慮三種類型的組件引出端:
— A型:直接自電池板引出的導(dǎo)線;
— B型:接線片、接線螺栓、螺釘?shù)龋?/span>
— C型:接插件。
10.14.3 程序
預(yù)處理:在標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下進(jìn)行1h的測(cè)量和試驗(yàn)。
10.14.3.1 A型引出端
拉力試驗(yàn):如GB/T 2423.29 Ua的試驗(yàn)所述,滿足下列條件:
— 所有引出端均應(yīng)試驗(yàn);
— 拉力不能超過(guò)組件重量。
彎曲試驗(yàn):如GB/T 2423.29 Ub的試驗(yàn)所述,滿足下列條件:
— 所有引出端均應(yīng)試驗(yàn);
— 用方法1實(shí)施10次循環(huán)(每次循環(huán)為各相反方向均彎曲一次)。
10.14.3.2 B型引出端
拉力和彎曲試驗(yàn):
a) 對(duì)于引出端曝露在外的組件應(yīng)與A型引出端的試驗(yàn)一樣,試驗(yàn)所有引出端;
b) 如果引出端封閉于保護(hù)盒內(nèi),則應(yīng)采取如下程序:
— 將組件制造廠所推薦型號(hào)和尺寸的電纜切為合適的長(zhǎng)度,依其推薦方法與盒內(nèi)引出端相接,利用所提供的電纜夾小心將電纜自密封套的小孔中穿出。盒蓋應(yīng)牢固放置原處,再按A型引出端的試驗(yàn)方法進(jìn)行試驗(yàn)。
轉(zhuǎn)矩試驗(yàn):如GB/T2423.29 Ud的試驗(yàn)所述,滿足下列條件:
— 所有引出端均應(yīng)試驗(yàn);
— 嚴(yán)酷度1。
除*固定的設(shè)計(jì)外,螺帽、螺絲均應(yīng)能松啟。
10.14.3.3 C型引出端
將組件制造廠推薦型號(hào)和尺寸的電纜切為合適的長(zhǎng)度與接插件線盒輸出端相接,然后按與A型引出端相同的試驗(yàn)方法進(jìn)行試驗(yàn)。
10.14.4 zui后試驗(yàn)
重復(fù)試驗(yàn)10.1和10.2。
10.14.5 要求
應(yīng)滿足下列要求:
— 無(wú)機(jī)械損傷現(xiàn)象;
— zui大輸出功率的衰減不超過(guò)試驗(yàn)前測(cè)試值的5%;
— 絕緣電阻應(yīng)滿足初始試驗(yàn)同樣的要求。
10.15.1 目的
評(píng)價(jià)組件在潮濕工作條件下的絕緣性能,驗(yàn)證雨、霧、露水或溶雪的濕氣不能進(jìn)入組件內(nèi)部電路的工作部分,如果濕氣進(jìn)入可能會(huì)引起腐蝕、漏電或安全事故。
10.15.2 裝置
a) 一個(gè)淺槽或容器,其尺寸應(yīng)足夠大到能將組件及邊框水平放入其中的溶液,有符合以下要求的水或溶液
電阻率: 不大于 3500Ω·cm
表面張力:不大于 3Nm-2
溫度: 22℃±3℃
溶液深度應(yīng)有效覆蓋所有表面,不要泡到?jīng)]有為浸泡而設(shè)計(jì)的引線盒入口。
b) 有相同溶液的噴淋裝置。
c) 可提供500V或組件系統(tǒng)電壓的較大值、有電流限制的直流電源。
d) 測(cè)量絕緣電阻的設(shè)備。
10.15.3 程序
所有連接應(yīng)代表推薦現(xiàn)場(chǎng)安裝接線情況,并小心確保漏電流不起源于連接組件的儀器設(shè)備。
a) 在盛有要求溶液的容器內(nèi)淹沒(méi)組件,其深度應(yīng)有效覆蓋所有表面,不要泡到?jīng)]有為浸泡而設(shè)計(jì)的引線盒入口。引線入口應(yīng)用溶液*噴淋。如果組件是用接插件連接器,則試驗(yàn)過(guò)程中接插件應(yīng)浸泡在溶液中。
