Les modules solaires passent des décennies à l'extérieur, passant des après-midi chauds aux nuits froides et aux balançoires saisonnières. Cette expansion et contraction constantes contraintes de souder les joints, les rubans, les joints, les feuilles de fond et les connexions de boîte de jonction. Le cyclisme thermique des panneaux solaires est important car il apporte cette contrainte dans le laboratoire, où des points faibles peuvent être trouvés avant qu'un module n'atteigne le champ. Pour les fabricants de modules, les laboratoires de test et les acheteurs de projets, un test de cyclisme thermique pour les panneaux solaires est plus qu'un exercice de vérification de cases. Cela affecte le calendrier de sortie du produit, l'exposition à la garantie et la confiance à long terme dans les performances sur le terrain.
Un fabricant d'électronique automobile en Italie a signalé de solides performances de la chambre de changement rapide de température au cours de son programme de test. Comme ils l'ont noté:«La chambre fonctionne parfaitement. Nous effectuons quatre tests thermiques complets, dont le burn-in (48 heures à 70 °C) et le cyclage thermique (-20 °C à 70 °C, répété 11 fois).»
Tout au long de ces conditions exigeantes, la chambre a maintenu un fonctionnement cohérent et stable. Cette fiabilité a permis à l'équipe de réaliser un brûlage prolongé et de multiples séquences de cyclage thermique sans interruption, assurant des transitions de température précises et soutenant une évaluation précise de la durabilité du module électronique sous une contrainte thermique réaliste.
Les tests de cyclisme thermique entraînent à plusieurs reprises un module PV entre les limites de température basse et haute pour exposer la fatigue thermique. Le principal problème est l'inadéquation. Différents matériaux à l'intérieur du module se dilatent et se contractent à des rythmes différents, et des cycles répétés peuvent lentement endommager les liaisons de soudure, les connexions de cellules et les interfaces à l'intérieur du stratifié et de la boîte de jonction.
LeTest de cyclisme thermique IEC 61215Est généralement associé à-40 °C à 85 °C, Généralement pourCycles 200, Chaque cycle prenant jusqu'à environ six heures. Les directives de l'industrie soulignent également que l'exigence est liée à la température du module plutôt qu'à la seule température de l'air, et que le courant est appliqué lorsque la température du module estAu-dessus de 25 °CDans le200-cycleSéquence. En pratique, cela signifie qu'une chambre à cycle de température pour les panneaux solaires doit fournir des rampes stables, des habitations répétables et des conditions uniformes sur l'ensemble du module.
Un module peut passer une inspection visuelle tout en masquant la faiblesse des interconnexions ou des joints de soudure. Le cyclisme thermique est précieux car il pousse ces faiblesses vers un échec précoce alors que la conception est encore en cours de révision.
La fatigue thermo-mécanique est le mécanisme de défaillance du noyau. Les variations de température répétées peuvent créer des microfissures cellulaires, une fatigue de ruban ou de soudure, une augmentation de la résistance aux connexions électriques et un chauffage autour des bornes de la boîte de jonction. Certains programmes de cyclisme étendus utilisés sur le marché montrent également qu'une certification minimale n'est pas toujours suffisante pour exposer chaque faiblesse pertinente sur le terrain dans des climats difficiles avec de grands écarts de température jour-nuit.
Mode d'échec | Ce que cela peut conduire à |
Fatigue du joint de soudure | Contact intermittent, perte de puissance, réclamation de garantie anticipée |
Microfissures cellulaires | Dommages cachés et baisse progressive de la sortie |
Contrat de connexion de la boîte de jonction | Points chauds et performances instables |
Faiblesse d'interface | Dégradation plus rapide lorsqu'elle est combinée à des contraintes de vieillissement plus larges |
Le cyclisme thermique est une méthode de vieillissement accéléré, pas une garantie à vie complète. Ce qu'il fait bien, c'est compresser le stress majeur de la température extérieure dans un programme contrôlé. Les références placent généralement un programme TC200 dans une plage d'environ 850 à 1,200 heures, et la recherche de profils plus rapides montre que le temps ne peut être réduit que lorsque les mécanismes de défaillance sont correctement compris. Pour les équipes de développement, cela rend le cycle thermique utile pour comparer les conceptions, vérifier les changements de processus et cribler les matériaux avant la certification.
