Sumber: incompliancemag
Industri fotovoltaik (PV) telah mengalami transformasi sangat cepat setelah tahun 2000 sebagai hasil dari terobosan teknologi yang luar biasa, dari tingkat material sampai modul skala besar manufaktur.
Dengan industri PV diperkirakan akan tumbuh secara konsisten di tahun mendatang, dua pertanyaan utama adalah menangkap perhatian di antara operator pasar:
1. apa yang merupakan modul "kualitas baik"?
2. bagaimana "handal" itu akan berada di Lapangan?
Keduanya, untuk saat ini, tetap tak terjawab dalam cara yang komprehensif.
Kinerja standar PV dijelaskan dalam artikel ini, yaitu IEC 61215 (Ed. 2 – 2005) dan IEC 61646
(Ed. 2 – 2008), mengatur urutan tes tertentu, kondisi dan persyaratan untuk kualifikasi desain modul PV.
Kualifikasi desain dianggap mewakili kemampuan kinerja modul PV di bawah paparan yang berkepanjangan ke iklim standar (didefinisikan dalam IEC 60721-2-1). Selain itu, ada beberapa standar lain (IEC 61730-1, IEC 61730-2
dan UL1703) yang membahas kualifikasi keselamatan untuk sebuah modul, tetapi daerah ini akan dibahas dalam artikel masa depan.
Di bidang sertifikasi, kualifikasi Desain didasarkan pada jenis pengujian menurut IEC, EN atau standar nasional lainnya.
Hal ini patut menunjukkan ketidakjelasan istilah seperti "sertifikasi IEC," atau "Sertifikat IEC," serta iklan menggunakan logo IEC bukan logo lembaga sertifikasi yang merilis sertifikasi tersebut. IEC bukanlah lembaga sertifikasi; ini adalah singkatan dari International Electrotechnical Committee, sebuah organisasi Standardisasi Internasional.
Ketika pengujian tipe dikombinasikan dengan inspeksi pabrik periodik oleh badan sertifikasi, ini merupakan dasar untuk sertifikat yang dikeluarkan oleh badan sertifikasi (dengan demikian bantalan tertentu tanda/logo).
Hal ini mungkin merupakan, sampai batas tertentu, kriteria standar untuk "kualitas dasar." Namun, istilah "kualitas" terlalu generik dan sering disalahgunakan jika hanya didasarkan pada kesesuaian IEC.
Aspek sensitif lain dari "kualitas" adalah modul "keandalan"-perhatian utama untuk PV kontraktor/investor.
Keandalan tidak didefinisikan atau tercakup dalam standar IEC yang ada. Kurangnya keandalan standar sebagian disebabkan oleh kenyataan bahwa, sampai saat ini, tidak ada cukup data statistik yang dikumpulkan dari bidang PV (bahkan yang "tertua" instalasi PV masih harus mencapai masa hidup mereka 20/25-tahun per garansi).
Tapi baik IEC 61215 dan IEC 61646 dengan jelas menyatakan bahwa keandalan tidak dibahas di dalamnya, sehingga kualifikasi desain untuk standar tersebut tidak menyiratkan keandalan modul PV. Oleh karena itu, para ahli dari produsen, rumah pengujian dan Badan Standardisasi yang datang bersama-sama dalam upaya untuk menguraikan dasar untuk standar keandalan PV. Draft pertama yang diharapkan, mudah-mudahan suatu waktu di masa depan.
Garansi juga merupakan masalah yang patut disebutkan. Ini adalah praktik umum di pasar untuk menjual/membeli modul PV ditutupi oleh garansi 20 + tahun. Garansi yang seharusnya mencakup operasi yang aman (tidak ada listrik, termal, mekanik dan bahaya kebakaran) dan tingkat kinerja yang dapat diterima, yaitu degradasi output daya terbatas (sebagian besar menyatakan 1% pmax loss per tahun).
Setelah memperjelas lingkup umum aplikasi dan keterbatasan yang berkaitan dengan kualitas IEC 61215/61646, berikut ini memberikan penjelasan umum tentang tes, menyoroti mereka yang penting bagi silikon kristalin (c-si) dan film tipis fotovoltaik modul. Sementara IEC 61215 telah dirancang berdasarkan pengetahuan yang kuat dari teknologi kristal silikon yang ada utama, IEC 61646 terutama didasarkan pada silikon amorf (a-si) teknologi. Oleh karena itu, teknologi yang relatif baru seperti CIGS, CdTe, dll menyajikan perilaku tertentu dan kepekaan terhadap paparan cahaya dan efek termal memerlukan perawatan khusus dan pertimbangan selama pengujian.
Perbedaan dalam dua standar akan ditunjukkan dalam teks yang dicetak miring.
Kedua standar tersebut mensyaratkan bahwa sampel untuk pengujian diambil secara acak dari batch produksi sesuai dengan IEC 60410.
Modul harus dibuat dari bahan dan komponen yang ditentukan dan mengalami proses Penjaminan mutu pabrikan. Semua sampel harus lengkap dalam setiap detail dan dipasok dengan petunjuk pemasangan/pemasangan pabrikan.