b) 將組件輸出端短路,連接到測(cè)試設(shè)備的正極,使用適當(dāng)?shù)慕饘賹?dǎo)體將測(cè)試液體連接到測(cè)試設(shè)備的負(fù)極。
c) 以不超過(guò)500V·s-1的速度增加測(cè)試設(shè)備所施加的電壓直到500V,保持該電壓2min,測(cè)試絕緣電阻。
d) 減低電壓到零,將測(cè)試設(shè)備的引出端短路,以釋放組件內(nèi)部的電壓。
10.15.4 要求
應(yīng)滿足下列要求:
— 對(duì)于面積小于0.1m2的組件絕緣電阻不小于400MΩ。
— 對(duì)于面積大于0.1m2的組件,測(cè)試絕緣電阻乘以組件面積應(yīng)不小于40MΩ·m2。
10.16.1 目的
確定組件經(jīng)受風(fēng)、雪或覆冰等靜態(tài)載荷的能力。
10.16.2 裝置
a) 一個(gè)能使組件正面朝上或朝下安裝的剛性試驗(yàn)平臺(tái),并能使組件在加上負(fù)荷時(shí)能自由偏轉(zhuǎn)。
b) 試驗(yàn)過(guò)程中監(jiān)測(cè)組件內(nèi)部電路的連續(xù)性的儀器。
c) 合適的重量或壓力,能逐漸均勻增加負(fù)荷。
10.16.3 程序
a) 裝備好組件以便于試驗(yàn)過(guò)程中連續(xù)監(jiān)測(cè)其內(nèi)部電路的連續(xù)性。
b) 用制造廠所述的方法將組件安裝于一堅(jiān)固支架上。(如果有幾種方法,采用zui差的一種,其固定點(diǎn)間距離為zui大。)
c) 在前表面上,逐步將負(fù)荷加到2400Pa,使其均勻分布。(負(fù)荷可采用氣動(dòng)加壓,或覆蓋在整個(gè)表面上重量,對(duì)于后一種情況,組件應(yīng)水平放置。) 保持此負(fù)荷1h。
d) 在背表面上重復(fù)上述步驟。
e) 重復(fù)步驟c)和步驟d)三次。
注:對(duì)于陣風(fēng)安全系數(shù)3,2400Pa對(duì)應(yīng)于130km·h-1風(fēng)速的壓力(約±800Pa)。若要試驗(yàn)組件承受冰和雪重壓的能力,則本試驗(yàn)zui后一次循環(huán),加于組件前表面的負(fù)荷應(yīng)從2 400Pa增至5 400Pa。
10.16.3 zui后試驗(yàn)
重復(fù)10.1、10.2和10.3的試驗(yàn)。
10.16.4 要求
應(yīng)滿足下列要求:
— 在試驗(yàn)過(guò)程中無(wú)間歇斷路現(xiàn)象;
— 無(wú)第7章中規(guī)定的嚴(yán)重外觀缺陷;
— 標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件下zui大輸出功率的衰減不超過(guò)試驗(yàn)前測(cè)試值的5%;
— 絕緣電阻應(yīng)滿足初始試驗(yàn)的同樣要求。
10.17.1 目的
驗(yàn)證組件能經(jīng)受住冰雹的撞擊。
10.17.2 裝置
a) 用于澆鑄所需尺寸冰球的合適材料的模具。標(biāo)準(zhǔn)直徑為25mm,對(duì)特殊環(huán)境可用表2所列其它尺寸。
b) 一臺(tái)冷凍箱,控制在-10℃±5℃范圍內(nèi)。
c) 一臺(tái)溫度在-4℃±2℃范圍內(nèi)的儲(chǔ)存冰球的存儲(chǔ)容器。
d) 一臺(tái)發(fā)射器,驅(qū)動(dòng)冰球以所限定速度(可在±5%范圍內(nèi))撞擊在組件的位置范圍內(nèi)。只要滿足試驗(yàn)要求,冰球從發(fā)射器到組件的路徑可以是水平、豎直或其他角度。
e) 一堅(jiān)固支架以支撐試驗(yàn)組件,按制造廠所描述的方法安裝,使碰撞表面與所發(fā)射冰球的路徑相垂直。
直徑 mm | 質(zhì)量 g | 試驗(yàn)速度 m·s-1 | 直徑 mm | 質(zhì)量 g | 試驗(yàn)速度 m·s-1 |