Une fois que le profil de test est défini, l'ajustement de la chambre devient le problème suivant. Une chambre de test de panneau solaire a besoin de la bonne plage de température, du contrôle de rampe et de l'espace de travail pour la taille du module. Pour les laboratoires qui fonctionnent égalementPréconditionnement UVOuHumidité-gelFonctionne, le plan de la chambre doit prendre en charge la séquence complète de qualification PV plutôt qu'un seul test isolé.
La chambre du cycle de température de LIBCouvre des plages qui incluent-40 ° C et s'étendent jusqu'à-70 ° C sur les options bas de gamme, avec une précision de contrôle de température indiquée de ± 0.5 ° C et des vitesses de rampe jusqu'à 5, 10, 15, ou 20 °C par minute selon la configuration. Les mêmes pages positionnent l'équipement autour des normes qui incluent IEC 61215. Pour la qualification PV, LIB propose également une chambre climatique solaire pour le prétraitement UV avant le cycle thermique et le gel de l'humidité dans le flux de travail CEI 61215.
Cela est important car de nombreux laboratoires construisent un flux de travail de test de fiabilité de panneau solaire, et non pas d'acheter une chambre pour un seul test. Lorsque les UV, le cycle thermique, le gel de l'humidité et la chaleur humide sont planifiés comme une séquence, l'équipement correspondant réduit le frottement de configuration.
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| Salle de travail robuste | Trou de câble | Capteur de température et d'humidité |
Certains laboratoires ont principalement besoin d'une qualification basée sur des normes. D'autres ont besoin d'un dépistage technique plus rapide pendant la R & D. C'est là que la différence entre une chambre de cycle de température et unChambre de cyclage thermique à taux rapideDevient utile.
Type de chambre | Meilleur ajustement | Valeur principale |
Chambre de cycle de température | Tests de durabilité de routine du module PV de style IEC | Programmes de qualification stables et reproductibles |
Chambre de cyclage thermique à taux rapide | Dépistage plus rapide du développement et validation de l'ingénierie | Boucles de stress plus courtes et rétroaction plus rapide |
Chambre de prétraitement UV | Étape plus précoce de la qualification PV | Prend en charge le préconditionnement avant les tests climatiques ultérieurs |
La page de la chambre à débit rapide de LIB répertorie les taux de changement de température de 5, 10 et 15 ° C par minute, tandis que la page de la chambre de cycle de température standard met l'accent sur une plus grande flexibilité des tests cycliques.
Dans le cycle thermique des panneaux solaires, la précision des tests dépend des rampes et des habitations cohérentes. Les données officielles de LIB répertorie la fluctuation de température de ± 0.5 ° C pour sa chambre de cycle de température, tandis que des références plus larges de l'industrie soulignent la nécessité d'une température de module homogène et de conditions répétables. Ce niveau de contrôle est particulièrement important lors de la comparaison des constructions de modules, de la validation de nouveaux matériaux ou de la vérification si un changement de production affectait la fiabilité.
Les modules PV pleine grandeur font de la géométrie de la chambre un problème de sélection sérieux. Les directives de l'industrie recommandent un dégagement suffisant pour éviter les perturbations du flux d'air, et les officiels de LIB indiquent la gestion des modules PV pleine grandeur ainsi qu'un support de conception personnalisé. Pour les équipes testant des modules de plus grand format ou planifiant des courses par lots, la disposition intérieure, l'espacement des appareils et le flux d'air peuvent avoir autant d'importance que la plage de température.
Une courte liste de contrôle utile comprend:
· Taille et poids maximum du module
· Test de qualification par rapport à l'objectif de dépistage de R & D
· Besoin de prétraitement UV, de gel d'humidité ou de chaleur humide
· Surveillance de l'échantillon-température et journalisation des données
· Espace d'installation et accès au service
Un laboratoire de certification et une équipe de développement pilote peuvent avoir besoin d'un équipement très différent même lorsqu'ils recherchent tous deux une chambre environnementale de panneau solaire.