Gambar 1 menggambarkan sifat dari tes.
Pendekatan umum kedua standar dapat diringkas dalam:
MenentukanCacat visual utama."
Menentukanlulus/gagalkriteria.
Lakukantes awalpada semua sampel.
Sampel grupuntuk menjalaniurutan tes.
Lakukantes pasca setelah tes tunggalDanurutan tes(IEC 61215).
Lakukan posting tes setelah tes tunggalDanakhir cahaya perendaman setelah urutan tes(IEC 61646).
Cari "Cacat visual utama"dancek "lulus/gagal"Kriteria.
Gambar 1
Sampel yang berbeda pergi melalui urutan tes yang berbeda secara paralel, seperti yang ditunjukkan pada gambar 2 dan 3.
Gambar 2: urutan ujian kualifikasi (IEC 61215)
Gambar 3: urutan tes (IEC 61646)
Lima "Cacat visual utama" didefinisikan dalam IEC 61215, sementara ada enam di IEC 61646(italicized adalah perbedaan dalam IEC 61646):
a) rusak, retak, atau robek permukaan eksternal, termasuk superstrates, substrat, frame dan persimpangan kotak;
b) membungkuk atau misaligned permukaan eksternal, termasuk superstrates, substrat, frame dan kotak persimpangan sejauh bahwa instalasi dan/atau operasi dari modul akan terganggu;
c) retak dalam sel propagasi yang dapat menghapus lebih dari 10% dari daerah sel dari sirkuit listrik modul;
c) void dalam, atau korosi terlihat dari salah satu lapisan film tipis dari sirkuit aktif dari modul, memperluas lebih dari 10% dari sel apapun; (IEC 61646)
d) gelembung atau delaminasi membentuk jalur kontinu antara setiap bagian dari sirkuit listrik dan tepi modul;
e) hilangnya integritas mekanik, sejauh bahwa instalasi dan/atau operasi dari modul akan terganggu;
f) tanda modul (label) tidak lagi terpasang, atau informasinya tidak dapat dibaca. (IEC 61646)
Bersama dengan 6 operasional "lulus/gagal" kriteria:
a) degradasi daya output maksimum tidak melebihi batas yang ditentukan setelah setiap tes atau 8% setelah setiap urutan tes;
a) setelah akhir cahaya perendaman, daya output maksimum di STC tidak kurang dari 90% dari nilai minimum yang ditentukan oleh produsen. (IEC 61646)
b) tidak ada sampel yang menunjukkan sirkuit terbuka selama tes;
c) tidak ada bukti Visual cacat besar;
d) persyaratan uji isolasi terpenuhi setelah tes;
e) persyaratan pengujian arus kebocoran basah terpenuhi di awal dan akhir setiap urutan dan setelah tes panas lembab;
f) persyaratan khusus dari tes individu terpenuhi.
Jika dua atau lebih sampel gagal salah satu kriteria tes, desain dianggap gagal kualifikasi. Jika salah satu sampel gagal setiap tes, dua sampel lain akan menjalani seluruh urutan tes yang relevan dari awal. Jika salah satu atau kedua sampel baru ini juga gagal, desain dianggap gagal persyaratan kualifikasi. Jika kedua sampel lulus uji urutan, desain dianggap memenuhi persyaratan kualifikasi.
Catatan:Kegagalan tertentu, meskipun pada satu sampel, dapat menjadi indikator masalah desain serius yang memerlukan analisis kegagalan dan peninjauan desain untuk menghindari pengembalian dari lapangan (masalah keandalan). Dalam kasus tersebut, laboratorium harus menghentikan urutan tes dan mengundang produsen untuk melakukan analisis kegagalan rinci, mengidentifikasi akar penyebab dan dimasukkan ke dalam tempat tindakan perbaikan yang diperlukan sebelum mengirimkan sampel dimodifikasi untuk pengujian ulang.
Perbedaan dalam item a) antara IEC 61215 dan IEC 61646 mengenai degradasi pmax bernilai mengomentari.
Dalam IEC 61215, degradasi pmax tidak akan lebih dari 5% dari pmax awal yang diukur pada awal setiap tes, dan tidak lebih dari 8% setelah setiap urutan tes.
Dalam IEC 61646 ada dua elemen penting:
1. definisi minimum pmax (diturunkan dari pmax ± t (%) pada label peringkat, di mana t (%) menunjukkan toleransi produksi).
2. semua sampel harus menjalani perendaman ringan dan harus menunjukkan pmax ≥ 0,9 x akhir (pmax-t (%)).
Dengan kata lain, IEC 61646 meninggalkan kriteria degradasi pmax setelah tes tunggal (-5%) dan urutan tes (-8%) digunakan dalam IEC 61215, dan sebaliknya bergantung pada pengecekan degradasi pmax dengan mengacu pada rating daya setelah semua tes telah selesai dan sampel yang direndam cahaya.
Perbedaan lain adalah bahwa IEC 61215 membutuhkan semua sampel untuk menjadi "pra-AC" dengan mengekspos mereka (terbuka-hubung) dengan Total 5,5 kWh/m2.
