CPV检验标准IEC62108中文版

BSEN62108CPV聚光太阳能接收器和零件之评估标准0引言²EN62108：2008是在英国实施的标准。但是它与IEC62108基本一致；²英国所参与编写的太阳能光伏系统部分被委托给了技术委员会GEL/82；²委员会成员的名单可以要求其委员会秘书提供；²本刊物并非包括所有必要的内容，使用者应酌情使用；²遵守英国标准不能获得英国法律的保护；1范围和对象此国际标准指定了CPV模组和组件能够在IEC60721-2-1所定义的开放式环境中长期运行的最低要求。测试程序部分是基于平板太阳能模组和组件设计质量和批准类型标准IEC61215。然而，由于CPV接收器和模组的特殊性还是有一定的变化的，特别是在相对独立的室外和室内的测试中，跟踪效率，高电流密度以及温度的快速变化等。这些特殊要求使得我们制订了一系列新的测试程序以及要求。这个标准的目的是为了尽可能的在一定的成本和时间范围内确定CPV模组和组件的电学、机械、热的特性，以及测试其暴露在外部环境中所能承受的程度。CPV模组和组件的实际寿命取决于它的设计、生产、环境以及所运行的环境。2规范性引用文件在制定本文档的过程中，一下参考文件是必不可少的，对于标注日期的引用，只有一个对应此日期的参考版本。对于没有标注日期的引用，则包括此参考文档的任何一个版本²IEC60068-2-21:2006,环境监测；²IEC61215:2005，晶体硅地面太阳能模组设计质量和批准类型；²ISO/IEC17025-2005，实验室内能力测试和标准的一般要求；²ANSI/UL1703ed.3March15,2002:平板式光伏组件标准；3术语和定义本部分阐述了本文档中出现的相关术语和定义的具体含义3.1聚光器光电设备的相关术语，即可以集中太阳光的设备。3.2聚光电池（芯片）基本的光电设备，可以用来收集所集中地太阳光。3.3聚光光学器件一种光学器件，这种器件从输入到输出可以执行具有以下功能的任务：增加光密度，频谱滤波，改变光强分布，或者改变光照方向。基本上，这种设备会是一种透镜或者一面反光镜。一次光学设备能够直接从太阳接受散射光。二次光学设备可以接收聚合光或者修正来自于其他光学设备的光照。3.4聚光接收装置由一个或多个聚光电池芯片以及二次聚光装置（如果存在）所构成的集合。这个集合可以接收聚合阳光并且采用了热电能量转换形式。一个接收器由若干个子接收器组成。这些子接收器都是独立的个体，每一个都是一个全尺寸接收器。3.5聚光模组由接受器、透镜以及其他相关部件所构成的集合，其经过连接和安装就可以接收一般光照。这些所有的部件通常都将其预制为一个单元，关键部位是不能在安装现场调整的。一个模组可以由许多子模组构成。这些子模组也是相互独立的，都是全尺寸模块。3.6聚光组件由接收器、反光镜以及其他的相关部件构成的集合，经过相互连接和安装，可以接收普通光照。所有的部件通常都是分开的，需要现场安装，关键部位现场时可调节的。同样，组件也是由很多子组件构成的。并且子组件是相互独立的，每一个组件都是全尺寸组件。3.7CPV替代样本详见第4节图表1分别表示了电池、接收器、模组和组件的情况表1主要光学元件二次光学元件CPV电池电能转换方式热能转换方式CPV接收器相互连接安装CPV模组——预制并且关键部件不能在安装现场调试，例如大多数使用菲涅尔透镜的系统CPV组件——需要现场安装并且可以对关键部件调试，例如利用反射原理的系统4样本对于关键部件不能进行现场调试的CPV系统或模组，必须对7个模组和2个接收器完成所有指定的测试，再对一个接收器增加旁路二极管进行热性能测试（侵入性或非侵入性）。详见表6。对于关键部件可以进行现场调试的CPV系统或组件，必须对9个接收器（包括二次聚光元件，加入存在）和7个主要光学元件完成所有指定的测试。同样要对一个接收器增加旁路二极管进行热性能测试（侵入性或非侵入性）。详见表7。