太陽能測試條件

作者:江志宏

說明：

太陽光電模組的設計使用年限大約是20～30年，而可靠度試驗是仿真陸上太陽光電模組(矽結晶)的設計驗證，讓模組能夠在一般氣候下長期操作20年以上。

太陽能模組試驗規範列表：

IEC1215-陸地用太陽能電池元件環境試驗方法(GB 9535)
IEC61646-地面用薄膜型光伏元件設計鑒定和定型
GB 9535-陸地用太陽能電池元件環境試驗方法(IEC61215)
GB 19064-家用太陽能光伏電源系統技術條件和試驗方法
JIS C 8917-晶系太陽能電池和模型的輸出電壓和輸出電流溫度係數的測量方法
UL1703
IEEE1262
IEC61215-適用於陸上安裝的結晶型模組(檢驗測試、工廠檢查)，不適用於聚光型模組

矽晶太陽電池範本封裝與測試(Crystalline Solar Cell Module Encapsulation and Test):

1.目視檢查
2.最大功率測定
3.絕緣電阻測試
4.溫度係數的量測
5.標準工作電池溫度(NOCT：Nominal Operating Cell Temperature)的量測
6.在標準測試環境和NOCT下的性能
7.在低照射光下的性能
8.室外暴露測試
9.熱班耐久試驗
10.熱迴圈測試
11.濕冷凍測試
12.濕熱測試
13.引線端強度測試
14.濕漏電流測試
15.機械負荷測試
16.冰雹測試
17.紫外線前處理測試(選項)
18.旁路二極體熱測試(選項)

試驗後基本性能要求：

a.沒有主要目視缺陷
b.最大輸出功率不得低於試驗前5%(以照度700W/m2～1100W/m2模擬光源測試模組電流-電壓特性及最大功率)
c.耐絕緣特性需符合規範要求(40MΩ/m2以上)

標準輸出功率(Performance at STC)：

檢驗裝置：太陽電池I-V特性測試裝置、太陽光模擬器
量測溫度要求：25℃±2℃、相對濕度≦75%R.H.
照度：1000W/m2
光譜分佈：AM1.5

試驗要求：

a.標準測試條件下最大輸出功率的衰減不超過實驗前的5%
b.裂縫檢查(面積不超過10%以上)
c.在元件的邊框和電池之間不可形成連續通道的氣泡或脫層
測量項目：峰值功率(Pmax)xxx W、峰值電壓(Vmp)xx.x V、峰值電流(Imp)x.x A、短路電流(Isc)x.x A、開路電壓(Voc)xx.x V、最大系統電壓xxx V

室外暴露試驗(Outdoor Exposure Test)[耐光試驗]：

說明：初步評價元件經受室外條件暴露的能力，並可能揭示出實驗室試驗中測不出來的綜合衰減效應．(本實驗僅只能作為可能存在問題的指示)

太陽輻照度監測儀(準確率±10%)
室外暴露試驗累計總輻射量大於60kWh/m2
試驗後元件的性能應滿足下列要求：
a.經檢查沒有發現是否有嚴重外觀缺陷
b.標準測試條件下的最大輸出功率衰減不超過試驗前的5%
c.絕緣電阻應＞40ΜΩ/m2

低幅照度下的性能(Performance at Low Irradiance)：

在25℃和輻照度200W/m2（用適用的標準電池測定），的自然光或符合有關標準要求的A類模擬器下，測量元件的電性能。

熱斑耐久試驗(Hot-spot Endurance Test)：

元件應在最壞的熱斑條件下以1000W/m2照度試驗5小時。

絕緣試驗(Insulation Resistance)：

步驟一：0→1000V(1s速度增加)[最大電壓不超過50V時，則測試到500V]
步驟二：500V直流電壓
試驗後元件的性能應滿足下列要求：
步驟三：量測絕緣電阻(耐壓試驗結束後，進行絕緣電阻量測)
試驗要求：絕緣電阻≧40ΜΩ/m2

溫度迴圈：

IEC6125試驗條件：

-40 ±2℃(10min)←→85±2℃(10min)、溫變率小於100 ℃/h、50cycle(試驗後進行濕熱試驗)
-40 ±2℃(10min)←→85±2℃(10min)、溫變率小於100 ℃/h、200cycle(只進行熱循環試驗)
-40℃(2h)←→90℃(2h)、溫變率小於120 ℃/h、200cycle

濕熱試驗(Damp Heat)：

85±2℃/85 ±5%/1000h

濕冷試驗：

進行50次溫度迴圈試驗：

試驗一：85℃/85 ±5%(20h)←→-40℃(0.5～4h)高溫升降溫(100℃/h)、低溫升降溫(200℃/h) 、10cycle
試驗二：85℃/85 ±2.5%(20h)←→-40℃(0.5～4h)、高溫升降溫(120℃/h)、低溫升降溫(200℃/h)、10cycle

冰雹試驗：

說明：驗證組件能夠經受冰雹衝擊

冰箱：-10±5℃
冰球：直徑25毫米±5%，品質7．53克±5%，速度每秒23米±5％
撞擊位置：11點、天平：準確度±2％、速度測試儀錶：準確度±2%

引線端強度試驗：

說明：確定引線端及其附件是否能承受正常安裝和操作過程中所承受的力
試驗方式：引線應能夠承受至少組件自身的重量，並能承受10次以上的彎折

機械荷重測試(Mechanical Loading)：

說明：模擬太陽能面版承受風、雪、冰荷種的能力
試驗方式:模組表面和背面各均勻輪流施壓2400Pa，保持1小時，進行迴圈2、3次

扭曲實驗：

說明：檢查組件安裝於非理想結構上有可能造成的隱患
試驗方式：保持模組三個邊角在同一平面上，在垂直方向位移第4個邊角距離

紫外線試驗(U.V.Exposure)：

溫度：60±5℃
波長：280～385nm
照度≦250W/m2
總照射量為15KWh/m2

試驗後相關檢測：

外觀檢查(目測、室內、照度不低予1000 LX)

1.彎曲、不規則或損傷的外表面
2.裂縫(面積10%以上)
3.連接線或接頭有毛病
4.密封材料失效
5.在元件的邊框和電池之間形成連續通道的氣泡或脫層
6.塑膠材料表面有沾汙物
7.引線端失效帶電部件外露
8.可能影響元件性能的其他任何情況

太陽能電池板專用標籤可靠度試驗：

1.溫度循環：－40℃(30min)←→100℃(30min)、升溫2.5小時、降溫2.5小時、120cycle
2.紫外光照射試驗：連續30天(燈管功率800W，波長380nm~400nm，垂直照射距離300mm，連續照射)
3.氙燈老化試驗：氙燈功率6KW，黑板溫度630C±30C，相對濕度63%±3%。紫外光輻射能46.2W/m2，降雨周期：降雨時間18min，不降雨時間102min、連續30天
4.鹽霧腐蝕試驗：5%Nacl溶液，350C±10C，連續噴霧30天
5.耐化學試劑溶液浸泡、擦拭性：將列印字元的標簽在室溫下放置24小時後，每隔30分鐘把標簽浸入溶液中10分鐘，反復5次，最後一次浸泡後用蘸有溶液的棉球在字元處擦拭10次
6.RO水浸泡、擦拭試驗；
7.無水酒精浸泡、擦拭試驗；
8.10%氫氧化鈉溶液浸泡、擦拭試驗；
9.10%硫酸溶液浸泡、擦拭試驗；