Tidak ada persyaratan dalam IEC 61646 dengan tujuan menghindari efek spesifik yang preconditioning dapat memiliki teknologi film tipis yang berbeda. Beberapa film tipis teknologi lebih sensitif terhadap cahaya yang disebabkan degradasi, sementara yang lain lebih sensitif terhadap efek panas gelap. Oleh karena itu, tes awal-posting akan pendekatan yang tidak homogen untuk mengevaluasi perubahan melalui urutan tes. Sebaliknya, IEC 61646 panggilan untuk perendaman cahaya akhir pada semua sampel setelah urutan lingkungan dan untuk kontrol sampel, dan mengukur pmax akhir untuk menilai apakah degradasi dapat diterima dengan mengacu pada nilai minimum dinilai pmax.
Berikut berikut deskripsi singkat dari tes.(Perbedaan dalam IEC 61646 akan menunjukkan italicized.)
Inspeksi visual: biasanya adalah pemeriksaan diagnostik.
Tujuannya adalah untuk mendeteksi salah satu "Cacat visual utama" yang didefinisikan di atas dengan memeriksa modul di daerah diterangi dengan baik (1000 Lux).
Hal ini diulang beberapa kali di seluruh urutan tes dan dilakukan lebih dari tes lainnya.
Daya maksimum (pmax): biasanya adalah parameter kinerja.
Hal ini juga dilakukan beberapa kali sebelum dan setelah berbagai tes lingkungan. Hal ini dapat dilakukan baik dengan simulator matahari atau di luar rumah.
Meskipun standar memberikan kemungkinan untuk melakukan tes untuk berbagai suhu sel (25 ° c sampai 50 ° c) dan tingkat radiasi (700 w/m2 untuk 1.100 w/m2), itu adalah praktik umum di antara laboratorium PV untuk melakukan itu pada apa yang disebut standar uji kondisi (STC). Menurut definisi, STC sesuai dengan: 1000 W/m2, suhu sel 25 ° c, dengan referensi spektral surya radiasi disebut air Mass 1,5 (am 1.5), seperti yang didefinisikan dalam IEC 60904-3.
Sebagian besar laboratorium menggunakan pengujian dalam ruangan dengan simulator surya yang memiliki spektrum sedekat mungkin dengan AM 1.5. Karakteristik dan penyimpangan dari Solar Simulator dari standar AM 1.5 dapat diklasifikasikan menurut IEC 60904-9. Banyak pemasok Simulator surya menawarkan sistem diklasifikasikan pada peringkat tertinggi mungkin: AAA, di mana huruf pertama menunjukkan kualitas spektrum, huruf kedua; keseragaman ketidakpancaran pada area uji dan huruf ketiga; stabilitas duniawi yang tidak bercahaya. Klasifikasi Simulator surya dapat ditemukan di IEC 60904-9:2007.
Catatan:Deklarasi diri oleh pemasok tidak harus merupakan bukti keterlacakan pengukuran ke
Dunia PV skala.
Pengukuran pmax yang benar dan dapat dilacak untuk skala PV dunia sangat penting. Tidak hanya itu salah satu dari kriteria lulus/gagal, tetapi nilai yang diukur juga dapat digunakan oleh pengguna akhir sebagai indikator kinerja untuk evaluasi daya hasil.
Kedua standar ini menetapkan beberapa persyaratan akurasi untuk pengukuran suhu, tegangan, arus, dan sinar.
Penting untuk dicatat bahwa kemampuan pengulangan yang diperlukan untuk pengukuran daya di IEC 61215 adalah hanya ± 1%.
Tidak ada penyebutan persyaratan tersebut dalam IEC 61646, mungkin karena masalah "ketidakstabilan" dan "pengulangan" yang terkenal dari teknologi film tipis yang berbeda. Sebaliknya, IEC 61646 memiliki rekomendasi umum:
"Setiap upaya harus dilakukan untuk memastikan bahwa pengukuran daya puncak dilakukan di bawah kondisi operasi yang serupa, yaitu meminimalkan besarnya koreksi dengan membuat semua pengukuran daya puncak pada modul tertentu pada suhu yang sama dan tidak bercahaya."
Faktor penting lainnya yang berkontribusi terhadap akurasi pengukuran pmax, terutama untuk film tipis, adalah ketidakcocokan spektral antara sel referensi yang digunakan oleh laboratorium dan teknologi yang spesifik di bawah uji.
Resistensi isolasi: adalah tes keselamatan listrik.
Tujuannya adalah untuk menentukan apakah sebuah modul memiliki isolasi listrik yang cukup antara bagian yang membawa saat ini dan frame (atau dunia luar). Sebuah Tester kekuatan dielektrik digunakan untuk menerapkan sumber tegangan DC hingga 1000 V ditambah dua kali tegangan sistem maksimum. Setelah tes, tidak akan ada kerusakan, maupun permukaan pelacakan. Untuk modul dengan area yang lebih besar dari 0,1 m2, resistansi tidak boleh kurang dari 40 MΩ untuk setiap meter persegi.
