Les panneaux solaires sont construits pour durer 25 ans ou plus. Ils vont sur les toits, les plantes désertiques, les plages, les configurations photovoltaïques à base d'eau et les grands sites électriques. Avant qu'un panel n'arrive à ces endroits, il fait face à des tests de laboratoire. Ces tests imitent la chaleur, l'humidité, les coups de froid, les rayons UV, la tension électrique, la pression physique et les dangers pour la sécurité.
Choisir un équipement de test de laboratoire PV n'est pas seulement une décision d'achat. Cela affecte les calendriers de certification, la répétabilité des données de test, le débit des échantillons et la capacité du laboratoire à gérer des modules PV pleine grandeur. Pour la conformité CEI 61215 et CEI 61730, la bonne chambre d'essai doit correspondre à la méthode d'essai, à la taille du module, à la plage de température, au contrôle de l'humidité, à l'uniformité, à l'enregistrement des données et à la stabilité de longue durée.
La CEI 61215 et la CEI 61730 sont souvent discutées ensemble, mais elles répondent à des questions différentes. IEC 61215 se concentre sur la qualification de conception et la fiabilité à long terme. IEC 61730 se concentre sur la sécurité, y compris les chocs électriques, les risques d'incendie, les contraintes mécaniques et les contraintes environnementales.
Pour les fabricants de PV, les constructeurs de sites et les laboratoires de test, les deux règles comptent. Un panneau peut montrer une forte puissance juste après la construction. Mais il pourrait échouer plus tard en raison de l'entrée d'eau, de l'usure des UV, de la croissance de la chaleur ou de la panne de la couverture. Les tests en laboratoire réduisent cette chance avant une large utilisation.
L'équipement de test IEC 61215 est utilisé pour vérifier si un module PV peut résister au vieillissement extérieur. La norme comprend la mesure des performances, les tests d'isolation, le préconditionnement UV, le cycle thermique, le gel de l'humidité, la chaleur humide, la charge mécanique, l'impact de la grêle, les tests thermiques à diode de dérivation et les tests de courant de fuite humide.
Les tests environnementaux sont particulièrement importants car ils exposent des matériaux faibles et des défauts de traitement. Les résultats communs comprennent:
· Jaellissement ou délamination d'encapsulant
· Microfissures cellulaires après contrainte thermique
· Corrosion des rubans d'interconnexion
· La fissuration de la feuille de fond
· Défaillance d'étanchéité de la boîte de jonction
· Perte de puissance après la chaleur humide ou les cycles de gel-dégel
La sélection de la chambre d'essai CEI 61730 est liée à la qualification de sécurité du module. Il vérifie si la construction du module peut réduire les risques d'incendie, de choc électrique et de blessures corporelles dans les conditions d'utilisation prévues.
Le préconditionnement environnemental est important car l'isolation et la sécurité des matériaux peuvent changer après la chaleur, le froid, l'humidité et l'exposition aux UV. Un module qui passe un test d'isolation initial peut montrer des problèmes de courant de fuite après un gel de chaleur ou d'humidité humide. Pour cette raison, les tests de sécurité sont souvent organisés avant et après le stress environnemental.
Un équipement de test de module PV completLa configuration comprend généralement des chambres environnementales, des équipements de préconditionnement UV, des testeurs de sécurité électrique, des systèmes de charge mécanique, des testeurs de grêle, des simulateurs solaires et des outils d'acquisition de données. Pour de nombreux laboratoires, l'investissement le plus exigeant est la chambre d'essai environnementale car elle doit effectuer de longs tests avec des conditions stables.
Un PV à l'extérieur de la chambre d'essai doit s'adapter à des panneaux entiers, pas seulement à de petits morceaux. Les grands panneaux ont besoin d'un flux d'air fluide, d'une humidité constante, de points de fil sûrs, de supports fermes et d'espace pour maintenir l'air en mouvement.