12.5 15 25 35 | 0.94 1.63 7.53 20.7 | 16.0 17.8 23.0 27.2 | 45 55 65 75 | 43.9 80.2 132.0 203.0 | 30.7 33.9 36.7 39.5 |
f) 一臺(tái)天平來(lái)測(cè)定冰球質(zhì)量,準(zhǔn)確度為±2%。
g) 一臺(tái)測(cè)量冰球速度的設(shè)備,準(zhǔn)確度為±2%,速度傳感器距試驗(yàn)組件表面1m以內(nèi)。
作為一個(gè)例子,圖13示出一組適合的裝置,包括:水平氣動(dòng)發(fā)射器、垂直支承組件的安裝和測(cè)速器(用電子技術(shù)測(cè)量冰球穿過(guò)兩光束間距離所用時(shí)間來(lái)測(cè)量其速度)。其他設(shè)備如彈射器、彈簧驅(qū)動(dòng)裝置等能象該例子成功的使用。
10.17.3 程序
a) 利用模具和冷凍箱制備足夠試驗(yàn)所需尺寸的冰球,包括初調(diào)發(fā)射器所需數(shù)量。
b) 檢查每個(gè)冰球的尺寸、質(zhì)量及是否碎裂,可用冰球應(yīng)滿足如下要求:
— 肉眼看不到裂紋;
— 直徑在要求值± 5%范圍內(nèi);
— 質(zhì)量在表2中相應(yīng)標(biāo)稱值±5%范圍內(nèi)。
c) 使用前,置冰球于儲(chǔ)存容器中至少1h。
d) 確保所有與冰球接觸的發(fā)射器表面溫度均接近室溫。
e) 用下述步驟g)的方法對(duì)模擬靶試驗(yàn)發(fā)射幾次,調(diào)節(jié)發(fā)射器,使前述位置上的速度傳感器所測(cè)定的冰球速度在表2中冰雹相應(yīng)試驗(yàn)速度的±5%范圍內(nèi)。
f) 室溫下安裝組件于前述的支架上,使其碰撞面與冰球的路徑相垂直。
g) 將冰球從儲(chǔ)存容器內(nèi)取出放入發(fā)射器中,瞄準(zhǔn)表3的*個(gè)撞擊位置并發(fā)射。冰球從容器內(nèi)移出到撞擊在組件上的時(shí)間間隔不應(yīng)超過(guò)60s。
h) 檢查組件的碰撞區(qū)域,標(biāo)出損壞情況,記錄下所有看得見(jiàn)的撞擊影響。與位置偏差不大于10mm是可接受的。
j) 如果組件未受損壞,則對(duì)表3中其他撞擊位置重復(fù)步驟g)和h),如圖14所示。
10.17.4 zui后試驗(yàn)
重復(fù)10.1,10.2和10.3的試驗(yàn)。
10.17.5 要求
應(yīng)滿足下列要求:
— 無(wú)第7章中規(guī)定的嚴(yán)重外觀缺陷;
— zui大輸出功率的衰減不超過(guò)試驗(yàn)前測(cè)試值的5%;
— 絕緣電阻應(yīng)滿足初始試驗(yàn)的同樣要求。
撞擊編號(hào) | 位 置 |
1 2 3,4 5,6 7,8 9,10 11 | 組件窗口一角,距邊框50mm以內(nèi)。 組件一邊,距邊框12mm以內(nèi)。 單體電池邊沿上,靠近電極焊點(diǎn)。 在組件窗口上,距組件在支架上的安裝點(diǎn)12mm以內(nèi)。 電池間zui小空間上的點(diǎn)。 在組件窗口上,距第7次和第8次撞擊位置zui遠(yuǎn)的點(diǎn)。 對(duì)冰雹撞擊zui易損壞的任意點(diǎn)。 |
10.18.1 目的
評(píng)價(jià)旁路二極管的熱設(shè)計(jì)及防止對(duì)組件有害的熱斑效應(yīng)性能相對(duì)長(zhǎng)期的可靠性。