Basah kebocoran tes saat ini: adalah tes keselamatan listrik, juga.
Tujuannya adalah untuk mengevaluasi isolasi modul terhadap penetrasi kelembaban di bawah kondisi operasi basah (hujan, kabut, embun, salju meleleh), untuk menghindari korosi, kesalahan tanah dan dengan demikian bahaya sengatan listrik.
Modul ini tenggelam dalam tangki dangkal untuk kedalaman yang mencakup semua permukaan kecuali entri kabel dari kotak persimpangan tidak dirancang untuk pencelupan (lebih rendah dari IPX7). Tegangan uji diterapkan antara konektor output korsleting dan larutan air mandi hingga tegangan sistem maksimum dari modul selama 2 menit.
Resistensi isolasi tidak kurang dari 40 MΩ untuk setiap meter persegi untuk modul dengan daerah yang lebih besar dari 0,1 m2.
Hal ini penting untuk mengetahui bahwa konektor kawin harus direndam dalam larutan selama pengujian dan ini di mana desain konektor yang rusak dapat menjadi penyebab hasil FAIL yang penting.
Catatan:Kegagalan uji kebocoran basah saat ini karena konektor rusak bukanlah peristiwa langka, dan dengan demikian, itu jelas merupakan bahaya nyata bagi operator di lapangan. Tidak ada standar IEC menangani konektor PV, tapi ada standar Eropa harmonisasi (EN 50521). Konektor bersertifikat ke EN 50521 telah menjalani tes berat, termasuk siklus termal (200) dan Damp Heat (1000 jam), dan dapat digunakan sebagai kriteria untuk memilih pemasok. Namun, tes dengan modul akan memiliki mengatakan akhir. Menjaga menutup mata pada konektor yang disediakan dengan kotak persimpangan adalah tugas yang rumit untuk produsen modul PV. "Mudah" perubahan konektor pemasok dengan desain yang berbeda dapat mewakili risiko utama untuk kebocoran basah tes saat ini.
Uji kebocoran basah saat ini digolongkan sebagai salah satu kegagalan yang paling sering terjadi selama kualifikasi PV di laboratorium pengujian. Ketika kegagalan tidak disebabkan oleh masalah konektor (seperti yang disebutkan di atas), kegagalan kemungkinan besar akan terjadi setelah tes lembab panas dan/atau kelembaban Freeze tes untuk modul yang memiliki masalah dengan laminasi dan proses penyegelan tepi selama produksi.
Koefisien suhu: adalah parameter kinerja.
Tujuannya adalah untuk menentukan koefisien suhu dari arus sirkuit pendek ISC (α), tegangan sirkuit terbuka VOC (β)
dan daya maksimum (pmax) (δ) dari pengukuran modul. Koefisien yang sangat ditentukan hanya berlaku pada sinar di mana pengukuran dilakukan (yaitu pada 1000 W/m2untuk sebagian besar laboratorium menggunakan Simulator surya).
Untuk modul dengan linearitas yang dikenal di atas rentang radiasi tertentu menurut IEC 60891, Koefisien dihitung dapat dianggap berlaku atas rentang yang tidak mampu.
IEC 61646 lebih "berhati-hati" dan membuat catatan tambahan mengenai film tipis modul, yang koefisien suhu mungkin tergantung pada iradiasi dan sejarah termal dari modul... Tapi dari sudut pandang pengujian, kotak uji koefisien suhu hanya diletakkan di bawah urutan tes tangan kiri pertama (Gbr. 3). "Iradiasi dan sejarah termal" dari sampel yang terdiri hanya dari "perjalanan" yang diperlukan untuk sampai ke laboratorium, dari kondisi lingkungan di mana ia disimpan, dari tes awal, dan akhirnya tes eksposur Outdoor (60 kWh/m2).
Dua metode yang digunakan untuk pengukuran dengan Solar Simulators:
1. selama pemanasan modul atau
2. pendinginan modul;
dalam selang 30 ° c (misalnya,25 ° c – 55 ° c), dan pada setiap interval 5 ° c, Simulator matahari mengambil pengukuran I-V (ISC, VOC, pmax tidak tercermin, tetapi diukur selama sapuan I-V) termasuk ISC, VOC, dan pmax.
Nilai ISC, VOC, dan pmax diplot sebagai fungsi suhu untuk setiap kumpulan data. Koefisien α, β dan δ dihitung dari lereng yang terkecil-kuadrat-sesuai garis lurus untuk tiga fungsi diplot
Mengingat tingkat radiasi tertentu, perlu dicatat bahwa β (untuk VOC) dan δ (untuk pmax) adalah dua perubahan suhu yang paling sensitif. Mereka berdua memiliki tanda "-", yang menunjukkan bahwa VOC dan pmax menurun dengan meningkatnya suhu, sedangkan α (untuk ISC) memiliki tanda "+", meskipun nilainya lebih kecil daripada β dan δ. Semua tiga koefisien dapat diekspresikan sebagai persentase relatif dengan membagi α, β, dan δ dengan nilai ISC, VOC dan pmax pada 25 ° c (1000 W/m2).
