IEC61215测试项目及失效案例介绍.ppt

IEC61215测试项目及失效案例介绍 结合IEC61730和UL1703 可靠性实验室汤海波2010 6 一 测试流程二 测试项目及常见失效 目录 一 测试流程 3 目前光伏产品认证机构代表性的有如下几家 分别为VDE TUV莱茵 TUV南德和UL美华 基本上几家认证机构测试都以IEC61215 性能 IEC61730 安全 和UL1703 安全 为主 如VDE和TUV莱茵是以IEC61215和IEC61730为主 侧重于产品性能方面测试 UL美华则是UL1703为主 侧重于产品安全方面测试 IEC61215测试流程图 4 IEC61215测试流程图 VDE 5 IEC61215 IEC61730测试序列表 VDE 6 IEC61215 IEC61730测试流程图 TUV 莱茵 7 UL1703测试序列表 UL美华 8 注 UL认证无固定测试序列表 根据实际测试需要进行排列 IEC61215测试项目及常见失效 预处理 9 IEC612152ndedition中要求所有测试组件必须在开路状态下经过5kWh m 2到5 5kWh m 2暴晒 IEC612153rdedition中要求所有测试组件必须在开路状态下经过5kWh m2 20kWh m2暴晒直至功率稳定 IEC61215测试项目及常见失效 10 1外观检查 10 严重外观缺陷 a 破碎 开裂 或外表面脱附 包括上层 下层 边框和接线盒 b 弯曲 不规整的外表面 包括上层 下层 边框和接线盒的不规整以至于影响到组件的安装和 或运行 c 一个电池的一条裂缝 其延伸可能导致超过一个电池10 以上面积从组件的电路上减少 d 在组件的边缘和任何一部分电路之间形成连续的气泡或脱层通道 e 丧失机械完整性 导致组件的安装和 或工作都受到影响 标准规定 除规定的严重外观缺陷外 其它的外观情况是允许的 其它外观异常诸如背板 EVA黄变 背板脱层 鼓包 玻璃发白 镀锡铜带黄变 腐蚀 硅胶黄变等外观不良只要后续测试如10 2 10 3 10 15通过就算合格 但是此类外观异常容易引起客户投诉 注 IEC612153rd中电池破碎 开裂未定义为严重外观缺陷 IEC61215测试项目及常见失效 10 1外观检查 11 常见失效 IEC61215测试项目及常见失效 10 1外观检查 12 热循环湿热湿热湿热 IEC61215测试项目及常见失效 10 1外观检查 13 toyo背板与FirstF406EVA兼容性测试 IEC61215测试项目及常见失效 10 2最大功率确定 14 测试要求 参考标准IEC60904模拟器等级 B级或更好 温度 25 50 温度测试精度为 1 重复性为 0 5 辐照度 700W m2 1100W m2 组件放置 垂直于入射光 参考器件 如果使用B级模拟器 标准光伏器件应为标准光伏组件 该组件应采用与测试样品同样技术制造 有相同光谱相应 并且同样尺寸大小 重复性 Pmax 1 数据修正 使用温度系数进行修正 估算 为了减少修正幅度 应努力使最大功率的测量尽可能在相同工作条件下进行 如环境试验前后功率对比 即对一个特定组件应在尽量相同的温度和辐照度下进行最大功率的测量 IEC61215测试项目及常见失效 10 3绝缘试验 15 测试要求 温度 环境温度 湿度 不超过75 RH 耐压测试 1000V加上两倍的系统最大电压 速率 500V s 1 如果系统的最大电压不超过50V 所施加的电压应为500V 维持此电压1min 要求无绝缘击穿或表面无破裂现象 绝缘测试 500V或组件最大系统电压的高值 速率 500V s 1 维持此电压2min 然后测量绝缘电阻 对于面积小于0 1m2的组件绝缘电阻不小于400M 对于面积大于0 1m2的组件 测试绝缘电阻乘以组件面积应不小于40M m2 如果组件无边框 或边框是不良导体 将组件的周边和背面用导电箔包裹重复绝缘试验 推荐铝箔 铜箔较贵 UL 26绝缘耐压试验 16 测试要求 温度 环境温度 湿度 不超过75 RH 耐压测试 1000V加上两倍的系统最大电压 速率 500V s 1 如果系统的最大电压不超过30V 所施加的电压应为500V 维持此电压1min 要求无绝缘击穿或表面无破裂现象 