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文档简介
StandardizationDevelopmentReport:GuidelinesforQualifyingPVModules,ComponentsandMaterialsforOperationatHighTemperatures标准立项发展报告:高温下运行的光伏组件、组件和材料的鉴定指南摘要随着全球能源转型战略的深入推进,光伏发电技术在热带、沙漠及亚热带等高温地区的应用规模持续扩大。高温环境对光伏组件及其组成材料的长期可靠性提出了严峻挑战,传统的光伏组件鉴定标准(如IEC61215等)主要基于标准温度条件下的性能评估,难以充分反映组件在持续高温工况下的衰减机理和失效模式。为弥补这一技术缺口,国际电工委员会(IEC)于2025年10月14日正式发布了IECTS63126:2025RLV《高温下运行的光伏组件、组件和材料的鉴定指南》。该技术规范明确了光伏组件在高温环境下的鉴定流程、试验方法和性能判据,建立了面向高温应用场景的差异化评价体系,填补了国际光伏标准体系在高温可靠性领域的空白。本报告从标准立项背景、技术内容框架、国内外标准化现状、主要参与单位及未来发展方向等维度,对该项标准的制定意义与应用前景进行系统分析,以期为我国光伏产业适应高温环境标准要求、提升产品国际竞争力提供参考。关键词:光伏组件;高温老化;可靠性鉴定;IEC技术规范;耐候性测试;质量标准Keywords:PVmodules;high-temperaturedegradation;reliabilityqualification;IECtechnicalspecification;weatheringtest;qualitystandards一、引言1.1项目背景在全球碳中和目标驱动下,光伏发电已成为可再生能源装机增长的主力军。据国际能源署(IEA)统计,2024年全球光伏新增装机容量超过420GW,累计装机突破2TW。在应用版图持续扩张的进程中,光伏电站逐步向低纬度高温地区——包括中东、北非、印度次大陆、澳大利亚内陆以及中国西北部沙漠地区——加速布局。上述区域夏季地表温度常超过70°C,组件背板温度可长期维持在85°C以上,远超过IEC61215标准测试中最大功率点标称工作温度(NMOT)的测试条件。高温环境导致的光伏组件失效问题不容忽视。研究表明,温度每升高10°C,封装材料(乙烯-醋酸乙烯酯共聚物,EVA)的降解速率约提升2至4倍,背板材料的黄变指数显著增加,焊带连接处的热疲劳应力加剧,接线盒内部电气连接的接触电阻上升,进而诱发功率衰减率超标、热斑效应扩大乃至绝缘失效等严重安全问题。然而,现行IEC61215系列标准中,组件鉴定试验仅在标准测试条件(25°C)和标称工作温度条件下执行,未对高温极端工况设置专项考核,导致大量标称"通过鉴定"的组件在实际高温环境中运行数年后即出现早期失效,引起了行业对标准适用性的广泛关注。1.2标准立项的必要性在此背景下,国际电工委员会光伏能源系统技术委员会(IEC/TC82)于2020年正式立项编制IECTS63126,旨在为光伏组件在高温环境下的选材设计、制造工艺控制和出厂鉴定提供系统化的技术准则。该标准的制定回应了产业界的三大迫切需求:其一,为高温地区光伏项目业主提供组件选型的量化判据;其二,为组件制造商在材料选型和结构设计阶段提供高温可靠性验证的技术指引;其三,为检测认证机构建立统一的高温鉴定试验规范,消除不同实验室间试验条件的差异。该标准的技术内容采用技术规范(TechnicalSpecification,TS)形式发布,既可快速响应产业需求,又为未来升级为国际标准(IS)预留了技术验证通道。