راهنمای تجهیزات تست دوام محیطی و اتاق تست ماژول PV

نقش تست محیطی در صلاحیت ماژول PV

الف محفظه تست ماژول PV یک محفظه کنترل آب و هوای دقیق است که برای شبیه‌سازی طیف کامل تنش‌های محیطی که پانل‌های خورشیدی در طول عمر مفید خود با آن مواجه می‌شوند طراحی شده است - معمولاً 25 تا 30 سال در معرض قرار گرفتن در فضای باز. این اتاق‌ها با فشرده‌سازی دهه‌ها تخریب واقعی در چرخه‌های آزمایشگاهی کنترل‌شده، به تولیدکنندگان، مؤسسات صدور گواهینامه و مؤسسات تحقیقاتی اجازه می‌دهند تا حالت‌های خرابی را قبل از ورود ماژول‌ها به میدان شناسایی کنند.

تجهیزات تست دوام محیطی برای فتوولتائیک‌ها باید مجموعه‌ای از الزامات عملکرد سخت‌تر را نسبت به اتاق‌های استاندارد آب و هوای صنعتی برآورده کند. ماژول‌های PV مواد متفاوتی را با هم ترکیب می‌کنند - شیشه‌های سکوریت، کپسول‌کننده‌ها، متالیزاسیون سلولی، صفحات پشتی و جعبه‌های اتصال - که هر کدام دارای ضرایب انبساط حرارتی و رفتارهای جذب رطوبت متفاوت هستند. الفccelerated aging tests must simultaneously stress all material interfaces برای تولید داده های خرابی که به طور قابل اعتماد با نرخ تخریب میدان همبستگی دارد.

استانداردهای تست اصلی حاکم بر اتاق‌های تست ماژول PV

استانداردهای بین‌المللی صلاحیت برای سیلیکون کریستالی و ماژول‌های PV لایه نازک، توالی‌های محیطی خاصی را که اتاق‌های آزمایش باید تکرار کنند، تعریف می‌کنند. رعایت این استانداردها پیش نیاز دسترسی به بازار در اکثر بازارهای اصلی خورشیدی است.

• IEC 61215 - استاندارد صلاحیت اولیه برای ماژول‌های PV زمینی، چرخه حرارتی (TC200: 200 چرخه از -40 درجه سانتیگراد تا 85 درجه سانتیگراد)، گرمای مرطوب (DH1000: 1000 ساعت در 85 درجه سانتیگراد / 85٪ RH)، انجماد رطوبت، و پیش‌تهویه UV را پوشش می‌دهد. محفظه های مورد استفاده برای آزمایش IEC 61215 باید به نرخ های انتقال دما دست یابند ≥100 درجه سانتیگراد در ساعت و RH را در ± 2٪ از نقطه تنظیم کنترل کنید.
• IEC 61730 - استاندارد ایمنی ماژول، که به موازات IEC 61215 اجرا می شود و شامل تست های اضافی برای عایق الکتریکی تحت تنش دما و رطوبت است.
• IEC 62782 - تست بار مکانیکی داینامیک چرخه‌ای، که به محفظه‌ها یا تجهیزات آزمایشی نیاز دارد که قادر به اعمال اختلاف فشار ± 1000 Pa و در عین حال کنترل دما و رطوبت هستند.
• UL 61730 - استاندارد ایمنی آمریکای شمالی، با استاندارد IEC 61730 مطابقت دارد اما با الزامات اضافی برای استفاده در بازارهای ایالات متحده و کانادا.
• IEC 61701 - تست خوردگی مه نمکی برای ماژول‌های مستقر در محیط‌های ساحلی و دریایی، که به محفظه‌های مه نمکی تخصصی نیاز دارند که قادر به تولید پیوسته آئروسل با غلظت و نرخ‌های رسوب کنترل‌شده هستند.

فراتر از صلاحیت پایه، پروتکل های تست استرس توسعه یافته مانند IEC TS 62804 (تخریب ناشی از پتانسیل) و IEC TS 63126 (آزمایش دمای بالا برای ماژول های دارای درجه بالای 70 درجه سانتیگراد) به طور فزاینده ای توسط توسعه دهندگان پروژه در مقیاس ابزار و موسسات مالی که بررسی فنی مستقل را انجام می دهند مورد نیاز است.

