一、為什么可靠性測試對光伏如此關(guān)鍵?
光伏組件一旦安裝,幾乎無法維修或更換。
若早期失效,不僅損失發(fā)電收益,還可能引發(fā)熱斑、起火等安全風(fēng)險(xiǎn)。
因此,國際標(biāo)準(zhǔn) IEC 61215(地面用晶體硅光伏組件)設(shè)定了十余項(xiàng)可靠性測試,其中濕熱 + 紫外 + 熱循環(huán)被稱為“三大基礎(chǔ)耐候性驗(yàn)證”。
二、濕熱試驗(yàn):熱帶氣候的“高壓鍋”
測試條件(IEC 61215-2:2021 MQT 11):
溫度:85℃
濕度:85% RH
時(shí)長:1000小時(shí)(約42天)
狀態(tài):組件不通電,水平放置
?? 模擬場景:
東南亞、海南等高溫高濕地區(qū)全年運(yùn)行環(huán)境;
雨季+暴曬交替導(dǎo)致的水汽滲透。
?? 主要失效模式:
| 失效類型 | 表現(xiàn) | 后果 |
|---|---|---|
| EVA 脫層/黃變 | 電池片周圍發(fā)黃、起泡 | 透光率↓ → 發(fā)電效率↓ |
| 背板水解 | 背板粉化、開裂 | 絕緣失效 → 安全風(fēng)險(xiǎn) |
| 腐蝕柵線 | 銀漿電極氧化斷裂 | 串聯(lián)電阻↑ → 功率衰減 |
| PID 效應(yīng)加劇 | 鈉離子遷移導(dǎo)致漏電 | 開路電壓下降 |
? 合格判定:
最大功率衰減 ≤5%;
無嚴(yán)重脫層、氣泡、腐蝕;
絕緣電阻 ≥400 MΩ(1000V DC)。
三、紫外預(yù)處理:陽光中的“隱形殺手”
?? 測試條件(IEC 61215-2:2021 MQT 09):
光源:UVA-340 燈管(最接近太陽光截止波長 295nm);
輻照量:15 kWh/m2 @ 280–400nm(相當(dāng)于戶外2年紫外線 exposure);
溫度:60℃(黑板溫度);
濕度:可選,部分標(biāo)準(zhǔn)要求冷凝階段。
?? 模擬場景:
高海拔、沙漠等強(qiáng)紫外線地區(qū);
材料長期光老化。
?? 主要失效模式:
| 材料 | 風(fēng)險(xiǎn) |
|---|---|
| EVA 膠膜 | 紫外引發(fā)乙酸釋放 → 腐蝕電池片、玻璃脫層 |
| 背板(尤其含 PET 層) | 黃變、脆化、開裂 |
| 接線盒密封膠 | 老化龜裂 → 進(jìn)水短路 |
| 封裝材料界面 | 粘接強(qiáng)度下降 → 水汽侵入通道形成 |
?? 關(guān)鍵點(diǎn):UV 測試通常安排在濕熱或熱循環(huán)之前,因?yàn)楣饫匣瘯铀俸罄m(xù)濕熱失效。
四、濕熱 + 紫外:協(xié)同效應(yīng)的“致命組合”
現(xiàn)實(shí)環(huán)境中,紫外線與濕熱從不單獨(dú)出現(xiàn)。
實(shí)驗(yàn)室也發(fā)現(xiàn):先 UV 后 DH 的順序,比單獨(dú)測試更易暴露缺陷。
例如:
UV 導(dǎo)致 EVA 產(chǎn)生微裂紋 → 濕熱中水汽沿裂縫快速滲透;
背板 UV 老化后疏水性下降 → 高濕下吸水率飆升 → 加速水解。
?? 行業(yè)數(shù)據(jù):通過 UV+DH 組合測試的組件,戶外 5 年衰減率平均比未充分驗(yàn)證產(chǎn)品低 1.5–2%。
結(jié)語:每一度電的背后,都是千小時(shí)的實(shí)驗(yàn)室堅(jiān)守
一塊光伏組件,
看似沉默地躺在屋頂或荒漠,
實(shí)則每天都在與光、熱、濕、氧進(jìn)行無聲博弈。
而它的可靠性承諾,
不是靠口號,
而是靠——
1000 小時(shí) 85℃/85%RH 的蒸煮,
15 kWh/m2 紫外線的炙烤,
以及無數(shù)次跌落、冰雹、沙塵的錘煉。
真正的綠色能源,
經(jīng)得起陽光的贊美,
也扛得住時(shí)間的質(zhì)疑。
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