راهنمای مهندسی برای انتخاب و بهره برداری از یک اتاق آزمایش برای خورشیدی فتوولتائیک

در بخش انرژی های تجدیدپذیر به سرعت در حال تحول، قابلیت اطمینان طولانی مدت ماژول های خورشیدی غیرقابل مذاکره است. برای اطمینان از طول عمر عملیاتی 25 ساله، ماژول ها باید تحت غربالگری استرس محیطی دقیق قرار گیرند. یک کارایی بالا اتاق آزمایش برای خورشیدی فتوولتائیک سنگ بنای این فرآیند اعتبار سنجی است. این محفظه‌ها دهه‌ها سایش محیطی را در عرض چند هفته شبیه‌سازی می‌کنند و بر حالت‌های شکست حیاتی مانند لایه‌برداری، ترک‌خوردگی سلولی و تخریب جعبه اتصال تمرکز می‌کنند. برای مهندسان، درک هم افزایی بین تست گرمای مرطوب ماژول فتوولتائیک پارامترها و تست چرخه حرارتی IEC 61215 پروتکل ها برای دستیابی به گواهینامه بین المللی و ورود به بازار ضروری است.

1. استانداردهای بحرانی: IEC 61215 در مقابل IEC 61730

معیار جهانی برای قابلیت اطمینان PV توسط دو استاندارد اصلی تعریف شده است. IEC 61215 بر صلاحیت طراحی و تایید نوع تمرکز دارد و بر عملکرد در طول زمان تاکید دارد، در حالی که IEC 61730 به صلاحیت های ایمنی می پردازد. هنگام استفاده از a اتاق آزمایش فتوولتائیک خورشیدی سیستم های کنترل داخلی باید قادر به اجرای "توالی استرس" پیچیده باشند. تست چرخه حرارتی برای پنل های خورشیدی نیاز به انتقال سریع دما دارد که ضریب انبساط حرارتی (CTE) عدم تطابق بین سیلیکون، شیشه و ورق پشتی را آزمایش کند. در مقابل، تست ایمنی بیشتر بر یکپارچگی عایق و مقاومت در برابر آتش در زیر گرمای شدید متمرکز است.

2. استرس رطوبتی پیشرفته: تست گرمای مرطوب ماژول فتوولتائیک

یکی از مخرب ترین آزمایش های انجام شده در داخل الف آزمایش زیست محیطی پنل خورشیدی تاسیسات تست گرمای مرطوب (DH) است. این روش شامل قرار دادن ماژول در دمای 85 درجه سانتیگراد و رطوبت نسبی 85 درصد برای حداقل 1000 ساعت است. هدف ارزیابی است نفوذپذیری صفحات پشتی PV و چسبندگی EVA (اتیلن وینیل استات) کپسولانت. در حالی که محفظه های استاندارد ممکن است با کنترل تراکم مشکل داشته باشند، یک درجه مهندسی اتاق آزمایش FforPhotovoltaic Solar از ژنراتورهای بخار دقیق و جریان هوای تخصصی برای حفظ اشباع یکنواخت بدون ریزش قطرات آب به طور مستقیم روی نمونه استفاده می کند که می تواند باعث ایجاد نقاط داغ مصنوعی شود.

3. تنش مکانیکی و سینرژی چرخه حرارتی

خستگی حرارتی علت اصلی خرابی اتصالات لحیم کاری در سیستم های PV است. را تست چرخه حرارتی IEC 61215 محفظه باید بین -40 درجه سانتیگراد تا 85 درجه سانتیگراد با زمان اوج خیساندن چرخه کند. با راندمان بالا اتاق آزمایش برای خورشیدی فتوولتائیک همچنین باید الف را در بر گیرد تست یخ زدگی رطوبت برای ماژول PV دنباله این شامل انتقال از شرایط گرم/مرطوب به دماهای زیر صفر است، که باعث می‌شود رطوبت وارد شده منجمد و منبسط شود و شکستگی‌های میکروسکوپی را برجسته کند که ممکن است یک آزمایش حرارتی ساده از دست برود. این هم افزایی برای شناسایی بسیار مهم است آزمایش پیری UV برای مواد خورشیدی تخریب، جایی که پلیمرهای آسیب دیده از خورشید در طول چرخه انجماد شکننده شده و ترک می‌خورند.

4. مشخصات فنی برای انتخاب در سطح مهندس

هنگام انتخاب یک محفظه، مهندسان باید فراتر از دمای اولیه نگاه کنند محدوده . در مقیاس بزرگ اتاقک های آب و هوای PV برای نگهداری چندین ماژول با اندازه کامل (اغلب 2 متر یا بزرگتر) به یکپارچگی ساختاری عظیم نیاز دارند. جزئیات فنی کلیدی شامل کنترل PID برای اتاق های آزمایش خورشیدی ، که حداقل بیش از حد دما را تضمین می کند و یکنواختی نور شبیه ساز خورشیدی اگر محفظه دارای اشعه UV یکپارچه باشد. علاوه بر این، الف اتاق آزمایش برای خورشیدی فتوولتائیک باید طرح‌های قفسه‌های تخصصی داشته باشد که اجازه دهد آزمایش بار الکتریکی در طول استرس آب و هوایی ، امکان نظارت بر زمان واقعی منحنی IV ماژول را در طول چرخه تنش فراهم می کند.