二、标准编制概况2.1标准基本信息IECTS63126:2025RLV《高温下运行的光伏组件、组件和材料的鉴定指南》由IEC/TC82(光伏能源系统技术委员会)下辖的WG2(非聚光组件工作组)负责起草,历经草案编制、委员会审议(CD)、征询意见(CDV)和最终草案表决(FDIS)等阶段,于2025年10月14日正式发布。标准版本为RLV(RedlineVersion,红线版本),该版本在单一文档中同时呈现标准正式文本与上版草案的修改对照标记,便于使用者快速识别技术条款的演变过程。标准分类号为太阳能工程(太阳能工程相关分类),归口管理机构为IEC/TC82秘书处(设于美国)。文件语言为英语,采用电子版加密PDF格式发行。2.2制定过程该标准的编制工作自2020年启动建议书(NWIP)投票以来,共历经五轮正式技术讨论会议和三次国际间实验室间比对测试(Round-RobinTest)。来自中国、美国、德国、日本、印度、沙特阿拉伯等17个国家的40余名专家参与了标准条款的起草与评审。其中,中国专家团队由中国电子技术标准化研究院牵头,协同晶澳科技、隆基绿能、天合光能等骨干企业的技术专家深度参与了高温试验方法验证和限值确定工作。实验室间比对测试共设计了三组关键试验:85°C/85%RH条件下的湿热老化试验、105°C干热老化试验以及与IEC61215:2021版湿热试验(DH1000)的对比试验。比对结果揭示了不同实验室间温湿度控制精度、温度循环速率等参数对试验结果的显著影响,为最终确定试验条件的容许偏差范围提供了实证依据。三、标准技术内容分析3.1范围与适用对象IECTS63126:2025RLV规定了光伏组件及其关键组成材料(包括前板材料、背板材料、封装胶膜、接线盒、连接器、焊带等)适用于高温运行场景的鉴定程序和试验方法。该标准适用于平板型晶体硅光伏组件和薄膜光伏组件,覆盖组件安装后预期长期运行环境温度处于70°C至105°C更高温度区间(即组件内部实际最高工作温度)的应用场景。标准采用的基准温度指标为"组件参考工作温度"(ModuleReferenceOperatingTemperature,MROT),即在标准参考环境(辐照度1000W/m²、环境温度20°C、风速1m/s)下组件内部电池结温的稳态值。根据MROT的不同,标准将应用场景划分为两个温度等级:-Level1:MROT不超过80°C,适用于一般高温地区的地面安装和屋顶安装场景;-Level2:MROT超过80°C,适用于极端高温地区、双面组件背面增益显著的高辐照场景以及建筑一体化(BIPV)等通风条件受限的安装方式。该分级方式的创新之处在于改变了以往"一刀切"的鉴定思路,以组件实际运行温度而非环境温度为基准进行分级,使不同安装方式和不同气候区的组件能够获得差异化的考核力度,实现"可靠性与经济性的最优平衡"。3.2主要技术要求标准的核心技术内容包括以下五个部分:第一,材料级高温筛选试验。对封装胶膜、背板等聚合物材料设置105°C干热老化试验(1000h)和85°C/85%RH湿热老化试验(2000h),考核材料的黄变指数变化(ΔYI≤4)、透光率衰减率(≤5%)和力学性能保持率(断裂伸长率保持率≥70%)。此部分有效衔接了IEC62788系列材料测试标准,强化了材料级筛选与组件级验证之间的逻辑关联。第二,组件级高温加速老化试验。在IEC61215:2021基础上增设两类高温专项试验——高温湿热试验(DH-H:85°C/85%RH,2000h)和高温热循环试验(TC-H:温度循环上限调整为105°C,循环次数200次),以重点考察高温叠加湿度或温度循环交变应力下的封装完整性、互连条焊接可靠性和绝缘性能维持能力。第三,高温下的电气安全性能验证。要求在100°C(Level1)或110°C(Level2)条件下完成绝缘电阻测试、湿漏电流测试和接地连续性测试,确保组件在高温运行状态下维持足够的安全裕度。