注:如果不能接觸到試驗(yàn)組件類型的旁路二極管,應(yīng)準(zhǔn)備一個(gè)特殊的樣品來(lái)做本試驗(yàn),旁路二極管的安裝應(yīng)與試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)組件相同,但可以在試驗(yàn)過(guò)程中對(duì)該二極管進(jìn)行溫度測(cè)量。試驗(yàn)將照常進(jìn)行。該樣品不需要進(jìn)行程序的其他試驗(yàn)。
10.18.2 裝置
a) 能加熱組件75℃±5℃的裝置。
b) 測(cè)量和記錄組件溫度的儀器,準(zhǔn)確度為±1℃。
c) 測(cè)量組件提供的任何旁路二極管溫度的裝置,應(yīng)注意盡量減少對(duì)二極管特性或熱傳導(dǎo)途徑的改變。
d) 在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中,對(duì)組件通以等于標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件下短路電流1.25倍電流,并監(jiān)測(cè)通過(guò)組件電流的儀器。
10.18.3 程序
a) 將組件中隔離二極管短路。
b) 從商標(biāo)或說(shuō)明書(shū)中確定組件在標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件下的額定短路電流。
c) 做好試驗(yàn)過(guò)程中測(cè)量旁路二極管溫度的準(zhǔn)備。
d) 采用制造商推薦的zui小規(guī)格的導(dǎo)線連接組件的輸出端,按制造商推薦的方法與接線盒相連,蓋上接線盒蓋。
注:有的組件安裝有重疊的旁路二極管,此時(shí)需要一連線以確保電流只流過(guò)一個(gè)二極管。
e) 加熱組件到75℃±5℃,對(duì)組件施加等于標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件下短路電流±2%的電流,1h后測(cè)量每個(gè)旁路二極管的溫度。利用二極管制造商提供的信息從測(cè)量的殼溫及二極管消耗的功率,利用下列方程計(jì)算結(jié)溫,:
Tj=Tcase+RTHjc+UD+DD
式中:
Tj:結(jié)溫;
Tcase:殼溫;
RTHjc:熱阻
UD:壓降
ID:電流
注:如果組件包含特殊的二極管散熱設(shè)計(jì)來(lái)降低二極管的工作溫度,本試驗(yàn)可在散熱片在1000W·m-2輻照度下達(dá)到的溫度進(jìn)行,無(wú)風(fēng)的環(huán)境溫度為43℃±3℃,而非75℃。
f) 增加通以組件電流到標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件下短路電流1.25倍,同時(shí)保持組件的溫度在75℃±5℃,保持通過(guò)組件電流1h。
g) 驗(yàn)證二極管仍能工作。
10.18.4 zui后試驗(yàn)
重復(fù)10.1,10.2及10.3的試驗(yàn)。
10.18.5 要求
應(yīng)滿足如下要求:
— 在10.18.3e)確定的二極管結(jié)溫不超過(guò)二極管制造商zui高額定結(jié)溫;
— 無(wú)第7章中規(guī)定的嚴(yán)重外觀缺陷;
— zui大輸出功率的衰減不超過(guò)試驗(yàn)前測(cè)試值的5%;
— 絕緣電阻應(yīng)滿足初始試驗(yàn)的同樣要求。
— 在結(jié)束試驗(yàn)后二極管仍能工作。
(資料性附錄)
a) 10.15節(jié)(扭曲試驗(yàn))被刪除
該試驗(yàn)原是為確保滿足噴氣實(shí)驗(yàn)室(JPL)設(shè)計(jì)的安裝系統(tǒng)而發(fā)展的,實(shí)際測(cè)試中沒(méi)有組件不通過(guò)。
b) 增加了新的10.15節(jié)(濕漏電流試驗(yàn))
在濕熱環(huán)境中存放2h至4h進(jìn)行zui初和zui后的試驗(yàn)。
