2023光伏组件综合环境应力测试方法

光伏组件综合环境应力测试方法I目  次目次 I前言 III光伏组件综合加速试验方法：不同气候综合序列老化模拟试验 11范围 12规范性引用文件 13术语和定义 13.1组件衰减率 13.2电致发光试验 14设备要求 14.1稳定试验设备 14.2EL试验设备 24.3最大功率试验设备 24.4绝缘试验设备 24.5湿漏电试验设备 24.6紫外综合试验设备 25试验 25.1稳定性确认 25.2外观检查 25.3EL试验 25.4最大功率确定 25.5绝缘试验 25.6湿漏电试验 35.7紫外湿热试验 35.8紫外湿冻试验 35.9紫外热循环试验 46不同地区模拟试验项目 46.1目的 46.2干热气候条件 56.3高温高湿气候条件 76.4高寒气候条件 76.5要求 76.6衰减率计算 77报告 8光伏组件综合环境应力测试方法范围本标准规定了光伏组件经受紫外辐照、温度和湿度应力同时施加下的综合试验方法。本标准适用于平面光伏组件。本标准不适用于聚光光伏组件。规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改版）适用于本文件。ISO/IEC17025检测和校准实验室能力的通用要求(Generalrequirementsforthecompetenceoftestingandcalibrationlaboratories)IEC60904-9光伏器件第9部分：太阳模拟器性能要求(Photovoltaicdevices–Part9:Solarsimulatorperformancerequirements)IEC60904-13光伏器件第13部分：光伏组件电致发光试验(Photovoltaicdevices-Part13:Electroluminescenceofphotovoltaicmodules)IEC61215-1地面用光伏组件（PV）–设计鉴定和定型第1部分：试验要求(Terrestrialphotovoltaic(PV)modules–Designqualificationandtypeapproval–Part1:Testrequirments)IEC61215-2地面用光伏组件（PV）–设计鉴定和定型第2部分：试验程序(Terrestrialphotovoltaic(PV)modules–Designqualificationandtypeapproval–Part2:Testprocedures)术语和定义下列术语和定义适用于本文件。组件衰减率组件衰减率指光伏组件经老化试验后，在标准测试条件下（AM1.5G，组件温度25℃，辐照度1000W/m2）最大输出功率与初始最大输出功率的差值和初始最大输出功率的比值。电致发光试验简称EL试验，是通过对组件施加电流引起发光成像的试验。设备要求稳定试验设备采用IEC61215-2MQT19规定的设备。EL试验设备采用IEC60904-13规定的设备。最大功率试验设备采用IEC61215-2MQT02规定的设备。绝缘试验设备采用IEC61215-2MQT03规定的设备。湿漏电试验设备采用IEC61215-2MQT15规定的设备。紫外综合试验设备紫外光源符合IEC61215-2MQT10规定的要求，280nm～400nm（UVB280nm～320nm，UVA320nm～400nm）；UVB占UV（A+B）能量的3%～10%，辐照度范围为(100~250)W/m2，紫外辐照度的准确度为±15%，均匀性为±15%；温度和湿度可控制气候室，温度范围在-40℃~85℃之间，温度精度±2℃，湿度范围在30%~85%之间，湿度精度±5%RH，温湿度循环控制可同时实现IEC61215-2MQT11热循环试验、IEC61215-2MQT12湿冻试验和IEC61215-2MQT13湿热试验；在气候室中有安装或支撑组件的装置，并保证周围的空气能自由循环，能容纳一个或多个组件进行加速老化试验；合适的温度探测器来监测和记录组件温度，准确度为±2℃；组件连续性监测设备，监测和记录组件电流、电压；准确度为±5%的监控太阳辐照度的设备，安装在与组件同一平面，记录辐照度和总辐照量。试验稳定性确认组件试验前需进行电学稳定，按照IEC61215-2MQT19中规定方法进行。外观检查组件在试验前需进行外观检查，按照IEC61215-2MQT01中规定方法进行。EL试验组件在试验前需进行EL试验，按照IEC60904-13中规定方法进行。最大功率确定组件在试验前需进行最大功率确定，按照IEC61215-2MQT02中规定方法进行。绝缘试验组件在试验前需进行绝缘试验，按照IEC61215-2MQT03中规定方法进行。湿漏电试验组件在试验前需进行湿漏电试验，按照IEC61215-2MQT15中规定方法进行。紫外湿热试验试验说明紫外湿热试验是紫外试验（IEC61215-2MQT10）和湿热试验（IEC61215-2MQT13）的综合老化测试，本规范中简写为UV+DH；紫外湿热试验的开始与停止以紫外辐照累积量来计算。