La chambre commune a besoin d'une couverture:
Article d'essai | Paramètre principal | Exigence d'équipement |
Chaleur humide | 85 °C, 85% HR, 1,000 h | Humidité stable, intérieur résistant à la corrosion, approvisionnement en eau continu |
Cyclisme thermique | -40 °C à + 85 °C, 200 cycles | Réfrigération fiable, rampage contrôlé, connexion actuelle du module lorsque nécessaire |
Gel d'humidité | + 85 °C/85% HR à-40 °C, 10 cycles | Humidité combinée et contrôle de basse température |
Préconditionnement UV | Dose UV de 15 kWh/m², 280 à 385 nm; au moins 5 kWh/m² à partir de 280 à 320 nm | Irradiance stable, contrôle de la température autour de la surface du module |
Préparation de fuite humide | Exposition du module post-vieillissement | Manipulation sûre après l'humidité et le stress thermique |
Lors du choix d'un panneau solaire à l'extérieur de la chambre, la plage de température doit atteindre au moins-40 ° C à 85 ° C. Un plus large comme-60 ° C à 100 ° C donne aux laboratoires une marge supplémentaire pour des programmes photovoltaïques, électriques et de confiance variés. Le contrôle humide de 20% à 98% HR facilite la chaleur humide, le froid humide et un travail d'essai plus large.
La chaleur humide est l'un des tests les plus directs pour la résistance à l'humidité. Le module est exposé à 85 ° C et 85% HR pendant 1,000 heures. Ce test est difficile sur l'encapsulation, les joints de bord, les boîtes de jonction, les feuilles de fond et les pièces conductrices. Pendant une longue période, une petite dérive d'humidité peut entraîner un vieillissement incohérent. Une chambre de test de chaleur humide à module PV solide devrait maintenir la condition sans interruptions fréquentes.
Le cyclisme thermique crée une expansion et une contraction répétées. La condition de cyclage thermique IEC 61215 commune est 200 cycles compris entre-40 ° C et 85 ° C. Cela peut exposer la fatigue des joints de soudure, la contrainte du ruban, le mouvement du verre au cadre et les fissures des cellules.
Le gel d'humidité combine la chaleur, l'humidité et le stress de congélation. Une condition de test courante est de 10 cycles de 85 ° C à 85% HR jusqu'à-40 ° C. Il est utile pour trouver des pannes causées par l'humidité piégée, une mauvaise stratification et une faiblesse d'étanchéité.
Le préconditionnement UV est effectué avant d'autres tests environnementaux. Il expose les matériaux polymères au rayonnement ultraviolet afin que les tests en aval montrent une réponse de vieillissement plus réaliste. Un laboratoire PV doit confirmer les bandes de longueur d'onde, l'uniformité de l'irradiance, la température du panneau noir et la position de l'échantillon avant d'acheter un équipement de chambre d'essai de préconditionnement UV.
La conformité IEC 61730 a besoin de plus qu'une chambre d'humidité de la température. Le laboratoire doit évaluer les chemins de défaillance liés à la sécurité. Le préconditionnement environnemental fait partie du processus, mais des tests électriques, mécaniques et liés au feu complètent le tableau de sécurité.
Une chambre d'essai IEC 61730 est souvent utilisée pour le conditionnement des modules avant l'isolation, les fuites et les contrôles de sécurité. La chambre doit supporter une longue exposition, un contrôle stable et un acheminement sûr des câbles. Pour les modules de classe II et les modules à haute tension du système, la sécurité électrique après vieillissement est particulièrement importante.
Le stress environnemental peut révéler des problèmes qui ne sont pas visibles au début:
· Chemins d'humidité entre les pièces en direct et le cadre
· Résistance d'isolation réduite après la chaleur humide
· Fissures près des boîtes de jonction ou des sorties de câbles
· Suivi du risque sur les surfaces contaminées ou vieillies
· Faiblesse adhésive après une expansion répétée
Pour les laboratoires testant des modules haute tension, l'équipement doit permettre une manipulation sûre des échantillons après une exposition humide. Le drainage de l'eau, la résistance à la corrosion intérieure, les ports de surveillance d'isolation et la protection d'urgence comptent tous.