انواع اتاق های تست ماژول PV و تجهیزات دوام محیطی

الف complete PV module qualification laboratory typically requires several distinct chamber types, each optimized for a specific class of environmental stress.

اتاق های ترکیبی: چرخه حرارتی با بار الکتریکی

الفdvanced PV testing laboratories increasingly specify محفظه های دوچرخه سواری حرارتی بایاس الکتریکی ، که یک جریان یا ولتاژ کنترل شده را در طول چرخه دما به ماژول تحت آزمایش اعمال می کند. ماژول های عملیاتی در Isc یا Voc در طول گشت و گذارهای حرارتی بر اتصالات سلولی، اتصالات لحیم کاری و دیودهای بای پس تحت شرایطی فشار می آورند که عملکرد میدان واقعی را بیشتر از دوچرخه سواری بی طرفانه تکرار می کند. این سیستم‌ها به شینه‌های منبع تغذیه یکپارچه، کانکتورهای ورودی دارای رتبه‌بندی برای محدوده رطوبت کامل محفظه، و کانال‌های جمع‌آوری داده نیاز دارند که قادر به ثبت مشخصات ماژول IV در هر فلات دما هستند.

مشخصات فنی حیاتی برای انتخاب محفظه تست PV

انتخاب محفظه تست ماژول PV مستلزم ارزیابی مشخصاتی است که فراتر از محدوده دما و رطوبت ذکر شده در برگه اطلاعات محصول است. پارامترهای زیر بیشترین تأثیر را بر دقت آزمایش، توان عملیاتی و هزینه عملیاتی بلند مدت دارند:

• ابعاد داخلی قابل استفاده - اندازه ماژول‌های استاندارد با اندازه کامل تا 2278 × 1134 میلی‌متر (برای قالب‌های 72 سلولی) و ماژول‌های نسل بعدی با فرمت بزرگ بیش از 2400 × 1300 میلی‌متر است. اطمینان حاصل کنید که فضای کاری داخلی محفظه دارای بزرگترین فرمت ماژول در برنامه آزمایشی است، با حداقل فاصله 100 میلی متری از همه طرف برای جریان هوا.
• یکنواختی دما — IEC 61215 مستلزم آن است که تمام نقاط روی سطح ماژول در داخل باقی بمانند ± 2 درجه سانتیگراد دمای نقطه تنظیم در مرحله خیساندن محفظه هایی که به این مشخصات دست می یابند به حفره های جریان هوا با دقت طراحی شده و سنسورهای دمایی متعددی که در سراسر حجم کار توزیع شده اند نیاز دارند.
• میزان رمپ و ظرفیت کمپرسور - حداقل نرخ رمپ 100 درجه سانتی گراد در ساعت برای چرخه حرارتی با اکثر اتاقک های مدرن قابل دستیابی است، اما نرخ رمپ پایدار 150-200 درجه سانتیگراد در ساعت به طور قابل توجهی زمان چرخه را کاهش می دهد و توان آزمایشی سالانه را افزایش می دهد. این امر به کمپرسورهای تبرید بزرگ و بخاری های برقی با ظرفیت بالا نیاز دارد که هم هزینه سرمایه و هم مصرف برق عملیاتی را افزایش می دهد.
• ظرفیت مولد رطوبت و پایداری کنترل - آزمایش‌های گرمای مرطوب در دمای 85 درجه سانتی‌گراد/ 85 درصد RH، تقاضای بالایی را برای سیستم‌های مدیریت تراکم و تزریق رطوبت محفظه ایجاد می‌کند. افزایش بیش از حد رطوبت در مرحله افزایش سطح می تواند باعث تراکم زودرس در سطوح ماژول شود و مصنوعات آزمایشی را معرفی کند. اتاق ها را با زمان پاسخ کنترل RH حلقه بسته ≤30 ثانیه .
• یکپارچه سازی تغذیه و نظارت الکتریکی - برای آزمایش بایاس و ردیابی منحنی IV درجا، محفظه باید کانکتورهای ورودی چند پین را با درجه‌بندی جریان مناسب برای Isc ماژول (معمولاً 10-20 آمپر در هر رشته) و ولتاژ جداسازی حداقل 1500 ولت DC ارائه دهد.
• سیستم های ایمنی - محفظه‌هایی که برای آزمایش بایاس الکتریکی استفاده می‌شوند، نیاز به حفاظت قوس الکتریکی، تشخیص خطای زمین، و اینترلاک‌های قطع برق اضطراری مطابق با الزامات ایمنی تجهیزات آزمایشگاهی IEC 61010-1 دارند.