假如一个全尺寸模组或组件太大了与检测设备不匹配，例如环境测试箱，或者一个全尺寸模组或组件太贵了（例如一个20KW的反射碟式聚光系统，需要9个接收器样本以及大约180KW的太阳能电池），我们就需要使用一个较小的样本来替代它。然而，即使替代样品已经进行了测试，那些全尺寸模组和组件也应该在户外进行安装和测试。这项工作或者通过在检测实验室完成，或者在安装现场完成。替代样本应该包括所有的部件，除了一些重复的部件。假如可能，替代样本应该使用子接收器，子模组，或者子组件。在设计和制造替代样本的过程中，应注意使样本的电学、机械，以及热性能等的质量和可靠性达到与全尺寸组件最相似的程度。具体的说，替代样本的电池串长度应该足够的长，至少包括2个旁路二极管，但是绝不能少于10个电池。封装、连接、焊端、以及所有边缘的许可距离都应该和实际的全尺寸产品保持一致。另一些替代部件，包括透镜/外壳连接，接收器/外壳连接，以及侧板/透镜都应该进行相应的测试。测试样本应从生产的产品中随机抽取。当这个测试样本是新设计的原型机，还没有转化为产品，或者使用的是替代样本，这些信息必须在测试报告中得以反映。（见8节）测试样本应使用规定的材料，相关图纸以及操作规程进行生产制造，并且应该已经得到生产厂商的基本测试，质量控制以及相应的生产验收程序。生产完成后产品应附有详细的手续、安装方式、联系方式、以及操作规范等。样本不能被那些不是标准产品生产过程一部分的特殊程序所影响。假如侵入式旁路二极管热测试已经进行，那么就必须额外制作接收器所必须的电、热检测装置以使每个单体二极管能够独立的进行检测。5标记每一个接收器或者模组部件都应该具有清晰而持久的标记:Ø姓名，字母组合，或者制造商的标识；Ø类型或者型号；Ø序列号；Ø极性（允许颜色编码）；Ø与模组或组件匹配的最大系统电压；Ø额定最大输出功率和其在特定条件下的承受能力；Ø生产日期和地点，以及电池材料也应该得到标注，或者可以通过序列号进行查询；假如使用的是替代样本，同样应该进行相关的标注，并且保证在整个检测过程中保持其标注的存在。6测试在开始测试之前，所有的检测样本，包括控制模组和控制接收器，在开路的条件下都应该暴露在直接正常辐照（DNI）5至5.5kWh/m2下（或者是自然光或者是模拟器）。这个过程是为了降低初始光子衰减所造成的影响。在这个标准下，短路电流（Isc）,开路电压（Voc）,最大输出功率Pm,和其他的可测量都是基于DNI为900W/m2,电池芯片温度是25℃，光谱为1.5D（此条件下），风速为3m/s。一个正式的聚光标准测试条件（CSTC）将在未来的IECCPV标准中确定。如表6和表7，测试样本可以随机分为几个集合成为测试序列。测试的详细步骤和要求详见10节，并在附录A中进行了总结。一个典型的测试序列中测试样本的具体分配由表2所示。进行初期测试和检验之后，一个模组或者一个接收器/反光镜部分应该将其作为一个控制单元从测试序列中取出。控制单元最好应在背光的室温下储存，以防止电气性能下降。或者它也可以放在室外用深色的东西覆盖。测试序列的测试既可以在现场也可以在实验室进行，模组见表6而组件见表7。假如生产和安装两地相隔很远以致需要公共运输公司搬运，那么在运输前后都需要对电流电压特性（I-V）进行相应的测量以便计算测试样本所发生的任何变化。假如制造商只生产系统中某个部件，如只是生产接收器，透镜，或反光镜，那么设计资质和型号批准测试可能只进行其适用的测试序列，并可以独立发出部分认证。假如在这个标准中一些测试程序不适合某些特殊的设计构造，制造厂商应该与测试机构与认证机构进行探讨，并确定相应的测试程序，根据本标准描述的原则，任何更改和偏差都应记录并且详细的描述，其要求见8节j条。表2测试样本分配后的典型测试序列模组组件测试序列接收器接收器反光镜控制111A22B222C222D111E1（全尺寸）1（全尺寸）1（全尺寸）F11合计371077通过标准假如每个测试样本都能够达到以下标准，就可以判定聚光模组或组件通过了测试认证，满足了IEC62108的要求。