试验步骤将组件试样放入紫外湿热试验箱内，辐照面为玻璃面。试验条件：温度：（85±2）℃；相对湿度：（85±5）%；UVA波长：320nm～400nm，UVB波长：280nm～320nm，其中UVB辐照量是总波段辐照量的3%～10%，辐射强度：150W/m2；试验箱环境及样品温度：85℃±2℃（样品温度），相对湿度为85%±5%，测试时间400小时。辐照功率累积：按试样表面实际所受的辐照量进行累积，至少每30kWh/m2用辐照计进行紫外功率校准一次。老化试验后按照5.3和5.4要求对试样进行最大功率、EL测试。紫外湿冻试验试验说明 紫外湿冻试验是紫外试验（IEC61215-2MQT10）和湿冻试验（IEC61215-2MQT12）的综合老化测试，本规范中简写为UV+HF；紫外湿冻试验的开始与停止以湿冻试验的循环周期来计算。试验步骤将组件试样放入紫外湿冻试验箱内，试样辐照面为组件正面。试验过程：280nm～400nm（UVB280nm～320nm，UVA320nm～400nm）；辐射强度：140W/m2，UVB占UV（A+B）能量的3%～10%；样品温度控制范围：-40℃～85℃，升降温速率满足图1的规定；湿度控制范围：30%～85%RH，试验开始时立即开启紫外灯光源，正常运行至-20℃，关闭光源。当循环试验温度升至0℃，打开光源，如此循环20次。辐照功率累积：按试样表面实际所受的辐照量进行累积，至少每30kWh/m2用辐照计进行紫外功率校准一次。老化试验后按照5.3和5.4要求对试样进行最大功率、EL测试。图1：湿冻试验温湿度控制曲线紫外热循环试验试验说明紫外热循环试验是紫外试验（IEC61215-2MQT10）和热循环试验（IEC61215-2MQT11）的综合老化测试，本规范中简写为UV+TC；紫外热循环试验的开始与停止以热循环试验的循环周期来计算。试验步骤将组件试样放入紫外热循环试验箱内，试样辐照面为组件正面。试验过程：280nm～400nm（UVB280nm～320nm，UVA320nm～400nm）；辐射强度：160W/m2，UVB占UV（A+B）能量的3%～10%；样品温度控制范围：-40℃～85℃，升降温速率满足图2的规定；试验开始时立即开启紫外灯光源，试验全程开启光源。辐照功率累积：按试样表面实际所受的辐照量进行累积，至少每30kWh/m2用辐照计进行紫外功率校准一次。老化试验后按照5.3和5.4要求对试样进行最大功率、EL测试。图2：热循环试验温湿度控制曲线不同气候模拟试验项目目的利用环境试验箱模拟不同地区户外实际运行时的辐照度、温度、湿度等环境条件，在紫外辐照的条件下进行湿热、湿冻和热循环试验的序列搭配，以实现较短时间内验证光伏组件在相应区域性能衰减的目的。干热气候条件干热气候条件具有常年气候干燥、降水较少、冬夏温差较大的特点。中国的西北、华北的部分地区（新疆，内蒙等地）属于典型的干热气候。试验序列按照图3中序列B给出的测试流程进行光伏组件在干热气候条件所对应的环境耐久性评估测试项目。图3：不同地域模拟试验测试序列最后试验在开路状态下，温度(23±5)℃，相对湿度不超过75%，2h到4h的恢复时间后，重复5.2，5.3，5.4，5.5和5.6的试验。高温高湿气候条件高温高湿气候条件具有气温高、湿度高、雨量大、日温差小，无风或少风为特点的气候。中国的四川、浙江、福建等中东部和南部沿海地区属于该气候的典型地区。试验序列按照图3中序列C给出的测试流程进行光伏组件在高温高湿气候条件所对应的环境耐久性评估测试项目。最后试验在开路状态下，温度(23±5)℃，相对湿度不超过75%，2h到4h的恢复时间后，重复5.2，5.3，5.4，5.5和5.6的试验。高寒气候条件高寒气候条件具有海拔高，气温低，冬寒夏凉，无霜期短；空气稀薄，透明度好，太阳辐射强，日照长，晴天多；昼夜温差大；降水量较少，但气温低，蒸发量弱的特点。中国的青藏高原、甘肃、青海等地是该气候的典型地区。试验序列按照图3中序列A给出的测试流程进行光伏组件在高寒气候条件所对应的环境耐久性评估测试项目。最后试验在开路状态下，温度(23±5)℃，相对湿度不超过75%，2h到4h的恢复时间后，重复5.2，5.3，5.4，5.5和5.6的试验。沿海湿热气候条件温湿润气候条件陆性荒漠气候温带草原气候要求应满足下列要求：无IEC61215-18中规定的严重外观缺陷；绝缘电阻和湿漏电阻应满足初始试验同样的要求。衰减率计算经过辐照度/温度/湿度组合循环试验后，组件衰减率按式(1)计算：…………(1)式中：D——为组件衰减率；Pmax(initial)——为组件经电学稳定后最大功率，单位为(W)；Pmax(aw)——为组件经过辐照度/温度/湿度组合循环试验后最大功率，单位为(W)；报告试验机构应给出符合ISO/IEC17025要求的试验报告，报告包括下列信息：标题；实验室的名称、地址和完成试验的地点；报告的每一页均有独特的标识；需要时有客户的名称和地址；相关的取样方