引言
如何保证光伏组件在户外使用过程中的长期可靠性和发电量，是光伏业者一直在着力解决的问题，通过权威认证已经成为组件生产企业和光伏电站业主普遍认可的一个基本条件，而光伏认证的核心即为《IEC61215地面用晶体硅光伏组件设计鉴定与定型》等技术标准
本实验通过对组件进行目测缺陷、湿热、热斑耐久、低辐照度下的性能等方法，对组件的电性能与热性能进行测试，表明组件可以在合理的成本和时间内，能够承受长时间的气候暴露。
下面我们对试验的组件进行标准条件下的IV特性曲线进行测试。
标准测试条件下的IV曲线如下表。
电阻值 | 0 | 10 | 15 | 20 | 30 | 40 | 50 | 100 | 200 | 300 | ∞ | 填充因子 |
电压值 | 0 | 6 | 8.09 | 10.40 | 14 | 15.13 | 15.62 | 16.33 | 16.76 | 16.86 | 17 | 0.66 |
电流值 | 570 | 546 | 529 | 509 | 457 | 371 | 306 | 162.7 | 83.5 | 56 | 0 | |
功率 | 0 | 3276 | 4279.61 | 5293.6 | 6398 | 5613.23 | 4779.72 | 2656.891 | 1399.46 | 944.16 | 0 | |
图
图1 标准条件下伏安特性曲线
图2 标准条件下功率特性曲线 | ||||||||||||
试验项目一
目测缺陷
试验单位 | 成都职业技术学院 | 试验日期 | 2018年5月17号 | |||||
试验依据 | IEC61215国家标准 | 试验小组 | 光伏163-1班2组， | |||||
试验负责人 | 何雷雨 | 实验目的 | 检查组件外观缺陷 | |||||
试验内容 （国家标准）
| 在不低于1000Lux的照明度下，仔细检查每一一个组件 a.开裂，弯曲，不规整或外表的损伤 b.破碎的单片电池 c.有裂纹的单片电池 f.密封不良 |
我们能达到的标准
| 在不低于1000Lux的照明度下，仔细检查每一一个组件 a.开裂，弯曲，不规整或外表的损伤 b.破碎的单片电池 c.有裂纹的单片电池 f.密封不良
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试验 分析 | 经过试验观察，我们发现组件左右留白不整齐，左右边留白2.2至1.8cm，电池片间距0.2至0.3cm，上边距1.2至1.4cm，下边距1.2至1.4cm；组件表面存在着一条反光较强的直线；组件其余表面无裂痕、损伤；互联线或接头处无缺陷；电池与电池间无接触、电池片与边框无接触；组件无密封不良；塑料材料表面干净；引出线端无失效，无带电部件外露。 | 文件 规定 | 1.破碎、开裂、或外表面脱附，包括上层、下层、边框和接线盒。 2.弯曲不规整的外表面，包括上层、下层、边框和接线盒的不规整以至于影响到组件的安装和/或运行。 3.一个电池的一条裂缝，其延伸可能导致超过一个电池10%以上面积从组件的电路上减少。 4.在组件的边缘和任何一部分电路之间形成连续的气泡或脱层通道。 5.丧失机械完整性,导致组件的安装和/或工作都受到影响。 上述都是对组件造成不可逆影响的。 | |||||
试验 结论 |
经过试验观察，我们发现组件虽然存在着不合规则的排布问题和组件表面存在着多条反光较强的直线问题，其他问题不足以影响组件的电性能与热性能。 | |||||||
问题 原因 |
通过分析造成组件表面不合规则的排布问题的原因为层压得工艺问题，造成组件表面存在着多条反光较强的直线问题的原因为组件经过返修。 | |||||||
试验 结果 | 合格 | |||||||
试验项目二
湿热
试验单位 | 成都职业技术学院 | 试验日期 | 2018年5月17号 | |||
试验依据 | IEC61215国家标准 | 试验小组 | 光伏163-1班2组， | |||
试验负责人 | ||||||
实验目的 | 决定组件承受长期潮湿侵蚀的能力 | |||||
试验内容 （国家标准）
| a)室温时，放置组件于试验台里。 b)安装好温度和湿度监控设备。 c) 1000个小时。温度: +85C (±2C) ,相对湿度:85±5%。恢复时间2到4小时后 | 我们能达到的标准
| a)室温时，放置组件于烤箱里。 b)设置好温度。 c) 10个小时。温度: +85C (±2C) ,恢复时间1分18秒到2分36秒后。
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试验 分析
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图7 湿热试验前后伏安特性曲线对比
图8 湿热试验前后功率特性曲线对比 无外观检测实验中规定的严重外观缺陷。 湿热试验前后伏安特性曲线与功率特性曲线对比之后其值相差较小。 | 文件 规定
| 无第一个实验中规定的严重外观缺陷; 最大输出功率的衰减不超过试验前测试值的5%; 绝缘电阻应满足初始试验同样的要求。 | |||
试验 结论 |
经过试验分析，我们发现组件在经历了10小时85℃的烘烤后，组件的IV曲线与标准条件下的IV曲线相差不大，说明组件的耐高温能力良好，高温条件下对组件的寿命和发电量影响较小。
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试验 结果 | 合格 | |||||
试验项目三
热斑耐久
