機(jī)械載荷測(cè)試模擬光伏組件在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中抗風(fēng)壓、抗沖擊能力

光伏組件的日益高功率化、組件尺寸增大成為趨勢(shì)，組件在工廠處理、運(yùn)輸、安裝過(guò)程中會(huì)收到各種各樣的力，在戶(hù)外會(huì)受到風(fēng)、雪、冰等重物的壓力，如果組件的強(qiáng)度達(dá)不到要求，在受到重物壓力情況下，組件形變過(guò)大，會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)電池片和主柵等脆弱部分失效現(xiàn)象。美能動(dòng)態(tài)機(jī)械載荷測(cè)試儀被廣泛應(yīng)用于光伏組件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和評(píng)估，通過(guò)使用機(jī)械應(yīng)力以模擬實(shí)際情況下的外力作用，評(píng)估組件在自然環(huán)境條件下的抗風(fēng)壓、抗沖擊能力以及結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

在全球光伏實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)通行的光伏組件性能及安全測(cè)試規(guī)范IEC標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)于機(jī)械載荷測(cè)試進(jìn)行了詳細(xì)規(guī)定，例如IEC TS 62782用于評(píng)估光伏組件承受動(dòng)態(tài)風(fēng)壓的能力，以及IEC 61215中MQT16的機(jī)械載荷試驗(yàn)。

光伏組件風(fēng)載荷

光伏組件在實(shí)際使用過(guò)程中遭受大風(fēng)天氣而損壞的情況并不少見(jiàn)，風(fēng)載的作用雖然不如其他自然災(zāi)害那樣強(qiáng)，但是風(fēng)載荷作用頻繁且受外界環(huán)境和結(jié)構(gòu)形式的影響不易確定，對(duì)光伏組件產(chǎn)生的危害要大得多。在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，光伏組件是最先承受風(fēng)載荷的，其占據(jù)了大部分的受力面積，之后再傳遞至基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)（地基、配重等）。

兩種不同的風(fēng)載荷工況對(duì)組件產(chǎn)生了兩種不同的力

光伏組件冰雪載荷

冰雪在組件表面大量堆積時(shí)，會(huì)造成壓力。通過(guò)機(jī)械載荷測(cè)試評(píng)估光伏組件在遇到強(qiáng)降雪時(shí)，承受壓力的能力，從而更有效規(guī)避將組件產(chǎn)品應(yīng)用在多降雪地區(qū)，進(jìn)而造成積雪壓力引起的組件失效情況，如邊框彎折或斷裂、背玻不均勻性破裂、安裝系統(tǒng)部分或完全解體等。

兩種不同的冰雪載荷工況對(duì)組件產(chǎn)生了兩種不同的力

機(jī)械載荷測(cè)試光伏組件在進(jìn)入實(shí)地使用之前，為了避免出現(xiàn)各種故障與失效情況，必須保證光伏組件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、材料選擇合理、生產(chǎn)工藝流程合理，且經(jīng)歷一系列的氣候、光照、電氣和機(jī)械應(yīng)力測(cè)試。

其中機(jī)械應(yīng)力測(cè)試，包含靜態(tài)、動(dòng)態(tài)機(jī)械載荷試驗(yàn)，引出端強(qiáng)度試驗(yàn)和冰雹撞擊試驗(yàn)。

靜態(tài)機(jī)械載荷，IEC61215對(duì)其的要求為至少達(dá)到設(shè)計(jì)載荷的1.5倍，通過(guò)施加一定的載荷并測(cè)量組件的位移、應(yīng)力等參數(shù)，可以確定組件最大承載能力，以及變形特性。這對(duì)于設(shè)計(jì)和選擇適合特定應(yīng)用場(chǎng)景的光伏組件非常重要，以確保其在實(shí)際工作中能夠安全可靠地承受外部機(jī)械載荷。

所謂動(dòng)態(tài)機(jī)械載荷，是指光伏組件在強(qiáng)風(fēng)作用下，產(chǎn)生前后表面晃動(dòng)，會(huì)使得組件承受正反方向交替加壓，從而加速材料疲勞，進(jìn)而可能引發(fā)電池片和柵線(xiàn)等脆弱部分的失效現(xiàn)象。影響強(qiáng)度的關(guān)鍵因素有組件的尺寸、厚度、表面處理、框架穩(wěn)定性、安裝方式和焊接點(diǎn)的機(jī)械可靠性。測(cè)試有助于評(píng)估組件的抗疲勞性能和材料的耐久性，提高產(chǎn)品質(zhì)量水平。

現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)中機(jī)械載荷試驗(yàn)主要模擬組件承受靜態(tài)載荷的情況，考核組件在靜止不變的壓力下是否可靠。動(dòng)態(tài)機(jī)械載荷比靜態(tài)機(jī)械載荷更加苛刻，更能夠客觀、全面的反映組件的真實(shí)可靠性，是制造商測(cè)量光伏組件抗風(fēng)能力的絕佳工具。

未合格組件在動(dòng)態(tài)機(jī)械載荷試驗(yàn)前（左）后（右）EL圖像對(duì)比

美能動(dòng)態(tài)機(jī)械載荷測(cè)試儀

美能動(dòng)態(tài)機(jī)械載荷測(cè)試儀，兼具靜態(tài)機(jī)械載荷測(cè)試和動(dòng)態(tài)機(jī)械載荷測(cè)試2套測(cè)試功能，測(cè)試光伏組件在經(jīng)受風(fēng)、雪、或覆冰等靜態(tài)、動(dòng)態(tài)載荷的抗壓能力。采用動(dòng)態(tài)持壓技術(shù)，模擬組件承受正反方向交替加壓試驗(yàn)，加速組件材料疲勞，檢驗(yàn)組件的真實(shí)可靠性。

• 載荷施加方式：氣缸帶動(dòng)吸盤(pán)壓合吸；

• 可安裝多達(dá)84（12*7）個(gè)氣缸，每個(gè)氣缸單獨(dú)控制；

• 測(cè)試系統(tǒng)壓力，拉力，保持時(shí)間，循環(huán)測(cè)試，循環(huán)頻率，電流大小可以預(yù)先設(shè)定；

測(cè)試系統(tǒng)可記錄和存儲(chǔ)測(cè)試過(guò)程中的正向壓強(qiáng)，反向壓強(qiáng)，形變，溫度，循環(huán)次數(shù)，電流值。