光伏组件测试标准内容对比

光伏组件测试标准内容对比
郭素琴李娜武耀忠傅冬华
（阿特斯阳光电力科技有限公司测试中心，常熟215562 ）摘要：对光伏行业内主要的组件测试标准中预处理试验、基本检查试验、电击危害试验、火灾试验、机械应力试验、结构试验和性能测试的试验内容进行对比总结，包括IEC 61215:2005地面用晶体硅光伏组件设计鉴定和定型、UL1703:2004平板组件安全测试、IEC 61730-2:2004 光伏组件安全鉴定。

关键词：组件测试标准IEC 61215 IEC 61730 UL1703
Comparison of PV module test standards
Suqin Guo, Na Li, Willon Wu, Albert Fu
（Changshu CSI Advanced Solar Inc,Changshu 215562 ）
Abstract：According to PV module test standards including IEC 61215:2005, UL1703:2004 and IEC 61730-2:2004 Comparation of the Preconditioning tests, General inspection test, Electrical shock hazard tests, Fire hazard tests, Mechanical stress tests, Component tests and performance test were studied in this paper.
Keywords：Photovoltaic modules, Test standards, IEC 61215, IEC 61730, UL 1703
1.引言
在低碳经济成为热点，节能减排成为目标时，使用光伏组件的进行发电能大量减少温室气体的排放。

随着光伏电站建设的增多与光伏组件应用领域的扩大，越来越多的客户和光伏组件生产厂商认识到光伏组件使用时安全性能的重要性。

现在已有很多国际知名的认证机构开展了对光伏组件的可靠性检测，而且也有很多的生产厂商在公司内部建立实验室对光伏组件进行可靠性检测。

故本文对IEC 61215:2005、IEC 61730-2:2004、UL 1703:2004三份光伏组件测试标准的内容进行对比。

2.标准介绍
2.1 IEC 61215:2005《地面用晶体硅光伏组件:设计鉴定和定型》，该标准规定了地面用光伏组件设计鉴定和定型的要求，表明组件能够在规定的气候条件下长期使用。

2.2 IEC 61730-2:2004《光伏（PV）组件安全鉴定 第二部分：试验要求》，IEC 61730-2部分规定了光伏组件的试验要求，以使其在预期的使用期内提供安全的电气和机械运行。

对由机械或外界环境影响造成的电击、火灾和人身伤害的保护措施进行评估。

2.3 UL 1703:2004《平面组件安全测试》，该标准适用于安装在建筑物或与建筑物连为一体的平面光伏电池板，也适用于独立应用的太阳能电池平板。

适用于在电压小于等于1000伏的系统中应用的光伏电池板，还适用于连接在或是装置在光伏电池板上的设备部分。

不适于从组件中获得电压、电流的输出设备，任何追踪装置，在强光下照射下的应用的电池组件，光学集中器，光电热结合的模块及面板。

3.预处理试验对比
3.1 IEC 61215:2005有温度循环（50或200次循环、-40℃至+85℃）、湿冻试验（10次循环、-40℃至+85℃、85%RH）、湿热试验（1000小时、85℃，85%RH）、紫外预处理试验（15KWh/m2）、室外曝晒试验（60KWh/m2）。

作者简介：郭素琴（1979-），女，江西兴国人，阿特斯光伏测试中心质量监督员，主要从事太阳能
光伏组件可靠性检测室的监督工作。

3.2 IEC 61730-2:2004有温度循环（50或200次循环），湿冻试验（10次循环、-40℃至+85℃、85%RH），湿热试验（1000小时，85℃，85%RH），紫外试验（15KWh/m2），这四个试验与IEC 61215:2005中的预处理试验要求相同。

但没有室外曝晒试验。

3.3 UL 1703:2004有温度循环（200次、-40℃至+90℃）试验、湿度试验（10次循环、-40℃至+85℃、85%RH）、大气腐蚀试验（5%盐水）、喷淋试验（3
4.5kPa、1h）。

3.4 预处理试验主要是模拟组件在实际使用时可能遇到的各种环境，验证组件的可靠性，其中IEC 61215:2005与IEC 61730-2:2004试验项目基本相同，试验条件也相同；而UL 1703:2004有较大差别，没有紫外预处理试验和湿热试验两个试验项目，但有考虑在沿海地区等腐蚀较强的环境中组件安装使用而设计的大气腐蚀试验和在雨淋时设计的喷淋试验。

