IEC-61646-2008--地面用薄膜光伏组件设计鉴定和定型

IEC61646-2008地面用薄膜光伏组件设计鉴定和定型顾客导向、科技领航、全面管理、精益求精项目一、范围和目的二、规范性引用文件四、标识五、试验六、合格判据三、抽样七、严重外观缺陷顾客导向、科技领航、全面管理、精益求精一、范围和目的本标准规定了地面用薄膜光伏组件设计鉴定和定型的要求，该组件是在IEC60721-2-1一般室外气候条件下长期使用。本标准是为了适用于所有陆地参照IEC61215的光伏组件。本试验程序主要依据IEC61215的设计要求而制定，针对非晶硅薄膜组件的特殊性能作了一些必要的修改。然而，它不再依赖于每个测试差值的多少，而是指定一个额定百分比。所有的测试后的最低功率组件进行光老练，这就消除了各种实验引起的变化。本试验程序的目的是在尽可能合理的经费和时间内确定组件的电性能和热性能，表明组件能够在规定的气候条件下长期使用。通过此试验的组件的实际使用寿命期望值将取决于组件的设计以及它们使用的环境和条件。顾客导向、科技领航、全面管理、精益求精二、规范性引用文件下列引用文件本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅引用的版本适用。凡是不注日期的引用，最新版引用的文件（包括任何修订）适用。IEC60068-1，环境试验-第1部分：一般要求和指导IEC60068-2-21，环境试验-2-21部分：试验-测试U：引出端及整体安装件强度IEC60068-2-78:2001-2-78，部分：试验-试验室：湿热环境试验，稳态IEC60410，计数检查抽样方案和程序IEC60721-2-1环境条件的分类-第2-1部分：环境在自然界出现的条件-温度和湿度IEC60891，温度和辐射校正测量程序-晶体硅光伏（PV）设备的特点IEC60904-1:2006，电流电压测试-第1部分：光伏测量特点IEC60904-2，光电器件.第2部分:基准太阳能电池的要求IEC60904-3，光电器件.第3部分带基准光谱辐照数据的地球光电太阳能器件测量原理IEC60904-7，光电器件.第7部分:光电器件的测量用光谱错配修正IEC60904-9，光电器件.第9部分:太阳模拟器的性能IEC60904-10，光电器件.第10部分:线性测量方法IEC61215，地面用晶体硅光伏组件—设计鉴定和定型ISO/IEC17025，检测和校准能力的通用要求实验室顾客导向、科技领航、全面管理、精益求精三、抽样按IEC60410规定的方法随机地抽八个(如需要可增加备份)组件用于鉴定试验。这些组件应由符合相应图纸和工艺要求规定的材料和元器件所制造，并经过制造厂常规检侧、质量控制与产品验收程序。组件应该是完整的，并附有制造厂的搬运、安装和连接说明书，包括系统最大许可电压。如果没有在组件中测试旁路二极管，可以进行一个特殊的样品准备旁路二极管热试验。顾客导向、科技领航、全面管理、精益求精四、标识每个组件都应有下列清晰而且擦不掉的标志:a)制造厂的名称、标志或代号;b)产品型号;c)产品序号;d)引出端或引线的极性(可用色码标识);c)组件允许的最大系统电压;f)在标准测试条件下，该型号产品最大输出功率的标称值和最小值。制造的日期和地点应注明在组件上，或可由产品序号查到。顾客导向、科技领航、全面管理、精益求精五、试验5.1外观检查5.2一般电性测试(1)最大功率测试(2)温度系数的测量(3)电池标称工作温度NOCT的测量(4)STC和NOCT下的性能(5)低辐照度下的性能5.3衰减测试(1)室外曝露试验(2)光老炼5.4绝缘性能测试(1)湿漏电流测试(2)绝缘试验5.5机械强度测试(1)引出端强度试验(2)机械负荷试验(3)冰雹试验5.6耐气候性测试(1)热斑耐久试验(2)紫外预处理试验(3)热循环试验(4)湿冻试验(5)湿热试验(6)旁路二极管热性能试验顾客导向、科技领航、全面管理、精益求精六、合格判据按IEC标准要求，如果每个测试样本符合以下所有条件，则认为该组件设计通过鉴定试验，也通过了定型。