La CEI 61730 comprend les catégories de risque de choc électrique, de risque d'incendie, de contrainte mécanique et de stress environnemental. La séquence exacte dépend de la construction du module et du plan de certification, mais l'équipement typique lié à la sécurité peut inclure:
Zone d'essai de sécurité | Focus typique | L'équipement utilisé |
Isolation et diélectrique résistant | Panne, suivi, dégagement, résistance à l'isolation | Testeur de haute-pot, testeur d'isolation |
Courant de fuite humide | Fuite dans des conditions humides | Installation d'immersion ou de pulvérisation, système de mesure électrique |
Stress mécanique | Cadre, verre, montage, risque de fissure cellulaire | Testeur de charge mécanique statique et dynamique |
Évaluation liée au feu | Comportement brûlant et risque de propagation de la flamme | Système de test d'incendie selon les règles locales applicables |
Préconditionnement environnemental | Vieillissement avant les contrôles de sécurité | Chambre d'humidité de la température, chambre de cyclage thermique, chambre UV |
Pour un module de tension maximale du système de 1,000 V, la tension d'essai diélectrique peut atteindre plusieurs milliers de volts selon la classe de protection et la méthode d'essai. Pour la construction de classe II, la planification de la sécurité doit tenir compte d'exigences d'isolation plus élevées que les tests de performance de base seuls.
Les laboratoires PV sont de plus en plus invités à tester l'électronique de module, les boîtes de jonction, les trackers, les unités de commande extérieures, les connecteurs, les capteurs et les composants liés à l'alimentation. Ces produits peuvent nécessiter des tests de choc de température au-delà du cycle de 61215 CEI standard.
MIL-STD-810H méthode 503.7 vérifie si un produit peut résister à des changements soudains de la température de l'air environnante. Ce n'est pas la même chose que le cyclisme thermique lent. La méthode est utilisée lorsque les produits peuvent se déplacer rapidement entre des environnements chauds et froids ou subir des changements d'exposition brusques.
La méthode clé 503.7 les points comprennent:
· Transfert entre les atmosphères chaudes et froides en pas plus de 1 minute
· Stabilisation à chaque température extrême
· Programmes de choc multi-cycle, généralement au moins 3 cycles pour la I-C de procédure
· Retour à des conditions ambiantes contrôlées après essai
· Inspection visuelle et contrôles opérationnels après exposition
Pour les articles liés aux PV, les modes de défaillance courants maintiennent le matériau de remplissage fissuré, les jointures de soudure desserrées, les fuites de scellage, les virages de liaison, les échecs de spectacle et le travail électrique irrégulier.
Le transfert de chaleur CEI 61215 est un test de confiance du panneau avec des décalages définis entre-40 ° C et 85 ° C sur de nombreux tours. Il met à rude épreuve l'usure à long terme.
MIL-STD-810H méthode 503.7 est un test de choc. Le temps de déplacement est rapide, souvent pas plus de 1 minute. L'objectif est de faire un écart temporaire rapide. Cela convient aux électriques photovoltaïques extérieures envoyées de la cale froide aux points chauds, placées dans des boîtes du désert ou touchées par des virages météorologiques rapides.
Une chambre de choc de température doit avoir des zones chaudes et froides avec une back-up rapide, un bon flux d'air, des capteurs droits et un outil de déplacement qui maintient le temps de décalage dans le plan de test. Pour les ensembles PV lourds, la compétence de charge de panier et la sauvegarde temporaire après le déménagement sont essentielles.
Les défaillances habituelles retiennent les ruptures de joint, les jointures de soudure cassées, les chemins courts liés à l'eau, les prises desserrées, les plastiques durs et la perte de réglage dans les capteurs.