同样的温度循环试验，在UL 1703:2004的温度条件中高温比IEC要求的温度高5℃，同时只需监控组件电流的连续性，而IEC 61215:2005要求在组件温度超过25℃时给组件通电流I mp。

IEC 61215:2005湿冻试验与UL 1703:2004湿度试验相比，UL 1703:2004中对试验后的情况作了详细的规定，如非金属的导线的间隔厚度体积的减少、裂缝的大小等进行定性定量的规定，IEC 1215:2005要求没有严重外观缺陷即可。

4.基本检查试验对比
IEC 61215:2005与IEC 61730-2:2004两个标准外观检查相同，试验前后有无严重外观缺陷；而UL 1703:2004中没有对外观的基本检查，根据每个试验的不同要求规定试验后的外观要求。

5.电击危害试验对比
5.1 IEC 61215:2005有绝缘试验、湿漏电流试验、引出端强度试验。

5.2 IEC 61730-2:2004有可接触试验、剪切试验、接地连续性试验、脉冲电压试验、绝缘耐压试验、湿漏电流试验、引出端强度试验。

5.3 UL 1703:2004中有漏电流试验、接地连续性试验、绝缘体（介质）耐（电）压试验、湿绝缘电阻试验、剪切试验、拉力试验、压力试验。

5.4 电击危害试验主要是安全测试，其中IEC 61215:2005的要求较低，试验项目较少，同时IEC 61215:2005与IEC 61730-2:2004的试验主要针对整个组件，而UL 1703:2004 包括了零部件之间的测试，但是在试验项目的选择上，UL 1703:2004与IEC 61730-2:2004比较接近，不同的是UL 1703:2004中多一个压力试验，而IEC 61730-2:2004多一个脉冲电压试验。

比如可接触试验，UL 1703:2004与IEC 61730-2:2004的试验条件和判定标准都一致。

部分测试项目的条件上存在不同，比如耐压测试，IEC 61215:2005电压要求为1000V加上2倍的系统最大电压；而IEC 61730-2:2004则是2000V加上4倍的系统最大电压；UL 1703:2004要求带电部件与所有可接触表面都须进行耐压测试，电压要求1000V加上2倍的系统最大电压。

拉力测试，IEC 61215:2005与IEC 61730-2:2004的引出端测试，对所有引出端进行弯曲和拉力试验，而UL 1703:2004对不同的零部件提出了试验需求，比如连接线和连接器拉力试验（89N、1min）、接线盒牢固性试验（用155.7N或4倍接线盒重量的力将接线盒拉扯下来）。

IEC 61730-2:2004与UL 1703:2004试验要求细节多有区别，如剪切试验中用小刀在组件表面划过的速度要求不同，IEC 61730-2要求速度为150mm/s，UL 1703:2004要求速度为152.45mm/s；接地连续性试验中，在接地孔和相邻边框之间的电流值要求不同，IEC 61730-2要求为电流值为2.5倍组件保护电流，UL 1703:2004要求电流值为2倍组件保护电流。

6.火灾试验对比
6.1 IEC 61215:2005有热斑试验、旁路二极管热性能试验。

6.2 IEC 61730-2:2004有温度试验、热斑试验、防火试验、旁路二极管热性能试验、反
向电流过载试验。

6.3 UL 1703:2004有温度试验、反向电流过载试验、热斑试验、电弧试验。

6.4 在火灾试验中IEC 61215:2005中设计了两试验，IEC 61730-2:2004中设计了五个试验，其中增加了温度试验、防火试验和反向电流过载试验，而UL 1703:2004中没有旁路二极管热性能试验，但增加了电弧试验。

相差比较大的试验是热斑试验，IEC 61215:2005与IEC 61730-2:2004中的热斑试验，用遮光板遮盖最坏情况电池片的部分或全部面积进行曝晒，是模拟整个组件在户外使用的情况，而UL 1703:2004挑选分流电阻高中低3档电池片，给单独电池片加反向偏压，考虑的是单个电池片的可靠性。

部分测试条件不同的试验，比如温度测试中，同样是监测组件在开路和短路情况下各个零部件的温度，UL 1703:2004要求将一个电池的1/2部分用遮光板进行覆盖，考虑了热斑情况下各零部件的温度情况。