电流温度系数修正和热斑耐久性评价方法亦在标准附录中给出了详细规定。第四,零部件(接线盒、连接器)的高温适配性考核。明确接线盒在持续高温运行工况下的温升限值(≤15°C)和额定电流降额系数,并补充了接线盒与背板粘接区域在热循环后的剥离强度要求(≥40N/cm)。第五,鉴定报告的规范性要求。标准规定了高温鉴定试验报告的格式和内容要求,明确了在IEC61215鉴定报告之外需单独出具高温补充鉴定报告的具有指导性的做法,便于项目业主和监管机构进行组件选型和验收。3.3标准的创新性和协调性IECTS63126:2025RLV的创新性体现在三个方面。其一,首次构建了"场景分级—材料筛选—组件验证—零部件适配"四个层级的高温鉴定技术链条,实现了从材料到系统全链条的可靠性闭环评价;其二,引入了基于MROT的差异化等级划分机制,突破了传统标准以固定测试条件为唯一考核基准的局限性;其三,创新性地将双面组件在高反射地面(如戈壁滩、雪地)应用时背面额外温升纳入考量,填补了双面组件高温鉴定的标准空白。在标准协调性方面,该标准与IEC61215:2021(地面用光伏组件设计鉴定和定型)、IEC61730(光伏组件安全鉴定)、IEC62788(光伏组件用材料测试)及IEC62915(光伏组件定型)构成了相互衔接的标准族谱。作为技术规范,它并不替代上述标准的既有要求,而是在其基础上增加高温场景的补充考核内容。这种"基础+补充"的标准架构模式体现了IEC标准体系应对细分应用场景的模块化设计思路。四、国内外标准化现状对比4.1国际标准化动态在国际层面,除IECTS63126外,相关标准化工作还包括:IEC/TC82正在推进的IEC61215系列标准的下一轮修订,拟将高温老化试验纳入常规定型序列的提案仍在讨论中;美国保险商实验室(UL)发布的UL1703和UL61730标准中设置了最高可达90°C的工作温度等级标记要求,但尚未建立系统化的高温鉴定试验方法;国际光伏质量保证任务组(PVQAT)Task12专门针对高温高湿地区组件可靠性开展了系列比对研究,其成果为IECTS63126的编制提供了重要技术输入。4.2中国标准化进展在中国,光伏组件检测认证主要依据GB/T9535(等效采用IEC61215)和GB/T20047(等效采用IEC61730)。针对高温环境应用需求,中国质量认证中心(CQC)于2022年率先推出了"光伏组件高温环境适应性认证"自愿性认证项目,其技术规范CQC5337-2022在IECTS63126草案基础上,结合中国西北地区实际气象数据设定了温湿度综合应力试验条件。中国电子技术标准化研究院主导编制的国家标准《高原高寒地区光伏组件性能测试规范》(计划号:20240754-T-469)也已进入征求意见阶段,对高辐照、大温差的特殊环境条件提出了具有中国特色的补充测试要求。尽管如此,中国在高温光伏组件鉴定的标准化方面仍然面临挑战。首先,目前国内尚未发布与IECTS63126完全对应的国家标准或行业标准,相关技术要求主要依托认证机构的技术规范实施,法律效力层级有限。其次,国内具备高温鉴定试验能力的第三方检测实验室数量较少,现有的环境试验箱在温度均匀性和湿度稳定性的长期运行可靠性方面与国际先进实验室仍有差距。第三,在材料级高温老化数据和失效物理模型方面的基础研究积累不足,限制了对IEC标准限值的本土化验证和修订建议的有效输出。五、主要参与单位介绍5.1国际电工委员会光伏能源系统技术委员会(IEC/TC82)IEC/TC82成立于1984年,是国际电工委员会下属负责光伏能源系统领域标准化工作的专业技术委员会,秘书处设于美国(ANSI承担秘书处工作)。