• نرخ شیب دار: معمولاً 100 درجه سانتیگراد در ساعت یا بیشتر برای آزمایش با توان بالا.
• حجم داخلی: باید پانل های 2.4 متری را در خود جای دهد که در حال حاضر در صنعت مقیاس صنعتی رایج است.
• پورت های کابل: برای تجهیزات مانیتورینگ خارجی باید چند قطری و آب بندی شده باشد.
• ساخت و ساز: فضای داخلی فولاد ضد زنگ 316L برای جلوگیری از خوردگی ناشی از چرخه های رطوبت بالا.

5. نتیجه گیری: اعتبار بخشیدن به آینده انرژی

سرمایه گذاری در یک با وفاداری بالا اتاق آزمایش برای خورشیدی فتوولتائیک صرفاً مربوط به انطباق نیست. این در مورد کاهش خطر است. با تکرار شرایط شدید - از رطوبت مناطق گرمسیری گرفته تا چرخه های انجماد در ارتفاعات بالا - تولیدکنندگان می توانند یکپارچگی ساختاری و الکتریکی ماژول های خود را تضمین کنند. همانطور که صنعت به سمت سلول های نوع N و فناوری دو وجهی پیش می رود، دقت در آزمایش زیست محیطی پنل خورشیدی نگهبان نهایی اعتماد مصرف کننده و قابلیت بانکداری پروژه باقی خواهد ماند.

سوالات متداول (سؤالات متداول)

1. چرا تست سیکل حرارتی IEC 61215 سخت ترین در نظر گرفته می شود؟
حداکثر فشار مکانیکی را بر روی مواد مختلف داخل پانل (شیشه، سیلیکون، مس) وارد می کند. از آنجایی که این مواد با سرعت‌های متفاوتی منبسط می‌شوند، آزمایش 200 چرخه اغلب خستگی لحیم کاری یا ترک‌های سلولی را نشان می‌دهد که با چشم غیرمسلح قابل مشاهده نیستند.

2. تفاوت بین اتاقک آب و هوای استاندارد و اتاق آزمایش فتوولتائیک خورشیدی چیست؟
اندازه و ایمنی. اتاق‌های خورشیدی باید پانل‌های بسیار بزرگی را در خود جای دهند و اغلب دارای ویژگی‌های ایمنی ویژه برای کنترل گازهای خروجی بالقوه از صفحات پشتی یا بار الکتریکی با ولتاژ بالا اعمال شده در طول آزمایش هستند.

3. آزمایش حرارت مرطوب یک ماژول فتوولتائیک معمولا چقدر طول می کشد؟
یک آزمایش انطباق استاندارد 1000 ساعت (تقریباً 42 روز) طول می کشد. با این حال، پروتکل های "تست تا شکست" در تحقیق و توسعه ممکن است این مدت را تا 3000 ساعت برای شبیه سازی قرار گرفتن در معرض شدید محیطی 25 ساله افزایش دهند.

4. آیا آزمایش پیری UV برای مواد خورشیدی روی شیشه یا سلول ها تأثیر می گذارد؟
این در درجه اول بر پلیمرها - محصور کننده EVA و صفحه پشتی تأثیر می گذارد. اشعه ماوراء بنفش می تواند باعث "قهوه ای" شدن EVA شود که انتقال نور به سلول را کاهش می دهد و در نتیجه توان خروجی کلی ماژول را کاهش می دهد.

5. آیا می توانم تست انجماد رطوبت را در همان محفظه انجام دهم؟
بله، پیشرفته ترین اتاقک های آب و هوای PV در مقیاس بزرگ طراحی شده اند تا هر دو چرخه یخ زدگی رطوبت و رطوبت را به طور متوالی کنترل کنند تا واکنش مواد به انبساط داخلی یخ را آزمایش کنند.

مراجع صنعت

• کمیسیون بین المللی الکتروتکنیکی (IEC) 61215-2:2021 - ماژول های فتوولتائیک زمینی (PV).
• IEC 61730-2:2023 - صلاحیت ایمنی ماژول فتوولتائیک (PV).
• ASTM G154 - تمرین استاندارد برای کارکرد دستگاه لامپ فلورسنت فرابنفش (UV).
• آزمایشگاه ملی انرژی های تجدیدپذیر (NREL) - گزارش های تحقیقاتی قابلیت اطمینان PV.