A)在户外自然光的条件下，从序列A测试到序列D，其I-V特性相对能量衰减不超过13%，在模拟阳光的条件下，I-V特性相对能量衰减不超过8%；B)由于1000kW/m2DNI户外辐照度以及50kWh/m2紫外测试并不是一种极限环境测试，因此，在户外自然光的条件下，测试序列E的I-V特性相对能量衰减不应超过7%，在模拟阳光的条件下，I-V特性相对能量衰减不应超过5%；C)在测试过程中样品不会出现开路情况；D)从视觉上来看没有任何重大缺陷，详见10.1.2的定义；E)绝缘测试要求在每个测试序列的开始和结尾都要得到满足；F)湿漏电测试要求在每个测试序列的开始和结尾都要得到满足；G)个别测试的一些特殊要求必须得到满足；如果有故障在测试过程中被发现，那么以下的判断和重新测试程序应适用：H)假如两个或以上的测试样本没有达到标准，那么这个设计就可以被认定为没有满足质量要求；I)测试过程中任何一个样本测试失败，另外两个样本在整个相关测试序列中都会受到影响；J)假使在I中，两个样本都通过了测试序列，这个设计就可以被判断为满足了质量要求；K)假使在I中，三个样本有两个没有通过，这个设计应该会被认为没有满足检测要求；L)假如出现了H和K中的情况，如表6和表7所示，那么整个测试过程应该重新进行，当然是在进行了一定的设计和处理改进之后；图1碟式聚光太阳能关键部件原理图图2槽式聚光型太阳能线性焦点原理图图3菲涅尔透镜式聚光太阳能关键部件原理图图4使用线性焦点的菲尼尔透镜式聚光太阳能关键部件原理图图5日光反射式聚光太阳能原理图图6聚光光伏组件测试步骤8报告产品通过测试后，应出具测试认证报告，以及实测性能特点和任何失败和重新测试的详细资料，编写内容应符合ISO/IEC17025标准。每个测试报告应至少包括以下信息：a)标题；b)实验机构的名称和地址，假如实验机构所在地和测试地点不同，还需提供测试地址（例如在安装现场）；c)具有测试报告独有的识别码（例如序列号），并且在每一页都要由此识别方式以保证这一页是该测试报告的一部分，在测试报告的最后也要有清晰地识别方式；d)酌情表明客户的名称和地址；e)相关测试项目的描述和鉴定；f)测试项目的特点和情况；g)酌情表明收到测试项目的日期以及开始测试的日期；h)确定使用的测试方法；i)参考了哪些相关的样本程序；j)在一些特殊测试中必须包括测试过程中任何的偏差、增补、测试方法的疏漏以及任何其他的相关信息。例如环境条件的测试；k)通过图表、表格、绘画支持所得到的结果必须在所有测试结束之后，故障排查完之后才能通过测量、检查得出最终结果；l)酌情写明对于测试结果中一些不确定性结果的评估意见；m)必须具有对该报告内容以及签发日期负责的人的签名或者具有同等效力的文件；n)可酌情声明此测试结果仅是由相关的检测项目所影响；o)必须声明为了保证此认证持续有效，制造商应把其对产品所做出的每一次改变都提交认证机构和检测机构并与之进行研究讨论；p)必须声明该报告未经检测部门书面批准不得转载；制造商应保存此报告的副本以供参考。9修正在设计、材料、部件、以及模组和组件中的任何改变都需要进行重新测试，以保证其型式的核准。制造商应将其每一次的变化都提交认证机构和测试机构进行研究讨论。10测试程序10.1目视检查这个程序首先要求确定产品的基准和中点，目视检查最终是确定产品是否有物理变化，或在测试开始及在测试结束之后在模块和组件上是否有视觉缺陷。如果生产中所造成的硬件损坏不立即进行排除，将可能恶化并导致在随后的环境试验中无法通过测试。假如发现问题，可以在测试序列开始之前使用一个新的模组或者组件来代替。10.1.1步骤所有的测试样本在测试之前都应该进行彻底的检查，必要的时候还要进行拍照。全部的缺陷和异常（包括一些焊点的质量缺陷，如焊料的不足或者过剩，锡球弯曲互联，或者部分失调等）应适当使用草图或者照片记录下其可能出现的位置。某些部件，如透镜、反光镜、二次光学元件、散热片以及密封材料，也应该检查其缺陷。具体来说，应检查如下几个部分：a)气泡、