TC82的职责范围涵盖地面用光伏组件、系统平衡部件(BOS)、光伏系统集成、聚光光伏以及光伏组件的回收利用等方向,目前下设7个工作组(WG)和3个联合工作组(JWG),现行有效标准超过80项,是国际光伏领域最具影响力的标准制定组织。TC82的核心工作原则为"以技术共识为基础,以市场需求为导向"。每项标准的立项须经过成员国正式投票(NP投票)并获得至少三分之二多数赞成方可启动。标准编制过程中,各工作组通过CD、CDV、FDIS等阶段广泛征求各国国家委员会的意见,确保标准技术内容充分反映全球产业和学术界的共识。以IECTS63126为例,该标准的起草工作组WG2在四年间共处理了来自各国提交的超过200条技术意见,对温度等级划分边界、试验持续时间等技术争议焦点进行了多轮协商和实证验证。5.2中国主要参与单位——中国电子技术标准化研究院中国电子技术标准化研究院(CESI,原信息产业部电子工业标准化研究所)作为IEC/TC82的国内技术归口单位和全国太阳光伏能源系统标准化技术委员会(SAC/TC90)的秘书处单位,在IECTS63126的编制过程中发挥了重要的支撑作用。CESI创建于1963年,是工业和信息化部直属的标准化专业科研机构,长期深耕光伏领域标准化研究。在IECTS63126制定过程中,CESI组织国内行业专家开展高温环境下组件失效机理的专题研究,基于吐鲁番、敦煌、格尔木等典型高温地区的气象数据,建立了中国高温地区光伏组件运行温度的预测模型,该模型数据在标准编制中被采纳为MROT分级限值论证的重要参考依据之一。CESI推动组建了由中国光伏行业协会、晶澳科技、隆基绿能、天合光能、苏州UL美华、中检南方等15家单位组成的工作组,在标准草案各阶段形成了系统的中国技术意见反馈清单。同时,CESI依托其位于北京亦庄的光伏检测实验室,完成了标准中拟定的高温湿热试验和高温热循环试验的比对验证工作,实测数据为首版标准中试验容许偏差范围的确定提供了重要支撑。CESI还牵头推动了IECTS63126的国内转化路径研究,拟通过采标方式将该技术规范等同采用为国家标准化指导性技术文件(GB/Z),并计划同步编制配套的试验操作细则和检测报告模板,为新标准在我国的落地实施提供体系化保障。六、结论与展望IECTS63126:2025RLV的正式发布,是国际光伏标准化领域的一项重要里程碑。它首次构建了面向高温运行场景的差异化鉴定技术框架,通过对材料、组件、零部件三个层面的系统性考核,有效弥补了现行IEC61215等基础标准在高温可靠性评价方面的不足。该标准的实施将为高温地区光伏电站的设备选型和技术验收提供权威依据,有力推动组件制造企业针对目标市场开展精细化设计和差异化认证,从根本上提升光伏系统在极端环境下的长期运行可靠性。展望未来,IECTS63126的发展预计将呈现以下趋势:第一,随着实际应用数据的积累和验证结果的反馈,该技术规范有望在三至五年内升级为完整的国际标准(IS),温度等级划分和试验限值也将进一步细化;第二,伴随IEC61215系列标准的下一轮修订,高温鉴定试验有望纳入常规定型序列,成为全球光伏组件市场准入的基本要求之一;第三,随着钙钛矿/晶硅叠层电池等新型高效光伏技术的产业化推进,针对新型组件结构的高温鉴定方法将成为下一代标准修订的重点方向;第四,中国作为全球最大的光伏制造和应用市场,亟需加快IECTS63126的本土化采标进程,同步建立配套的检测校准能力,提升国内光伏产品在"一带一路"沿线高温地区市场的技术适配性和标准话语权。参考文献[1]IECTS63126:2025RLV,GuidelinesforqualifyingPVmodules,componentsandmaterialsforoperationathightemperatu
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