试验单位 | 成都职业技术学院 | 试验日期 | 2018年5月17号 | |||||
试验依据 | IEC61215国家标准 | 试验小组 | 光伏163-1班2组， | |||||
试验负责人 | ||||||||
实验目的 | 确定组件承受热斑加热效应的能力。 | |||||||
试验内容 （国家标准）
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c)同样在步骤a)所规定的辐照度(±3%内)下，完全挡住选定的电池，检查组件的Isc是否比步骤a)所测定的Imp小。如果这种情况不发生，就不能确定在一个电池内产生最大消耗功率的条件。此时，继续完全挡住所选择的电池，省略步骤d)。 d)逐渐减少对所选择电池的遮光面积，直到组件的Isc最接近Imp,此时在该电池内消耗的功率为最大。 e)用辐射源2照射组件，记录lsc值，保持组件在消耗功率为最大的状态，必要时，重新调整遮光，使Isc维持在特定值。在此过程中组件的温度应该在50℃±10℃。 f)保持此状态经过5h的曝晒。 h）放置常温后测量伏安特性曲线。 | 我们能达到的标准
| a）将不遮光的组件在不低于700w/m2的辐射源1下照射，测试其I-V特性和最大功率点的电流Imp。 b）在步骤a)所规定的辐照度下，依次完全挡住每一个电池，选择一个或其中一个，当它被挡住时，短路电流减小最大。在这一过程中，辐照度的变化不超过5%。 c)同样在步骤a)所规定的辐照度(±3%内)下，完全挡住选定的电池，检查组件的Isc是否比步骤a)所测定的Imp小。如果这种情况不发生，就不能确定在一个电池内产生最大消耗功率的条件。此时，继续完全挡住所选择的电池，省略步骤d)。 d)逐渐减少对所选择电池的遮光面积，直到组件的Isc最接近Imp,此时在该电池内消耗的功率为最大。 e)用辐射源2照射组件，记录lsc值，保持组件在消耗功率为最大的状态，必要时，重新调整遮光，使Isc维持在特定值。 f)保持此状态经过1h的曝晒。 g)爆嗮试验结束后电池板表面温度73℃。 h）放置常温后测量伏安特性曲线。 | |||||
试验 分析
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图9 热斑耐久试验前后的伏安特性曲线对比
图10 热斑耐久试验前后最大输出功率对比 无外观检测实验中规定的严重外观缺陷。 热斑耐久试验前后伏安特性曲线与功率特性曲线对比之后其值相差较小。 | 文件规定 | 重复目测试验应满足无文件规定的严重外观缺陷; 最大输出功率的衰减不超过试验前测试值的5%; 绝缘电阻应满足初始试验同样的要求。 | |||||
试验 结果 | 合格 | |||||||
试验项目四
低辐照度下的性能
试验单位 | 成都职业技术学院 | 试验日期 | 2018年5月17号 | ||
试验依据 | IEC61215国家标准 | 试验小组 | 光伏163-1班2组， | ||
试验负责人 | |||||
实验目的 | 确定在25℃辐照度为200 w/m2下，组件随负荷变化的电性能， | ||||
试验内容 （国家标准）
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在25℃±2℃和辐照度为200 w/m2下，测量组件的电流—电压特性。
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我们能达到的标准
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在25℃±2℃和辐照度为200 w/m2下，测量组件的电流—电压特性。
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试验 分析 |
图2 试验前后伏安特性曲线对比 图3 试验前后最大输出功率曲线对比 图4 低辐照下伏安特性曲线① 图5 低辐照下伏安特性曲线②
图6 低辐照下最大输出功率曲线 经过组件在200w/m2的低辐照度下的测试，得到以上IV曲线与参数，我们发200w/m2的低辐照度下组件的开路电压与最大功率都降低。 按照经典理论－－开路电压应该与试验前变化不大，试验后得到的开路电压为8.7v至8.9v与试验前的17v相差很大。 按照经典理论－－辐照度降低到80%后，最大功率应该为1.279W，试验后得到的最大功率第一次0.1125W，第二次为0.17W，试验后得到的数据与经典理论相差很大。
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试验 结论 |
组件在200w/m2的低辐照度下，组件的开路电压与最大功率都大幅度降低，降低了组件的电性能，对发电量影响较大。 | ||||
问题 原因 |
在目测试验中，我们发现组件的电池片经过返修，且在电池片的表面存在着一条较强的反光线，损坏了电池片负栅。 | ||||
试验 结果 | 不合格 | ||||
结论
经过两周左右的试验，我们对组件的进行目测缺陷、低辐照度下的性能、湿热、热斑耐久四个试验。发现组件目测缺陷、湿热、热斑耐久3个试验都是通过了我们的试验要求，只有低辐照度下的性能不合要求。对于公司产品来说，一个问题就可以判断产品的优劣，我们在试验中得出结论低辐照度下的性能不合格，那么这个组件就可以贴上不合格的标签。
IEC61215试验报告.docx
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