a）在最后的光老炼，在STC的最大输出功率不低于制造商规定最低值的90％，可以有5%的不确定因素；b）在试验过程中，无组件呈现断路或漏电现象；c）目视无第7条规定的重大缺陷；d）绝缘测试的要求满足绝缘测试要求；e）湿漏电流测试要求每个试验开始和结束；f）各项测试要求满足自己的测试要求。顾客导向、科技领航、全面管理、精益求精七、严重外观缺陷对设计鉴定和定型来说，下列缺陷是严重的外观缺陷：a）破损，开裂，或不平整的外表面，包括基板、框架和接线盒；b）弯曲或对齐的外表面，基板，框架和接线盒的程度，安装组件操作将受损；c）组件有效工作区域的任何薄膜层有超过一个电池面积10%以上的空隙、看得见的腐蚀；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剥层；e）丧失机械完整性，导致组件的安装和/或工作都受到影响；f）组件标志（标签）错误或信息是不明确的。顾客导向、科技领航、全面管理、精益求精顾客导向、科技领航、全面管理、精益求精5.1外观检查1、目的检查组件中的任何外观缺陷。2、程序在不低于1000lux的照度下，对每一个组件进行仔细检查下列情况：-断裂，弯曲，不规整或损伤的外表面；-导线或接头的缺陷；-组件的有效工作区域的任何膜层中的空隙和可见腐蚀；-粘合连接失效；-在组件的边框和电池之间形成连续通道的气泡或剥层；-塑料材料表面有粘污物；-引出端失效，带电部件外露；-可能影响组件性能的其他任何情况。在任何裂纹、气泡或脱层等的状态和位置进行记录和/或拍照记录。这些缺陷在后续的试验中可能会加剧并对组件的性能产生不良影响。2、要求对定型来说，除第七章中规定的严重外观缺陷外，其他的外观情况都是允许的。顾客导向、科技领航、全面管理、精益求精5.2最大功率测定1、目的测定组件在各种环境试验前的最大功率，可重复性是本试验最重要的因素。2、装置符合IEC60904-9的辐射源，自然太阳光或BBA等级及更好的太阳光模拟器。符合IEC60904-2的标准光伏器件。如果使用BBA等级的太阳光模拟器，标准光伏器件应该是与测试组件相同型号、相同电池工艺（光谱匹配）的标准组件。一个支架，可以使测试样品与标准器件在与入射光线垂直的相同平面；符合IEC60904-1：2006第四节的I-V曲线测试装置。3、程序在辐照度和温度的一个特定组合（所推荐电池温度为电池温度25℃～50℃，辐照度：700W/m-2～1100W/m-2）的情况下，按照IEC60904-1对组件的I-V特性进行测定。其中利用自然光或符合IEC60904-9的ClassBBA或更好的太阳光模拟器。如果组件被设计用在其他环境下，测试时可选在相近的温度和辐照度下进行。线性组件，温度和辐照度可以通过IEC60891修正；非线性组件，应在与规定辐照度误差≤±5%、与规定温度偏差≤±2℃测试。尽可能地确保最大功率的测试环境和工作时的环境条件相同，即在大约相同的温度和辐照度下，尽量减小修正幅度。注：每一片样品组件测试时，控制组件都可以被用与核对。顾客导向、科技领航、全面管理、精益求精5.3绝缘试验1、目的测定组件中的载流部分与组件边框或外部空间之间的绝缘是否良好。2、装置(1)一个直流电源，可限流，并可以按照5.3.4中的步骤c)提供500V或1000V加上2倍的组件最大系统电压。(2)一个测量绝缘电阻的设备。3、测试条件测试过程中，组件应该在周围环境温度（见IEC60068-1），相对湿度不超过75%。4程序a）将组件输出端短路后连接到有限流装置的直流绝缘测试仪的正极。b）将组件暴露的金属部分连接到测试仪的负极。如果组件没有框架或者框架是不良导体，可在组件边缘和组件背面上包裹一层导电箔片，再将其连接到绝缘测试仪的负极。c）以不大于500V•s-1的速率增加绝缘测试仪的电压，直至等于1000V加上两倍的最大系统电压，如果最大系统电压不超过50V，在这里所使用的电压应为500V。维持这个电压1min。