Le meilleur choix d'équipementDépend des échantillons, des normes, de la charge de travail et de l'espace disponible. Un laboratoire testant de petits matériaux PV a des besoins différents d'un laboratoire de certification testant des modules en verre de taille normale.
Avant de choisir une chambre de test environnemental PV, confirmez la plus grande taille de module, la quantité d'échantillon par lot, la disposition du rack et le chemin du flux d'air. Une chambre qui s'adapte à un panneau peut ne pas prendre en charge les tests par lots, tandis qu'une chambre qui s'adapte à de nombreux panneaux peut nécessiter une génération d'humidité et une capacité de réfrigération plus fortes.
Les vérifications importantes comprennent:
· Espace interne pour les modules pleine taille et l'espacement sûr
· Plage de température couvrant-40 °C à + 85 °C ou plus large
· Plage d'humidité couvrant 85% HR à 85 °C pour la chaleur humide
· Déviation de la température et fluctuation à travers l'espace de travail
· Étanchéité de porte pour de longs essais de 1,000 heures
· Intérieur en acier inoxydable SUS304 pour une durabilité à haute humidité
· Purification de l'eau et approvisionnement en eau automatique
· Ports de câble pour la surveillance électrique pendant les tests
Le taux de rampe affecte la planification des tests, mais la stabilité est plus importante que la vitesse pour le travail IEC. Pour l'équipement de test de module PV, un dépassement incontrôlé peut créer une contrainte en dehors de la méthode de test. L'enregistrement de données de longue durée est également essentiel. Les laboratoires ont besoin de température, d'humidité, d'alarmes, d'événements d'ouverture de porte et de courbes de test pour les enregistrements d'audit.
Les caractéristiques de sécurité doivent inclure une protection contre la surchauffe, une protection contre les compresseurs, des alarmes de pénurie d'eau, une protection contre les fuites et des fonctions d'arrêt d'urgence. Pour les modules PV avec circuits sous tension, la chambre doit prendre en charge un routage de câble sûr et des pratiques d'isolation claires.
Les laboratoires de test PV ont besoin d'un équipement qui peut fonctionner pendant des semaines sans données instables ni temps d'arrêt imprévu. L'équipement de test de laboratoire PV LIB est construit autour de la simulation environnementale pour les modules solaires, les matériaux et les produits PV pleine grandeur.
Chambres environnementales LIB PVPeut fournir une large gamme de simulation pour les tests de fiabilité des modules solaires, y compris les conditions de basse température, de haute température et d'humidité. Une plage telle que-60 ° C à 100 ° C et 20% à 98% HR donne aux laboratoires de la place pour les tests CEI, la R & D interne, le vieillissement accéléré et les programmes clients non standard.
Un contrôle précis de la température et de l'humidité permet de conserver les données répétables pendant la chaleur humide, le gel de l'humidité et le cycle thermique. Pour les longs tests RH à 85 ° C/85%, un fonctionnement stable réduit le risque de nouveau test et protège les horaires de laboratoire.
Les modules PV font face à plus que la chaleur et l'humidité à l'extérieur. Les plantes du désert traitent la poussière. Les projets flottants et côtiers font face à l'humidité et à la corrosion. Les installations sur les toits peuvent voir des variations UV, de pluie et de température au cours de la même durée de vie.
LIB prend en charge les options de simulation environnementale personnalisées telles que l'éclairage, les précipitations, la poussière et d'autres conditions de test. Cela permet aux laboratoires solaires de développer la capacité de test par étapes, d'une seule chambre d'humidité de température à un système de simulation environnementale PV plus large.
Les tests CEI ne sont pas de courtes démonstrations. La chaleur humide dure 1,000 heures. Le cyclisme thermique a besoin de centaines de transitions répétées. Le gel d'humidité nécessite une commutation stable entre la chaleur humide et la congélation. Pendant ces cycles, la construction de la chambre, le flux d'air, l'étanchéité, la précision du capteur et la logique de contrôle influencent tous la répétabilité des tests.