這是IEC 61646zui重要的增加,該試驗(yàn)?zāi)馨l(fā)現(xiàn)視覺(jué)觀察不到針孔和定界。
c) 增加了新的10.18節(jié)(旁路二極管熱性能試驗(yàn))
現(xiàn)場(chǎng)旁路二極管的失效常與過(guò)熱相,本試驗(yàn)確定在zui壞的情況下二極管有多熱,并與其額定溫度進(jìn)行比較。
d) 第8章(報(bào)告)增加了ISO/IEC 17025的要求。
e) 10.2節(jié)用了新標(biāo)題“zui大功率的確定”
這使實(shí)驗(yàn)室能在測(cè)試前后選擇不同于標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件的一系列條件,這種做法增加了可重復(fù)性,特別是對(duì)室外測(cè)量時(shí)使外推降到zui低。
f) 10.3節(jié)(絕緣試驗(yàn))通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)修改,與組件的面積相關(guān)。
g) 10.4節(jié)包含了室外方法,也寫(xiě)入了IEC 60904-10參考。
h) 在10.5測(cè)量標(biāo)稱工作溫度中進(jìn)行了澄清修改,采用45o傾角,而不用緯度傾角。
i) 10.6節(jié)的標(biāo)題現(xiàn)為“標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件和標(biāo)稱工作溫度下的性能”,因?yàn)?0.2已不在限制為標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件。
j) 10.10節(jié)的標(biāo)題現(xiàn)為“紫外預(yù)處理試驗(yàn)”
輻照水平采用原來(lái)的規(guī)定,而不是IEC 61345中規(guī)定的值。
k) 10.11節(jié)(熱循環(huán)試驗(yàn))和10.12節(jié)(濕-凍試驗(yàn))進(jìn)行了修改,取消了試驗(yàn)過(guò)程中對(duì)接地的監(jiān)測(cè)要求,許多實(shí)驗(yàn)室提出了該建議。他們報(bào)告說(shuō)這是個(gè)困難的要求,并且也從未觀察到失敗。似乎是任何對(duì)地的短路會(huì)被后續(xù)的干絕緣試驗(yàn)或濕漏電流試驗(yàn)所發(fā)現(xiàn)。
l) 10.11節(jié)(熱循環(huán)試驗(yàn))修改為在室溫以上對(duì)組件施加峰值功率電流,這種做法是對(duì)現(xiàn)場(chǎng)真實(shí)失效的模擬,在沒(méi)有電流通過(guò)時(shí),熱循環(huán)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)不了的故障,一有電流通過(guò)即失效。這是真實(shí)的試驗(yàn),因?yàn)榇蠖鄶?shù)熱的晴天,組件都有電流通過(guò)。
m) 10.12節(jié)(濕-凍試驗(yàn))修改為取消了兩室的方法。主要的實(shí)驗(yàn)室沒(méi)有采用兩室的方法,并爭(zhēng)論如采用該方法其嚴(yán)酷度是不同的。
n) 10.16節(jié)(機(jī)械載荷試驗(yàn))修改進(jìn)行三次循環(huán),提供了可選擇的更高載荷,雪載荷。增加循環(huán)次數(shù)是因?yàn)橛薪M件在第三次循環(huán)失效的報(bào)告,而三次循環(huán)是ASTM機(jī)械載荷試驗(yàn)所要求。
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