Koefisien suhu adalah parameter kinerja yang sering digunakan oleh pengguna akhir untuk mensimulasikan hasil energi dari modul di iklim panas. Satu harus ingat bahwa mereka berlaku di 1000 W/m2tingkat radiasi digunakan di laboratorium kecuali linearitas dari modul pada tingkat radiasi yang berbeda telah terbukti.
Nominal operasi sel suhu (NOCT): adalah parameter kinerja.
NOCT didefinisikan untuk modul rak terbuka dipasang di lingkungan referensi standar berikut:
sudut kemiringan: 45 ° dari horizontal
Total irradiance: 800 W/m2
suhu sekitar: 20 ° c
kecepatan angin: 1 m/s
tidak ada muatan listrik: sirkuit terbuka
NOCT dapat digunakan oleh perancang sistem sebagai panduan untuk suhu di mana modul akan beroperasi di lapangan dan karena itu adalah parameter yang berguna ketika membandingkan kinerja desain modul yang berbeda. Namun,
Suhu operasi aktual tergantung langsung pada struktur pemasangan, sinar, kecepatan angin, temperatur ambien, pantulan dan emisi dari tanah dan objek di dekatnya, dsb.
Yang disebut "metode utama" untuk menentukan NOCT adalah metode pengukuran luar ruangan yang digunakan oleh kedua IEC 61215 dan IEC 61646, dan secara universal berlaku untuk semua modul PV. Dalam kasus modul tidak dirancang untuk pemasangan rak terbuka, metode utama dapat digunakan untuk menentukan kesetimbangan berarti suhu persimpangan sel surya, dengan modul yang dipasang seperti yang direkomendasikan oleh produsen.
Setup tes memerlukan Logging data dan seleksi untuk radiasi (pyronameter), suhu Ambient (sensor suhu), suhu sel (thermocouples terpasang di sisi belakang modul yang sesuai dengan dua sel pusat), kecepatan angin (sensor kecepatan) dan arah angin (sensor arah). Semua jumlah ini harus dalam interval tertentu agar dapat diterima untuk perhitungan NOCT.
Satu set minimum 10 poin data diterima diambil baik sebelum dan sesudah ' siang matahari ' digunakan untuk perhitungan NOCT akhir.
Paparan luar ruangan: adalah tes yang tidak terpancaran.
Tujuannya adalah penilaian awal dari kemampuan modul untuk menahan paparan kondisi luar ruangan. Namun, hanya melibatkan eksposur untuk Total 60 kWh/m2yang merupakan waktu yang agak singkat untuk membuat penilaian apapun tentang modul seumur hidup.
Di sisi lain, tes ini dapat menjadi indikator yang berguna dari kemungkinan masalah yang mungkin tidak terdeteksi oleh tes laboratorium lainnya.
IEC 61215 memerlukan degradasi daya maksimum (pmax) tidak melebihi 5% dari nilai awal.
IEC 61646 membutuhkan daya maksimum (pmax) untuk tidak lebih rendah dari yang bertanda "pmax-t%."
Sementara pre-AC modul c-si menurut IEC 61215 (5,5 kWh/m2) tidak menunjukkan kritik dengan tes ini, teknologi film tipis tertentu mungkin mengalami lebih banyak masalah. Alasannya dapat dijelaskan dengan fakta bahwa dalam IEC 61646, diukur pmax setelah 60 kWh/m2 eksposur harus lebih tinggi dari yang ditandai "pmax-t% oleh produsen. Satu sampel ini berada di bawah urutan tes pertama, di mana satu-satunya "sejarah" adalah tes awal dan eksposur luar ruangan untuk Total 60 kWh/m2 di bawah berbagai kondisi iklim selama 24 jam tergantung pada lokasi laboratorium. Pengetahuan yang kuat tentang teknologi di bawah uji oleh produsen dalam hal degradasi disebabkan cahaya, kepekaan terhadap panas, kelembaban dll adalah penting untuk benar menentukan dinilai pmax dan lulus tes.
Ketahanan spot panas: adalah uji termal/diagnostik.
Tujuannya adalah untuk menentukan kemampuan modul untuk menahan pemanasan lokal yang disebabkan oleh retak, sel ketidakcocokan, kegagalan interkoneksi, parsial bayangan atau soiling.
Pemanasan panas-spot terjadi ketika arus operasi dari modul melebihi arus sirkuit pendek dari yang rusak (atau dibayangi) sel (s). Ini akan memaksa sel (s) ke kondisi bias terbalik ketika menjadi beban yang membuang panas. Fenomena Hot Spot yang serius dapat sedramatis luka bakar langsung dari semua lapisan, retak atau bahkan kerusakan kaca. Penting untuk dicatat bahwa bahkan di bawah kondisi Hot Spot kurang parah, dengan intervensi dari bypass dioda, Bagian (juga dikenal sebagai string) dari modul dikecualikan sehingga menyebabkan penurunan yang masuk akal dalam output daya modul.
Pendekatan untuk mensimulasikan kondisi Hot-Spot yang realistis dari klausa yang relevan 10,9 di IEC 61215 terus-menerus diperdebatkan.