چک لیست منابع و صلاحیت برای تجهیزات تست دوام محیطی

خرید اتاق‌های تست ماژول PV نشان‌دهنده سرمایه‌گذاری قابل توجهی است - اتاق‌های فردی طیف وسیعی از 30000 دلار برای واحدهای گرمای مرطوب پایه تا بیش از 300000 دلار برای سیستم های چند تنش با فرمت بزرگ . دقت لازم در مرحله منبع یابی به طور قابل ملاحظه ای خطر دستیابی به تجهیزاتی را که نمی توانند اعتباربخشی را پشتیبانی کنند یا داده های آزمایشی غیر مرتبط تولید می کنند، کاهش می دهد.

• الفccreditation body acceptance - تأیید کنید که مدل محفظه و نرم افزار کنترل توسط آزمایشگاه های معتبر تحت استاندارد ISO/IEC 17025 برای آزمایش IEC 61215 پذیرفته شده است. برخی از نهادهای صدور گواهینامه لیست تجهیزات مورد تایید را حفظ می کنند. قبل از خرید بررسی کنید
• قابلیت ردیابی کالیبراسیون - سنسورهای دما و رطوبت باید مطابق با استانداردهای ملی اندازه‌شناسی (NIST، PTB یا مشابه) با گواهی‌های کالیبراسیون قابل ردیابی به واحدهای SI کالیبره شوند. درخواست اسناد کالیبراسیون برای همه سنسورها به عنوان بخشی از بسته تست پذیرش کارخانه (FAT).
• ثبت داده ها و قابلیت صادرات - گزارش های آزمایش IEC 61215 مستلزم ثبت مداوم دما و رطوبت محفظه در طول هر دنباله آزمایش است. تأیید کنید که نرم افزار کنترل داده ها را در قالبی سازگار با LIMS (سیستم مدیریت اطلاعات آزمایشگاهی) آزمایشگاه صادر می کند.
• دسترسی به تعمیر و نگهداری و قطعات یدکی - سرویس کمپرسور، تمیز کردن مولد رطوبت، و تعویض آب بند درب موارد تعمیر و نگهداری معمول هستند. پوشش شبکه خدمات تامین کننده را در منطقه استقرار تجهیزات ارزیابی کنید و زمان تحویل قطعات یدکی را قبل از تعهد به خرید تأیید کنید.
• مصرف انرژی و هزینه عملیاتی - یک محفظه حرارتی مرطوب که به طور مداوم در دمای 85 درجه سانتیگراد / 85٪ RH کار می کند، مصرف می کند 8-15 کیلووات ساعت در ساعت بسته به حجم محفظه و کیفیت عایق. بیش از یک آزمایش 1000 ساعته DH، این تفاوت هزینه عملیاتی معنی‌داری را بین طرح‌های محفظه با عایق کاری خوب و عایق ضعیف نشان می‌دهد.

درخواست آزمایش تایید کارخانه در تاسیسات سازنده - جایی که محفظه از طریق یک چرخه حرارتی کامل IEC 61215 و توالی گرمای مرطوب با سنسورهای مرجع کالیبره شده اجرا می شود - مطمئن ترین روش برای تأیید اینکه تجهیزات تحویل داده شده مطابق با مشخصات عملکرد مورد نیاز برای آزمایش صلاحیت ماژول PV معتبر است.