關於光伏薄膜組件雙85濕熱試(shì)驗等效加速的(de)討論
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發布(bù)日期: 2020.01.03
近日,在某論壇上發現,有客戶問“光伏薄(báo)膜組件的使用壽(shòu)命是多少?”“取10pcs產品(pǐn)光伏薄膜組件做雙85試驗,1000hrs,是否合理?”等問題,那麽我們該如何回答?
1、雙85試驗的重要性
雙85高溫高濕試驗(yàn)是光伏行業,及太陽能行業的必備測試項目(mù),用於測試光伏組件,包括單晶矽組(zǔ)件,地麵用晶體矽光伏組件,地麵用薄膜光伏組件等一(yī)係(xì)列的光伏組件,在高溫(wēn)85℃、高濕85%RH環境(jìng)下的運(yùn)行(háng),並可以再現環境所(suǒ)產生的破壞。
光伏(fú)組件(太陽(yáng)能電池板)的設計使用年限大約是20~30年,而可靠性中的熱性能試驗是模擬(nǐ)地麵用光伏組件的設計驗證,讓組件能夠在一般氣候下長期操作20年以上,規(guī)範要求組件需進行:Thermal cycle test熱循環測試(-40℃~+85℃ 50~200次,長1200h)、Humidity-freeze test濕冷凍測試(85℃、 85%RH~-40℃ 10次,約240h )、Damp Heat濕(shī)熱測試 (85℃、 85%RH,1000h),以確認組件能夠承受高溫(wēn)高濕之後隨之的(de)負(fù)溫度影響,以及對於溫度重(chóng)複變化時引起的疲勞和熱失效,另外確定光伏組件曝(pù)露在高濕度(dù)下而產生(shēng)的熱應力及(jí)能夠抵(dǐ)抗濕氣長期滲透之能力。
2、雙85試驗的優勢和劣勢
雙85試驗主要用於模擬戶外環境長期使用後的效果,模擬戶外環(huán)境的加速老化測試,滿足IEC 6164 《地麵用薄膜光伏組件的(de)設(shè)計鑒定和定型》和IEC 61215《晶體光伏組(zǔ)件的設計鑒定和定型》的標(biāo)準要求。這是雙85試驗的優勢(shì)也(yě)是劣勢。
雙85試驗的主要(yào)目的在於評估(gū)產品在既定環境下的使用壽命,耗時太久,且投入大(dà)量的(de)金錢,而產品可靠(kào)度信息又不(bú)能(néng)實時獲得並加以(yǐ)改善,導致失去許多商機和競爭力,因此如何在實驗室中(zhōng)以加速試驗(yàn)的方法,在可接受的試(shì)驗時間內(nèi)評(píng)估產品的使用壽命,便成為整體可靠度試驗工作中相當重要的一環,也是可靠(kào)性(xìng)試驗中具挑戰性的課題。
3、加速試驗的探(tàn)討
GB/T 2423.50-2012試驗Cy:恒定濕熱,講到了元(yuán)件的加(jiā)速試驗,當(dāng)考(kǎo)慮將該試驗用於其(qí)他產(chǎn)品時,重要的是確認失效模式,針對每個失效模式選擇適當的劣化過程和試驗嚴(yán)酷等級。我們可以理解為:加速(sù)試驗就(jiù)是在保持失效機(jī)理不(bú)變(biàn)的條件下,通過加大試驗應力來縮短試驗周期的一種試驗方法。
加速試驗的優點是:1、較短(duǎn)時間內用較少樣品估計高可靠性產品的可靠性水平;2、短時間內提供測試(shì)結果,檢(jiǎn)驗產品設計,工藝等改進(jìn)的效果,同時可以比較不同工藝和產品結構(gòu)的利弊;3、短時間內暴露產品的失效(xiào)形式,分析失(shī)效(xiào)結果,了解失效的機理,反饋(kuì)到設計製造部門加以糾正(zhèng),同時可以合理製(zhì)定篩選(xuǎn)條件和(hé)測試規範。缺點是:需根據實際情況確認加速(sù)模型,而環境(jìng)越複雜,加速試驗的準(zhǔn)確度越差。
表1是幾種常用的加速試驗方(fāng)法(fǎ):
以某公司自建的(de)100kWh的光伏電站為例,在評估電站所用的光伏組件的壽命時,采用10℃法則進行雙85試驗。標準要求:實驗環境85℃/85%,試驗時間1000h,按加(jiā)速法則:加速環境95℃/95%,通過10℃法則可計算溫度加速因子AF1=2,通過Hallberg-Peck法則(n=2)得濕度加速因子AF2=1.25,總加速因子AF=2.5,加速時間400h,試驗時間縮短600小時。各取5片光伏組件按照2種不同的方法進(jìn)行試驗比對,數據見表2:
通過試驗(yàn)結果數據可判定加(jiā)速試驗是等效的:樣品產(chǎn)生了相同的失效模式。
4、結束(shù)語
在企業內部試驗過程(chéng)中,通過了此類等效的加速試驗,對產品進行摸(mō)底試驗,將原來1000h的試驗時間縮短了整整600h,在足夠短的時間(jiān)內發現問題,掌握產品的可靠度信息,節省的時間又為解決問題提供了緩衝。