d）降低所使用的电压至零，短路测试设备的输出端，以对组件中积聚的电压进行释放。e）拆除测试仪正负极的短路。f）以不大于500V•s-1的速率增加绝缘测试仪的电压，直至等于500V或最大系统电压，取两者中的较大值。维持这个电压2min，然后测量组件的绝缘电阻。g）降低所使用的电压至零，短路测试设备的输出端，以对组件中积聚的电压进行释放。h）拆除测试仪正负极的短路，将测试设备与组件断开。5要求-在c)步骤中，无绝缘击穿或表面破裂现象；-总面积小于0.1m2的组件，绝缘电阻应该不小于400MΩ；-总面积大于0.1m2的组件，绝缘电阻和面积的乘积应该不小于40MΩ·m2。顾客导向、科技领航、全面管理、精益求精5.4温度系数的测量1、目的从组件试验中测定电流温度系数α、电压温度系数β和最大功率温度系数δ。如此测定的温度系数，仅在测试中使用的辐照度下有效；对于线性组件来说，在此辐照度的±30%内也是有效的。本方法是对IEC60891规定的从具有代表性的一批中的单体电池测量这些系数的补充。薄膜电池组件的温度系数依赖于辐照度和组件所经历过的热处理过程。当设计温度系数时，热试验的条件及辐照结果等过程情况均应标明。2、装置下列装置用于控制和测试试验条件：a）辐射源（自然太阳光或符合IEC60904-9BBB等级或更好的太阳光模拟器），将被用于下面的试验。b）一个已根据IEC60904-2用绝对辐射计校准的，已知短路电流-辐照特性的标准太阳能电池。c）在所关心的温度区域内，改变测试样品温度的任何必要的设备。d）一个适于安装的、用于支撑测试样品和参考设备在同一平面，该平面垂直于辐射光束。e）符合IEC60904-1、用于测量I-V曲线的装置。顾客导向、科技领航、全面管理、精益求精5.4温度系数的测量3、程序目前存在两种可接受的测量温度系数的方法：3.1自然阳光测试法a）在自然阳光下进行测试应该保证：总照度至少和所关心范围的上限一样高；短期振荡（云、雾或烟）所造成的辐照度变化小于有参考设备所测得的总辐照度的±2%；风速小于2m•s-1。b）将参考设备和测试组件安装于同一平面上，均垂直于直接太阳光光束，偏差在±5°。连接必要的设备。注：上面描述的测量方法应该该可能地在一天的几个小时内完成，以尽量减少环境中的光谱变化的影响。否则，可能需要进行光谱修正。c）如果测试组件和参考组件都配有温度控制，则将控制设定在所需要的水平。d）如果没有进行温度控制，为样品和参考设备遮挡住阳光和风，直至温度和环境空气温度的不均匀性在±1℃。或者允许测试样品平衡达到稳定温度，或者冷却测试样品到最低测试要求的温度点之下，然后将让组件温度自然升高。参考设备应该稳定在其试验前平衡温度的±1℃范围内。顾客导向、科技领航、全面管理、精益求精5.4温度系数的测量e）记录样品的电流-电压特征和温度，同时记录参考设备的短路电流和温度。如果有必要，当移开阴影后立即对其进行测量。f）辐照度G0应该按照IEC60891，利用参考组件的短路电流Isc及其在STC下的校准值进行计算。在此需要利用标准器件的特定温度系数αTC对标准器件的温度Tm作修正。αTC是在25℃和1000W·m-2的相对温度系数。g）根据需要调整控制器或者交替对遮阴和曝露是为了达到和保持所需温度。在升温过程中，测试组件可允许进行交替地进行d）步的数据记录程序的定期执行和自然升温。h）在每组设置数据进行记录器件，确保测试组件和标准器件的温度稳定在范围内保持不变。标准器件所得的辐照度在范围内保持不变。所有数据要在1000W·m-2测得或根据IEC60891转换到该辐照度下。转化只能在IEC60904-10中规定的组件仍为线性的辐照范围内进行。i）重复d）步骤。组件温度的有效范围至少30℃，至少跨越四个大致相同增量。在每个测试条件下至少进行三次测量。顾客导向、科技领航、全面管理、精益求精5.4温度系数的测量3.2、太阳光模拟器方法a)在室温中，按IEC60904-1在所需的辐照度下判断组件的短路电流Isc。b)将组件安装在用于控温的箱室内，连接到相关仪器设备上。c)设