漏电流不超过50uA 如果组件无边框 或边框是不良导体 将组件的周边和背面用导电箔包裹重复绝缘试验 推荐铝箔 铜箔较贵 IEC61215测试项目及常见失效 10 4温度系数的测量 17 测定的温度系数 仅在测试中所用的辐照度下有效 要求 模拟器等级 B级或更好 E 1000W 2 要求测试温度范围至少30 以上 一般为20 60 将测试数据使用最小二乘法拟合 IEC61215测试项目及常见失效 10 4温度系数的测量 18 IEC61215测试项目及常见失效 10 4温度系数的测量 19 注 IEC612153rdedition中要求监控组件4个点温度 确定组件温度均匀一致 IEC61215测试项目及常见失效 10 5NOCT的测量 20 标称电池工作温度的测量 由于自然环境下测试条件比较苛刻 辐照度低于400W m 2 在10min期间记录辐照度变化从最大值到最小值超过10 以上之后10min间隔 风速在1m s 1 0 75m s 1范围以外 环境温度在20 15 范围以外 或变化超过5 在风速超过4m s 1的疾风之后10min内 风向在东或西 20 范围内 上述条件的数据均不符合要求 日本TUV 莱茵 曾经在室外条件下连续测试一年 只有一天的数据部分符合要求 测试方法 辐照度 800W m 2风速 1m s 1 0 75m s 1 环境温度设定 20 采集平均电池结温TJ和环境温度Tamb TJ Tamb 再加上20 即可得到初步的标称工作温度值 最后把Tamb和平均风速的校正因子加到初步的标称工作温度中 将其修正到20 和1m s 1时的值 IEC61215测试项目及常见失效 10 5NOCT的测量 21 标称工作温度校正因子 IEC61215测试项目及常见失效 10 5NOCT的测量 22 倾角 与水平面夹角45o总辐照度 800W m 2环境温度 20 风速 1m s 1电负荷 零 开路 室外测试系统 IEC61215测试项目及常见失效 10 6标准测试条件 STC 和标称工作温度下 NOCT 的性能 23 在标准测试条件 1000W m 2 25 电池温度 GB T6495 3的标准太阳光谱辐照度分布 和标称工作温度和辐照度为800W m 2 且满足GB T6495 3的标准太阳光谱辐照度分布条件下 确定组件随负荷变化的电性能 设备要求 B级或更优太阳模拟器 温度测试精度为 1 重复性为 0 5 测试测试样品与标准器件电流的仪器 精度为读数 0 2 测试测试样品与标准器件电压的仪器 精度为读数 0 2 能将测试样品温度设定到10 5所测试的标称工作温度的设备 IEC61215测试项目及常见失效 10 7低辐照度下的性能 24 依据GB T6495 1的规定 在25 和辐照度为200W m 2确定组件随负荷变化的电性能 设备要求 B级或更优太阳模拟器 温度测试精度为 1 重复性为 0 5 测试测试样品与标准器件电流的仪器 精度为读数 0 2 测试测试样品与标准器件电压的仪器 精度为读数 0 2 能将测试样品温度设定到10 5所测试的标称工作温度的设备 IEC61215测试项目及常见失效 10 7低辐照度下的性能 25 IEC61215测试项目及常见失效 10 8室外曝晒试验 26 初步评价组件经受室外条件曝晒的能力 并可使在实验室试验中可能测不出来的综合衰减效应揭示出来 组件受到的总辐射量为60kWh m 2 设备要求 一个组件在测试条件工作于最大功率点附近的合适负载 一般可以在稳态光源 成本较高 或者室外进行 IEC61215测试项目及常见失效 10 8室外曝晒试验 27 使组件受到累计60kWh m 2辐照量后 测量其最大输出功率 衰减应不超过试验前测量值的5 试验方法根据IEC61215 200510 8室外曝晒试验 IEC61215测试项目及常见失效 10 9热斑耐久试验 28 热斑形成原因 电池不匹配或裂纹 内部连接失效 如镀锡铜带与电池片粘接力变化或电池片隐裂引起接触电阻增大 电池边缘漏电导致局部过热 局部被遮光或弄脏 热斑危害 使组件持续进行热斑加热 这种效应可能导致焊接熔化或封装退化 严重时会使组件烧毁 造成更大事故 IEC61215测试项目及常见失效 10 9热斑耐久试验 29 所以必须通过可靠性