PVEL的热循环(TC)测试评估了光伏组件承受温度变化的能力。 虽然大多数太阳能市场的环境温度每天和季节都有变化,但在夜间温度比白天低得多的地方,通常正是拥有大量太阳能资源的地方,表现最好的TC结果最为关键。
热循环
为什么热循环测试很重要
在现场运行一年后,Kiwa集团的同僚,PI Berlin在西班牙的团队被签约,对西班牙一个12兆瓦的现场进行例行检查。 在这次检查中,PI柏林小组通过热成像发现接线盒有明显的温度梯度。 进一步的调查确定,90%的模块都有接线盒存在这个问题。 这些图片中显示的最热的部分是在接线盒内的电缆终端点。
网站所有者在8个月内花费了45000多欧元来调查这个问题,检查了网站的每一个模块,并进行了根本原因分析。 该分析包括PI Berlin在一个受影响的模块样本上拆下接线盒平底锅,发现了电缆终端的压接问题。 旁路二极管放置在接线盒中,阻止了对电缆的有力压接,导致电气连接被削弱。 这个问题会导致更高的电阻,从而降低性能,在最坏的情况下会导致热点、电弧故障和火灾。
我们联系了模块制造商,但不认为这是一个有效的保修更换案例。 网站所有者将继续每年评估组件的性能和电气绝缘,并在未来尝试对任何出现灾难性故障的组件进行保修索赔。
这类问题在IEC 61215的TC200热循环测试中可能会被遗漏,但之前在PVEL的PQP中的扩展TC600热循环测试中已经被发现。
热图像显示接线盒电缆终端的热点。
84% 的测试 BOM 降级 < 2%。
玻璃//玻璃的退化中值为 0.5%,而玻璃//背板的退化中值为 1.8%。
PERC 和 TOPCon 同样可靠。存在 HJT 焊接挑战。
几乎 12% 的 BOM 在 TC 测试期间经历了一次或多次失败。
测试程序
模块在一个环境室中经受极端的温度波动。 它们首先被带到-40℃的温度,之后温度上升到+85℃。 在温度升高的同时,组件受到最大功率电流的影响,提供了额外的现场相关的压力。 这个循环总共重复了600次。 每200个周期进行一次特性分析。
IEC 61215测试要求200次热循环,这并不代表光伏组件在大多数环境下的预期运行寿命:就焊料疲劳而言,25次热循环仅相当于在印度钦奈运行一年,但在南达科他州的苏福尔斯却可以运行50年*。
*Bosco, N.S.、Silverman, T.、Kurtz, S.,“光伏模块焊料的气候特定热机械疲劳”,微电子可靠性,2016 年 3 月,DOI:10.1016/j.Microrel.2016.03.024
TC测试结果聚焦
一些在IEC 61215标准规定的200个热循环测试时间内表现良好的模块,在PQP延长热循环期间出现了灾难性的缺陷。 在这个例子中,该模块通过TC200和TC400表现良好。 然而,在TC600之后,该模块没有功率输出,并且有一个黑色的EL图像。 PVEL对故障进行了调查,发现其中一个模块的接线盒内有一个开路。 如果这被安装在现场,就会导致整个字符串没有输出。