Les modules de silicium cristallin et de couche mince peuvent apporter différents besoins de conception et d'application, et la taille du module change encore plus l'exigence de la chambre. Les petits échantillons peuvent s'adapter à une chambre compacte, mais les modules de toit ou utilitaires pleine grandeur nécessitent généralement un espace de travail plus grand, un flux d'air stable et un espacement constant des appareils. Un laboratoire qualifiant plusieurs formats de panneaux devrait également penser au routage des câbles, au nombre de capteurs et à la question de savoir si une chambre doit couvrir plusieurs étapes de test.
La valeur n'est pas seulement dans la chambre elle-même.LIB's offre un chemin clé en main plus largeCouvrant la discussion de conception, la production, l'inspection, la mise en service, la livraison, l'installation, la formation et le support après-vente. La société est spécialisée dans les chambres d'essai environnementales depuis plus de 16 ans, fabrique et vend des chambres depuis 2009 et fournit une garantie de 36 mois avec un service de suivi à vie. Pour les acheteurs qui lancent ou améliorent une ligne de chambre de test de panneau solaire, un support plus large peut réduire les frottements d'installation et de démarrage.
Xi'an LIB Industrie de la simulation environnementaleSe présente comme un fournisseur de chambres de test environnemental couvrant la conception, la fabrication, les ventes et le service pour les clients du monde entier. Son profil officiel de l'entreprise décrit une gamme de produits qui comprendChambres de température et de climat, chambres de corrosion, chambres IP de poussière et d'eau, chambres d'altération et chambres d'essai spéciales, soutenues par les certifications CE et RoHS.La société met également en évidence des solutions de test environnemental clé en main et un support après-vente à long terme, ce qui le rend pertinent pour les acheteurs de PV qui ont besoin de plus d'une seule chambre de cycle de température.
Le cyclisme thermique reste l'un des moyens les plus clairs de juger si la conception d'un module solaire est prête pour un réel stress extérieur. Il révèle la fatigue des cellules, des rubans, des joints de soudure et des connexions de boîte de jonction avant que ces problèmes ne se transforment en pannes de champ. La chambre droite doit correspondre à la norme, au format du module et au flux de travail plus large du laboratoire. Lorsque cette correspondance est correcte, le résultat n'est pas seulement des données pass-or-fail, mais un dépannage plus rapide et une plus grande confiance dans la durabilité du produit.
Une chambre à cycle de température est généralement meilleure pour les tests de cyclage thermique basés sur des normes pour les panneaux solaires, où les rampes stables et les habitations répétables comptent le plus. Une chambre de cyclage thermique à débit rapide est plus utile pour un criblage technique plus rapide pendant le développement.
Pour un test de cyclisme thermique CEI 61215, un cycle peut durer jusqu'à environ six heures, et un programme TC200 complet s'étend souvent sur des centaines d'heures. Les références de l'industrie placent généralement la durée totale autour de 850 à 1,200 heures, selon le profil du test.
Le cycle thermique des panneaux solaires peut révéler une fatigue de soudure, une faiblesse d'interconnexion, des microfissures cellulaires, une augmentation de la résistance aux connexions sollicitées et des problèmes de chaleur autour des boîtes de jonction. Ce sont des effets classiques de la dilatation et de la contraction thermiques répétées.
Commencez avec le plus grand module prévu pour les tests, puis laissez suffisamment d'espace pour le flux d'air, les luminaires, le câblage et les capteurs. Pour les modules photovoltaïques pleine grandeur, la géométrie intérieure et l'uniformité du flux d'air importent autant que la plage de température.
Une meilleure conception d'interconnexion, un contrôle de stratification plus serré, une soudure fiable, un comportement d'expansion des matériaux compatible et un dépistage précoce des modifications de conception sont tous utiles. Une chambre de test de panneau solaire répétable est également importante car des conditions stables facilitent l'identification des points faibles avant la qualification formelle.
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