光伏组件可靠性测试

1/3 UV within 280 to 320 nm 3 to 10 % UV within 280 to 320
nm
200 cycles 通电
200 cycles 通电
有 雪负载测试：有
有 雪负载测试：有
有
有
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IEC光伏组件相关标准
IEC 光伏标准
¾ Measurement Principles • IEC60891（IV corrections） • IEC60904-1 to -10
试后，EVA的紫外吸收功能仍然正常 3. 但是，在高强度的UV测试后（3倍强度），EVA的紫外吸收功能部分丧失，
出现了和室外使用时不同的失效模式
4. Dr. Mani提醒大家，加速老化测试需要能复现室外使用的实际失效情况才是 有意义的，制定加速老化测试标准时要慎重。
Source: Mani TamizhMani, Wrong Accelerated Test, International PV Module Quality Assurance Forum
¾ Qualification and Safety Tests • IEC61215 • IEC61646 • IEC61730-1 • IEC61730-2
IEC 光伏标准 (续）
¾ Power and Energy Ratings IEC61853-1 to -3
¾ Specialized Stress Tests • IEC61701(Salt mist ) • IEC62759（Transportation ） • IEC62782（Dynamic mechanical load） • IEC62716（Ammonia） • IEC62804 （PID）
50 -40 to+90C
5 cycles 40 to 23C
90%
Ⅳ
50 -40 to+90C
5 cycles 54 to 23C
Hale Waihona Puke Baidu90%
100 cycles ±2400 Pa
<50μA 1500 V
10000 ±2400 Pa
9 impacts 3/4〞-45 mph
<50μA 1500 V
Ⅴ
200 -40 to+90C 10 cycles 85 to -40C
z 测试项目不同； z 测试条件各异； z 评价标准不同； z 令人无所适从。 业界呼唤一个合理的统一的组件可靠性标准！ International Module Quality Assurance Form 正在牵头 做这件事，虽然任重而道远。
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International Module Quality Assurance Forum
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IEC61215 版本变迁
Test
Title
预处理
10.1 外观检查 10.2 最大功率测试 10.5 额定工作温度
Ed1 （1993年）
Ed2 （2005年）
Ed3 （制定中，draft H）
无
室外光照强度： 5 kWh×m-2 室外光照强度：5 kWh × m-2 to to 5.5 kWh×m-2 （开路） 20 kWh × m-2 （开路）
Source: Sarah Kurtz, et al., A framework for a comparative accelerated testing standard, Module Quality Assurance Forum
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纷繁的可靠性测试项目（续）
Humidity
Hot Spot (intrusive)
Mechanical Load
100 -40 to+90C
70C,90% 68 hrs
Hail
High Pot
Ⅱ
50 -40 to+90C
5 cycles 40 to 23C
90%
100 cycles ±2400 Pa
<15μA 1500 V
Ⅲ
IEC 光伏标准（续）
¾ Module Components • IEC 62790（ Junction boxes ） • IEC 62109-3（ power converters ）
¾ Module Materials • IEC 62775: EVA crosslink density • IEC 62788-1-2: encapsulant and backsheet resistivity • IEC 62788-1-4: encapsulant optical transmission • IEC 62788-1-5: encapsulant shrinkage during processing
测试要适当
生活中的例子
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一瓶水1分钟喝完，水甜人爽。 1秒钟内全部灌进去会把人呛死！
水有害吗？ 人不行吗？
测试的目的是要反应组件在实 际使用中可能出现的问题，从 而在产品设计和质量控制方面 予以保证
测试要合适，不是为测试而测 试
UV 测试
TUV-PTL总裁Dr. Mani 最近发表了有关UV测试的数据： 1. 同样的UV测试剂量，不同的光照强度，对EVA中紫外吸收剂的影响不同 2. 组件在室外20年后，EVA的紫外吸收功能仍然正常。在经过低强度的UV测
DHWB, TC
Durability assessment Test to failure
UV, DH, TC, HF
Sequential
Multiple
Simulates weather
Test length (months)
~4
~6
~6
~6+ >12 ~12+ ~12
DH: Damp heat, TC: Thermal cycling, DML: Dynamic mechanical load, DHWB: Damp heat with bias, HF: Humidity freeze, HS: Hot spot
果拿到海南，则很可能无人买单。
阿特斯光伏测试中心简介
阿特斯光伏测试中心
谢谢！
裂片造成10%以上有效面积 损失，为严重外观缺陷之一
所测数据即为基准
裂片造成10%以上有效面积 损失，为严重外观缺陷之一
所测数据即为基准
裂片不作为严重外观缺陷之一
所测数据需在组件铭牌数据的 一定范围之内
NOCT,开路状态下测试
NOCT,开路状态下测试
NMOT，负载条件下测试
10.9 热斑测试
一片电池，5个小时照射
Extra test sequences DH, TC, DML
DHWB, TC, HF
Key features
Extended 61215 Document
degradation after each test cycle
DHWB, HS
Comprehensive
DHWB, Outdoor, UV, HS, DML, TC
85% 3 cells 100 hrs
10000 ±2400 Pa
10 impacts 1〞-52 mph
<50μA 2*Vs+1000
美国宇航局喷气 推进实验室（Jet
Propulsion Laboratory）制 定的批量采购测 试标准。第V版 为IEC61215第一 版的主要基础。
Source: John Wohlgemuth, History of IEC Qualification Standards, International PV Module Quality Assurance Forum
识别关键环境因素。对组件的耐候性 能进行分级，以便用户有针对性地选
择产品。
关键环境因素 电压 温度 热循环 湿度 雪负载 盐雾 冰雹 紫外 风载 运输 氨气
分级建议 最大耐压值 很热，热，温和，凉 A, B 分级 湿，干分级 静态负载值 抗盐雾等级 抗冰雹尺寸 A, B 分级 最大抗风值 颠簸路，平整路 通过，不通过
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成立了如下5个方向的专家组： 1. 组件生产质量控制 2. 热老化和机械疲劳（含振动） 3. 湿度，温度和电压 4. 二极管，遮挡，反向电流 5. 紫外，温度和湿度
要差异化地看待组件的特定性能
例如：针对喜马拉雅地区开发的超级 抗冰雹组件（前板玻璃可能6mm厚， 耐50mm尺寸的冰雹高速冲击），尼 泊尔人愿付钱买单。如果这种组件如
光伏组件可靠性测试
2013中国光伏发电和系统集成研讨会
唐应堂 2013.11.28
¾IEC61215 发展简史
目
¾光伏组件相关标准
¾测试要适当
录
¾阿特斯光伏测试中心简介
IEC 61215发展简史
JPL Block Buy (1975~1981)
JPL 批量采购测试标准
Test
Ⅰ
Thermal Cycles
10.1 UV 预处理
无
10.11 热循环测试
200 cycles
10.15 湿漏电测试 10.16 机械载荷测试
无 雪负载测试：无
10.18 旁路二极管测试 无
一片电池，5个小时照射
3片并联电阻最小电池，1个小 时照射; 1片并联电阻最高电池，5个小 时照射
15 kWh × m-2 total
15 kWh × m-2 total
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纷繁的可靠性测试项目
Program name
Holistic QA
Thresher
Reliability Demonstration
Durability initiative Test to failure Long-term Sequential Weather