Hal ini juga diterima oleh Laboratorium Uji utama bahwa versi saat ini dari metode Hot-Spot tidak mewakili, juga tidak mampu mewakili situasi Hot-Spot nyata. Sebuah metode Hot-Spot ditingkatkan telah disusun dalam TC82 dari IEC dan diharapkan menjadi normatif dengan 3RdEdisi IEC 61215 di 2010. Beberapa Laboratorium Uji telah memutuskan untuk sudah menggunakan metode ditingkatkan.
Wawasan lebih lanjut dan rincian akan diberikan dalam artikel mendatang.
Meskipun Statistik tingkat kegagalan di berbagai laboratorium mungkin berbeda, Hot-Spot masih muncul di antara 5 kegagalan yang paling sering untuk modul c-si dan film tipis.
Dioda bypass: adalah tes termal.
Dioda bypass adalah aspek yang sangat penting dari desain modul. Ini adalah komponen penting yang menentukan perilaku termal modul di bawah kondisi Hot-Spot dan karena itu juga secara langsung mempengaruhi keandalan di lapangan.
Metode uji memerlukan melampirkan THERMOCOUPLE ke dioda (s) tubuh, pemanasan modul hingga 75 ° c ± 5 ° c dan menerapkan arus sama dengan arus pendek ISC diukur pada STC untuk 1hr.
Suhu masing-masing tubuh bypass dioda diukur (Tcase) dan suhu persimpangan (TJ) dihitung
menggunakan formula menggunakan spesifikasi yang disediakan oleh produsen dioda (RTHjc = konstan disediakan oleh produsen dioda terkait TJ untuk Tcase, biasanya parameter Desain, dan UD = tegangan dioda, ID = dioda saat ini).
Kemudian saat ini meningkat menjadi 1,25 kali arus sirkuit pendek dari modul ISC seperti yang diukur pada STC selama satu jam sambil mempertahankan suhu modul pada suhu yang sama.
Dioda masih akan beroperasi.
Kegagalan tes dioda bypass masih terjadi dengan frekuensi tertentu yang disebabkan oleh overrating oleh produsen dioda atau konfigurasi listrik yang salah sehubungan dengan modul ISC oleh produsen modul.
Dalam kebanyakan kasus, dioda bypass disediakan sebagai komponen yang tergabung dalam kotak persimpangan seluruh sub-perakitan (Junction Box + kabel + konektor). Oleh karena itu, sangat penting untuk memastikan bahwa komponen kecil ini diperiksa dengan cermat selama kontrol barang masuk oleh produsen modul.
Preac UV: adalah tes yang tidak terpancaran.
Tujuannya adalah untuk mengidentifikasi material yang rentan terhadap degradasi ultra-violet (UV) sebelum pengujian siklus termal dan pembekuan kelembaban dilakukan.
IEC 61215 memerlukan modul untuk iradiasi UV Total 15 kWh/m2di wilayah (UVA + UVB)
(280 Nm – 400 nm), dengan setidaknya 5 kWh/m2, yaitu 33% di wilayah UVB (280 Nm – 320 nm), sambil mempertahankan modul pada 60 ° c ± 5 ° c.
(IEC 61646 memerlukan bagian UVB dari 3% sampai 10% dari total iradiasi UV). Persyaratan ini sekarang telah harmonisasikan juga untuk IEC 61215 oleh CTL keputusan lembar n. 733 dalam IECEE CB Scheme.
Salah satu aspek penting dari penataan ruang UV memiliki sensor UVA dan UVB kalibrasi yang memastikan kemamputelusuran juga pada suhu operasi 60 ° c ± 5 ° c sementara masih beroperasi dengan benar selama waktu pemaparan yang panjang di ruang UV panas.
Tingkat kegagalan yang sangat rendah dari tes paparan UV di laboratorium PV dapat dijelaskan dengan jumlah yang relatif rendah iradiasi UV dibandingkan dengan eksposur nyata selama masa pakai modul.
Bersepeda termal TC200 (200 siklus): adalah tes lingkungan.
Tes ini memiliki tujuan untuk mensimulasikan tekanan termal pada bahan sebagai akibat dari perubahan suhu ekstrem. Paling sering, koneksi disolder ditantang di dalam laminasi karena koefisien ekspansi termal yang berbeda dari berbagai bahan yang dienkapasi. Hal ini dapat mengakibatkan kegagalan untuk kerusakan besar, untuk degradasi pmax, gangguan sirkuit listrik, atau uji isolasi.
IEC 61215 memerlukan suntikan arus dalam ± 2% dari arus diukur pada daya puncak (Imp) ketika suhu modul di atas 25 ° c.
Tidak ada injeksi saat ini untuk IEC 61646, namun kelangsungan sirkuit listrik harus dipantau (beban resistif kecil akan cukup).
Modul ini mengalami batas suhu Bersepeda – 40 ° c ± 2 ° c dan + 85 ° c ± 2 ° c dengan profil pada gambar 4.