反向电流过载试验，UL 1703:2004与IEC 61730-2:2004试验方法要求相同。

7.机械应力试验对比
7.1 IEC 61215:2005中有机械应力试验有冰雹试验、机械载荷试验。

7.2 IEC 61730-2:2004中有机械应力试验有组件破损量试验、机械载荷试验。

7.3 UL 1703:2004中有机械应力试验包括撞击试验、机械载荷试验。

7.4 在机械应力试验中各标准的试验项目选择相差较大，同样是撞击类的试验， IEC 61215:2005的冰雹试验是7.53g冰球以23m/s速度向组件表面撞击11个点，IEC 61730-2:2004的组件破损量试验是用45.5kg的铅弹袋在300mm、450mm、1200mm高度进行撞击组件中心点，而UL 1703:2004的撞击试验则是以6.78J的能量对组件表面和各零部件进行冲击，而且试验要在25℃和-35℃均需进行。

同样是机械载试验，IEC61215:2005的试验要求比较严酷，循环次数较多，施加的负荷较大，IEC要求在前表面均匀施加2400Pa的负荷，保持1h，在背表面均匀施加2400Pa的负荷，重复三次，最后一次循环加于组件前表面的负荷为5400Pa，UL仅要求当组件的设计荷载为146.5kg/㎡（约2200Pa）或者为厂商设计的荷载值(大于146.5kg/㎡)时，测试时使用的荷载为设计荷载的1.5倍，将此负荷均匀施加于组件的正面保持30min，再施加于组件的背面保持30min。

8.结构试验对比
8.1 IEC 61215:2005中不涉及结构试验。

8.2 IEC 61730-2:2004的局部放电试验、导线管弯曲试验、可敲落的孔口盖试验主要是针对组件部件材料的试验，确保组件结构上的安全性。

8.3 UL 1703:2004有接线端扭曲试验、导线间隔安全性测试、电弧试验。

接线端扭曲试验，固定接线端的螺丝或螺母应该能承受标准中规定应用的扭矩达10次周期的拧紧和松懈。

导线间隔安全性测试，组件能承受不小于155.7N或配线盒重量4倍的拉力对接线盒的分离。

电弧试验，通过电池或连通裂缝的电流和电压应不能点燃组件。

8.4对于组件的结构试验，IEC 61215:2005未进行试验设计，IEC 61730-2:2004与UL 1703:2004则针对接线端、导线等组件部件设计了结构试验。

9.性能测试对比
9.1 IEC 61215:2005有最大功率测试、温度系数的测量、电池标称工作温度的测量、标准测试条件及标称工作温度下的性能测量、低辐照度下的性能测量。

9.2 IEC 61730-2:2004中未提出性能测试。

9.3 UL 1703:2004有电压、电流、功率测试，在标准测试条件（STC：1000 W/m2,25℃,AM1.5）
测试组件的短路电流Isc，额定电流Ir，最大功率Pmax和开路电压Voc。

9.4在性能测试中IEC设计了较多的试验来测量不同情况下组件的性能。

而UL只提出了标准测试条件对电压、电流、功率的测试。

10.结论
IEC 61215:2005、IEC 61730-2:2004与UL 1703:2004三份标准是光伏组件行业内验证组件可靠性的三份重要的测试标准，根据其目的和范围的不同，其测试项目、测试方法也不尽相同。

首先是针对的地区与市场不同，IEC 61215:2005与IEC 61730-2:2004主要针对欧洲地区，UL 1703:2004主要针对北美地区。

从组件的适用方面来看，IEC 61215:2005与IEC 61730-2:2004仅适用于晶体硅光伏组件，而不适用于带聚光器的组件和薄膜光伏组件，会比较详细说明光伏组不同应用等级的基本要求，但不涉及海上及交通工具应用时的特殊要求。

而UL 1703:2004的标准适用于安装在建筑物或与建筑物连为一体的平面光伏电池板，也适用于独立应用的太阳能电池平板。

从标准考核方向来看，IEC 61215:2005主要考虑组件性能方面测试，IEC 61730-2:2004与UL 1703:2004主要考虑了结构、安全方面测试。

从测试范围来看，IEC 61215:2005与IEC 61730-2:2004主要针对组件整体来测试，而UL 1703:2004不但涉及了组件整体，对组件的零部件也进行了考核。

在实际的使用中，应该根据产品的地区与市场适用范围、产品的类型、产品的考核方向以及测试范围的不同来选择适合自己产品的测试标准。

11.参考文献
[1]IEC 61215:2005《地面用晶体硅光伏组件-设计鉴定和定型》
[2]IEC 61215-2:2004《光伏（PV）组件安全鉴定 第二部分：试验要求》
[3]UL 1703:2004《平面组件安全测试》。