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光伏组件腐蚀老化试验方法的标准化

光伏组件腐蚀老化现象不容忽视

光伏产业属于可再生能源产业,在全球气候变暖、常规能源短缺、环境污染等问题日益突出的形势下,太阳能光伏发电得到越来越多的重视与支持。但是,光伏组件的制造过程比较复杂,耗能较高,因此必须尽量延长其生命周期,实现正的能量回收,方能达到节约资源、保护环境的目的。光伏组件作为光伏发电系统中最核心的部件之一,在整个生命周期内经历持续的户外暴晒、风沙吹蚀。诸如海洋环境、农牧场高氨气环境、城市尾气环境等一些高腐蚀性湿环境会降低光伏组件的一些性能,从而最终影响光伏组件正常工作及安全运行。

光伏组件腐蚀老化方法标准的制定

目前在研的光伏组件腐蚀老化测试方法标准包括环境暴露试验以及加速腐蚀试验,两种试验方法相辅相成,对于确定光伏组件的生命周期,有针对的对其腐蚀行为进行合理有效的防护手段具有重要意义, 另外,针对已于老化的封装材料,也有专门的标准对其老化试验方法进行规范。

案例1:环境暴露试验

电子行业标准项目《光伏组件强辐照湿热大气环境自然暴露试验及性能评价》、《光伏组件城市环境自然暴露试验及性能评价》及《光伏组件干热砂尘大气环境自然暴露试验及性能评价》,预计2017 年完成。三个标准分别规定了光伏组件在不同大气环境自然暴露试验的仪器设备、环境条件、组件数量、试验步骤以及性能评价等。标准内容适用于晶体硅光伏组件和薄膜光伏组件。测试试验在暴露试验场进行, 在试验过程中应对表1 所示的环境因素进行测试与记录。

表1试验环境因素测量方式及记录规定

投样季节宜选在每年4 ~ 5 月份或9 ~ 10 月份,试验周期和投样季节取决于组件的类型和试验目的。对于较为耐蚀的材料,试验周期一般为1 年、2 年、5 年、10 年或20 年。

案例2:加速腐蚀试验

《光伏组件氨腐蚀试验》和《光伏组件盐雾腐蚀试验》是针对光伏组件的加速腐蚀试验方法标准,预计2017 年完成。

将光伏组件放置于高氨或者高盐雾环境下,重点测试旁路二极管、晶体硅或薄膜组件的性能。测试的性能包括最大功率、湿漏电流、外观检测、连续性以及耐压性等。

如果全尺寸样品太大而不适应氨暴露试验的环境舱,应为该试验专门设计并生产一个较小的代表样品。代表样品应仔细设计,保证与全尺寸样品具有相同的失效机理,且制造工艺应尽可能与全尺寸样品的制造工艺保持一致。如果是对代表样品而非全尺寸样品进行的测试,则需要在测试报告中说明。

Q-fog CRH盐雾腐蚀试验箱

盐雾腐蚀试验仪器:Q-fog CRH盐雾试验箱

案例3:封装材料加速老化试验

《光伏组件封装材料加速老化试验方法 紫外高温高湿试验》和《光伏组件封装材料加速老化试验 高压蒸煮试验(PCT)》两项推荐性国家标准,主要针对组件封装材料的加速老化试验规定试验方法,预计2016 年完成。

光伏组件封装材料包括光伏玻璃类封装材料、封装胶膜类封装材料以及光伏背板类封装材料等。在老化处理前后分别测试材料的太阳光有效透射比(380nm ~ 1100nm)、黄度值、剥离强度、断裂伸长率等性能指标,依此判断材料的耐候性好坏。