Tingkat kegagalan untuk TC200 dapat setinggi 30-40%. Jika dikombinasikan dengan Damp Heat, di beberapa laboratorium, keduanya dapat memperhitungkan lebih dari 70% dari total kegagalan modul c-si.
Tingkat kegagalan TC200 lebih rendah untuk film tipis, tapi masih layak perhatian produsen.
Kelembaban-Freeze: adalah tes lingkungan.
Tujuannya adalah untuk menentukan kemampuan modul untuk menahan efek dari suhu tinggi dikombinasikan dengan kelembaban diikuti oleh suhu yang sangat rendah.
Modul ini mengalami 10 siklus yang lengkap sesuai dengan profil yang diselormalkan pada gambar 5 (IEC 61646).
Kebutuhan kelembaban relatif RH = 85% ± 5% hanya berlaku pada 85 ° c.
Setelah tes ini, modul diperbolehkan untuk beristirahat antara 2 dan 4 jam sebelum inspeksi visual, daya output maksimum dan resistensi isolasi diukur.
Tingkat kegagalan tes ini tetap dalam kisaran 10-20%.
Kekokohan terminasi: adalah tes mekanik.
Untuk menentukan kekokohan terminasi modul, yang dapat kabel, terbang memimpin, sekrup, atau sebagai untuk sebagian besar kasus, PV konektor (tipe C). Terminasi menjalani tes stres yang mensimulasikan perakitan normal dan penanganan melalui berbagai siklus dan tingkat kekuatan tarik dan membungkuk dan torsi tes seperti yang dirujuk dalam standar lain, IEC 60068-2-21.
Lembab-Heat DH1000 (1000 jam): adalah tes lingkungan.
Tujuannya adalah untuk menentukan kemampuan modul untuk menahan paparan jangka panjang terhadap penetrasi kelembaban dengan menerapkan 85 ° c ± 2 ° c dengan kelembaban relatif 85% ± 5% untuk 1000 jam.
DH1000 adalah yang paling "malign" dan pada daftar atas tingkat kegagalan di beberapa Laboratorium Akuntansi hingga 40-50% dari total kegagalan untuk c-si modul. Tingkat kegagalan yang sama dapat diamati untuk DH1000 juga dengan film tipis.
Tingkat keparahan tes ini terutama menantang proses laminasi dan tepi menyegel dari kelembaban. Delaminasi penting dan korosi bagian sel dapat diamati sebagai akibat dari penetrasi kelembaban. Bahkan dalam kasus tidak ada cacat besar terdeteksi setelah DH1000, modul telah ditekankan ke titik bahwa hal itu menjadi "rapuh" untuk tes beban mekanis berikutnya.
Uji beban mekanis
Tes pemuatan ini adalah untuk menyelidiki kemampuan modul untuk menahan beban angin, salju, statis atau es.
Beban mekanis datang setelah Damp Heat dan oleh karena itu dilakukan pada sampel yang telah mengalami tekanan lingkungan yang parah.
Aspek yang paling penting dari tes ini terkait dengan pemasangan modul sesuai petunjuk pemasangan Pabrikan, yaitu dengan menggunakan titik penetapan yang dimaksudkan dari modul pada struktur pemasangan dengan antar jarak yang dimaksudkan antara titik ini, dan menggunakan aksesori pemasangan yang sesuai, jika ada (mur, baut, klem, dll.).
Kasus tertentu dari modul film tipis luas dan tanpa bingkai adalah keprihatinan kritis sehubungan dengan kondisi di atas.
Jika perawatan tidak diambil mengenai pemasangan yang tepat, satu tetap dengan pertanyaan apakah kegagalan itu disebabkan karena masalah struktural atau karena teknik pemasangan yang tidak tepat.
Aspek lain yang harus dipertimbangkan adalah keseragaman beban Terapan atas permukaan modul. Standar memerlukan beban yang akan diterapkan "secara bertahap, dengan cara yang seragam" tanpa menentukan bagaimana untuk memeriksa keseragaman.
2.400 PA diterapkan (yang setara dengan tekanan angin 130 km/jam) untuk 1 jam pada setiap wajah modul.
Jika modul ini harus memenuhi syarat untuk menahan akumulasi berat salju dan es, beban diterapkan ke depan modul selama siklus terakhir dari tes ini meningkat dari 2.400 PA ke 5.400 PA.
Pada akhirnya tidak akan ada cacat visual utama, tidak ada sirkuit terbuka intermiten terdeteksi selama tes. Juga pmax (untuk IEC 61215 saja) dan resistensi isolasi diperiksa setelah tes ini.
Dampak Hail: adalah tes mekanis.
Untuk memverifikasi bahwa modul ini mampu menahan dampak dari batu es yang pada suhu ~-4 ° c. Peralatan uji adalah peluncur unik yang mampu mendorong berbagai bobot bola es pada kecepatan yang ditentukan untuk mencapai modul di 11 lokasi dampak tertentu +/-10 mm variasi jarak. (Tabel 1)
Waktu antara penghapusan bola es dari wadah penyimpanan dingin dan dampak pada modul tidak melebihi 60 s.
