動態(tài)機械載荷測試前后光伏組件的效率對比

光伏(PV)模塊在現(xiàn)場的使用壽命預(yù)計至少為20年。為了確保這一點，光伏組件的機械完整性非常重要，影響光伏模塊效率的關(guān)鍵因素之一是其安裝環(huán)境的外部氣候條件的多樣性。「美能光伏」動態(tài)機械載荷測試儀通過模擬環(huán)境不同的動態(tài)和靜態(tài)機械載荷，測試光伏模塊性能和影響，有助于提高光伏模塊的可靠性和使用壽命。

機械負(fù)載測試是為了測試光伏模塊在2400 Pa和5400 Pa均勻負(fù)載下的可靠性。根據(jù)IEC-61215標(biāo)準(zhǔn)，在光伏模塊表面施加載荷3小時，在負(fù)載前后進行電致發(fā)光(EL)成像和太陽輻照測試，以表征負(fù)載對PV的性能和影響。

驗證與測試

根據(jù)電池的類型(單晶和多晶)和母線的數(shù)量(3和4)對PV進行了區(qū)分和命名：單晶3母線(MT-3BB)、單晶4母線(MT-4BB)、多晶3母線(PT-3BB)和 多晶4母線(PT-4BB)。PV的重要額定規(guī)格如表所示：

壓力(約5400 Pa)在不同母線數(shù)量和電池類型的PV前表面使用測試裝置施加3小時。IEC標(biāo)準(zhǔn)，該壓力等于PV整個使用壽命期間的模擬機械載荷。為了得到負(fù)載的平均效應(yīng)，按照下圖所示的方案，對每種型號的3個PV進行測試。

(a)光伏組件機械測試的方法(b)光伏組件的太陽輻照測試設(shè)計的電路圖

對具有不同母線數(shù)量的單晶和多晶串聯(lián)PV進行了測試，同步對比PV的機械完整性和電性能參數(shù)，如功率、效率、填充系數(shù)、 串聯(lián)電阻等，并對施加負(fù)載前后的性能進行了比較。重要的電性能參數(shù)是通過太陽輻照測試確定的。使用下式計算施加負(fù)載前后的最大功率輸出:

其中，“I”為PV輸出的最大電流，“V”為太陽輻照測試時產(chǎn)生的最大電壓。同理，PV的效率由下式確定：

式中“P”為給定太陽輻照度水平“E”時PV的最大功率輸出。式中“A”為組件的總面積。在PV的整體性能中，另一個重要的電氣參數(shù)是填充系數(shù)。填充因子由下式計算：

這里的“Voc”是開路電壓，“Isc”是通過太陽輻照測試確定的短路電流。提供給電流流動的電阻也是PV可靠性的一個重要參數(shù)（PV串聯(lián)電阻）由下式確定：

機械載荷負(fù)載前后PV的效率變化趨勢

對于所有類型的PV，效率仍然大于15%。PT- 4BB模塊的效率最小降低了9%，而MT-3BB模塊的效率最大降低了20%。

不同類型光伏組件負(fù)載前后的功率和效率

不同類型PV的整體性能，填充系數(shù)和串聯(lián)電阻分別如圖所示。MT-4BB的填充系數(shù)最高，為82%±0. 65%，加載后填充系數(shù)為71%±4.03%。MT-3BB的填充系數(shù)最低，加載后后是60%±3.99%。

(a)填充系數(shù) (b)負(fù)載前后不同型號光伏組件的串聯(lián)電阻

組件的功率輸出和效率由多種參數(shù)決定，包括接收的輻照量、使用的玻璃的反射率、制造的制造工藝以及組件的機械完整性。機械載荷對PT-3BB、MT-3BB和MT-4BB電性能的顯著影響(p < 0.05)。然而，在PT-4BB模塊的情況下，效果不太顯著，這背后的原因在于太陽能電池的制造工藝不同。

綜上所述，在生產(chǎn)流程的中引入并優(yōu)化機械載荷模擬測試步驟。模擬組件可能遇到的各種極端環(huán)境載荷，如強風(fēng)、積雪、覆冰等，確保組件在設(shè)計、生產(chǎn)階段就能充分驗證其在實際應(yīng)用中的性能表現(xiàn)。不僅能提升產(chǎn)品的整體質(zhì)量，還能增強產(chǎn)品的市場競爭力，為用戶提供更加可靠、耐用的太陽能光伏組件。

美能動態(tài)機械載荷測試儀

美能動態(tài)機械載荷測試儀ME-PV-DML ，84通道壓力傳感器控制，每個氣缸單獨控制；吸盤間距可調(diào)，萬向結(jié)構(gòu)，保障組件表面受力均勻，高精度可編程直流電源監(jiān)控組件內(nèi)部電流連續(xù)性。

載荷施加方式：氣缸帶動吸盤壓合吸；

可安裝多達84（12*7）個氣缸，每個氣缸單獨控制；

測試系統(tǒng)壓力，拉力，保持時間，循環(huán)測試，循環(huán)頻率，電流大小可以預(yù)先設(shè)定；

• 測試系統(tǒng)可記錄和存儲測試過程中的正向壓強，反向壓強，形變，溫度，循環(huán)次數(shù)，電流值。

通過模擬環(huán)境不同的機械載荷，測試光伏模塊性能和影響，有助于提高光伏模塊的可靠性和使用壽命。「美能光伏」動態(tài)機械載荷測試儀，兼具靜態(tài)載荷和動態(tài)載荷測試功能，模擬組件承受正反方向交替加壓試驗，加速組件材料疲勞，檢驗組件的真實可靠性。