Pour les acheteurs, la valeur pratique est simple: moins de courses instables, moins de litiges d'échantillons, des enregistrements plus clairs et une meilleure utilisation du temps de laboratoire.
Xi'an LIB Industrie de la simulation environnementaleTravaille dans des chambres de test environnemental depuis 2009, couvrant la conception, la fabrication, les ventes et le service pour les clients mondiaux. Sa gamme de produits comprend des chambres de température et de climat, des chambres de corrosion, des chambres de pénétration de poussière et d'eau, des chambres d'altération, des chambres de plain-pied et des systèmes spéciaux de simulation environnementale.
Pour les laboratoires PV, ce contexte est utile car la conformité CEI 61215 et CEI 61730 nécessite souvent plus d'une chambre. Un laboratoire complet peut avoir besoin de chaleur humide, de vélo thermique, de préconditionnement UV, de poussière, de pluie et d'équipements environnementaux personnalisés. LIB peut prendre en charge les chambres standard et les espaces de test personnalisés en fonction de la taille du module, du but du test et de la disposition du laboratoire.
La société fournit également des conseils d'installation, la mise en service, la formation, le soutien à la maintenance et le service après-vente à long terme. Pour les laboratoires qui exécutent de longs cycles de certification PV, le support des fournisseurs n'est pas un détail mineur. Cela affecte la disponibilité, la planification de l'étalonnage, la formation des opérateurs et la capacité de réagir rapidement lorsqu'un calendrier de test est serré.
Le choix de l'équipement de test de laboratoire PV pour la conformité CEI 61215 et CEI 61730 commence par la norme de test, et non par le catalogue de chambre. L'équipement doit correspondre aux conditions réelles du test: 85 ° C/85% HR pour la chaleur humide de 1,000 heures, -40 ° C à + 85 ° C, le cycle thermique, le gel d'humidité de la chaleur humide aux conditions de congélation, contrôle des doses de préconditionnement UV et contrôles de sécurité après vieillissement environnemental.
Une bonne chambre de test environnemental PV devrait offrir un contrôle stable de la température et de l'humidité, suffisamment d'espace interne pour les modules de grande taille, un flux d'air fiable, un accès de câble sûr, une bonne étanchéité, des matériaux résistants à la corrosion, et des enregistrements de données clairs. Pour les laboratoires testant l'électronique PV ou les composants extérieurs, la méthode MIL-STD-810H 503.7 la capacité de choc de température peuvent également être nécessaires.
Une configuration IEC 61215 typique comprend une chambre d'essai environnemental PV, une chambre de chaleur humide, une chambre de cyclage thermique, un équipement de test de gel d'humidité, une chambre de préconditionnement UV, un simulateur solaire, un testeur d'isolation, un testeur de courant de fuite humide, testeur de charge mécanique, équipement de test de grêle et système d'enregistrement de données.
La chambre peut être similaire, en particulier pour la température, l'humidité et le préconditionnement UV. La différence est le but du test. IEC 61215 se concentre sur la fiabilité à long terme des modules, tandis que IEC 61730 se concentre sur les risques pour la sécurité tels que les chocs électriques, le feu, la défaillance de l'isolation et les risques mécaniques.
La méthode de MIL-STD-810H 503.7 est utile pour l'électronique liée au PV et les composants extérieurs qui peuvent faire face à des changements de température soudains. Il vérifie le transfert rapide entre les conditions chaudes et froides, généralement en 1 minute, ce qui est beaucoup plus rapide que le cycle thermique IEC 61215.
Les acheteurs doivent confirmer les dimensions du module, la capacité du lot, les articles de test IEC, la plage de température, la plage d'humidité, la fréquence de la rampe, l'uniformité de la chambre, la précision du capteur, les ports de câble, la protection de la sécurité, l'enregistrement des données, l'approvisionnement en eau, espace d'installation, plan d'étalonnage et support après-vente.
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