Ini adalah praktek yang cukup umum untuk menggunakan 25 mm/7.53 g bola es.
Sekali lagi, setelah tes satu harus memeriksa apakah ada cacat besar yang disebabkan oleh batu es dan juga pmax (untuk IEC 61215 hanya) dan resistensi isolasi diperiksa.
Statistik laboratorium menunjukkan tingkat kegagalan yang sangat rendah untuk tes ini.
Cahaya-perendaman: radiasi(hanya berlaku untuk film tipis IEC 61646)
Ini adalah bagian penting untuk final lulus/gagal vonis dari Thin-film modul. Tujuannya adalah untuk menstabilkan karakteristik listrik dari modul film tipis dengan cara paparan berkepanjangan ke sinar setelah semua tes telah selesai sebelum memeriksa pmax terhadap nilai minimum seperti yang ditandai oleh produsen.
Tes dapat dilakukan di bawah sinar matahari alam atau di bawah Steady-State Simulator surya.
Modul, di bawah kondisi beban resistif, ditempatkan di bawah sinar antara 600 – 1000 W/m2 dalam rentang suhu 50 ° c ± 10 ° c sampai stabilisasi terjadi ketika pengukuran pmax dari dua periode berturut-turut paparan setidaknya 43 kWh/m2masing-masing puas kondisi (pmax-Pmin)/P (Average)<>
Akhirnya, sebuah catatan mengenai pedoman retest IECEE. Menariknya, hal ini tidak didefinisikan dengan baik apa yang dapat dianggap sebagai "perubahan dalam teknologi sel" untuk film tipis, sehingga meninggalkan daerah kelabu besar interpretasi yang berbeda dan pendekatan dalam kasus di mana seseorang dapat menyatakan "teknologi dan efisiensi perbaikan," "stabilisasi perbaikan," atau "output daya meningkat." Apakah kasus ini "perubahan teknologi sel" dan jika ya, sejauh mana dan tes apa yang harus diulang? Seperti yang dibaca hari ini, yang retest pedoman meninggalkan jalan untuk memperpanjang sertifikasi sebelumnya naik berkuasa (> 10%) hanya dengan mengulangi tes Hot-Spot.
Catatan 2 dari pedoman tes ulang kutipan "... Tes 10,19 perendaman cahaya akhir adalah wajib untuk semua sampel tes, "tetapi dalam prakteknya sering diabaikan oleh Laboratorium Uji dengan hasil memperpanjang meningkatkan daya tanpa masuk akal di bawah uji aspek utama teknologi film tipis: stabilisasi daya.
Singkatnya, pengujian yang dijelaskan dalam artikel ini ditentukan oleh IEC sebagai persyaratan minimal untuk pengujian kinerja tetapi seperti yang dinyatakan pada awalnya, seseorang juga harus mematuhi desain keselamatan dan persyaratan pengujian dalam
IEC 61730-1 dan IEC 61730-2. Sebagai produsen berusaha untuk menjadi lebih kompetitif di pasar, sebagian besar bekerja dengan lembaga sertifikasi untuk membuktikan bahwa modul mereka telah mengalami program uji yang tidak memihak, tidak bias. Jika ada perubahan yang terjadi selama desain ulang atau proses produksinya, lembaga sertifikasi menggunakan pedoman pengujian ulang skema ' harmonisasi ' IECEE CB untuk menentukan pengujian apa yang harus diulang sebelum memperpanjang sertifikasi sebelumnya. Sehubungan dengan keandalan, beberapa akan sejauh untuk melakukan perpanjangan gabungan indoor dan Outdoor program pengujian keandalan lebih dari satu tahun.
Mr Regan Arndt adalah Amerika Utara manajer dan sertifikasi teknis untuk TÜV SÜDs Photovoltaic Team terletak di Fremont, CA. Ia lulus dari teknik elektro di Southern Alberta Institute of Technology (SAIT) di Calgary, Alberta, Kanada dan memiliki pengalaman lebih dari 15 tahun dalam pengujian dan sertifikasi di bidang photovoltaics, peralatan teknologi informasi, telekomunikasi dan peralatan listrik untuk pengukuran, kontrol, dan penggunaan laboratorium. Regan mendapatkan pelatihan formal untuk desain fotovoltaik dan pengujian di Departemen energi terbarukan Akademi Ilmu Pengetahuan Cina Beijing. Dia dapat dihubungi di rarndt @tuvam. com.
Dr. Ing. Robert Puto adalah Direktur global Photovoltacs di TUV SUD. Beliau memiliki gelar doktor di bidang teknik elektro dari Politecnico di Torino (Polytechnic University of Turin), Italia dan Master diploma dalam manajemen bisnis internasional dari CEIBS – Shanghai, China. Dia memiliki 15 tahun pengalaman dalam pengujian dan sertifikasi dari berbagai produk listrik termasuk fotovoltaik. Dia juga bertindak sebagai PV Senior Product Specialist dalam grup TÜV SÜD, memiliki status sertifikasi teknis untuk PV, dan merupakan auditor resmi untuk penilaian laboratorium ISO IEC 17025.