地址
北京總部:
北京市東城區(qū)和平里北街6號遠東科技文化園26號樓三層
上海辦公室:
上海市閔行區(qū)申長路518號 虹橋綠谷廣場C座 910室
光伏檢測實驗室:
浙江省嘉興市康和路1288號嘉興光伏科創(chuàng)園6號樓西一層
光伏戶外實證基地:
黑龍江漠河、內(nèi)蒙古托克托、河北張家口、浙江三門、浙江嘉興、海南???、海南三亞
干熱氣候是我國的典型氣候之一,其特點為氣溫高、濕度低、日溫差大、太陽輻射強以及部分地區(qū)存在沙塵等,其典型地區(qū)為我國西北地區(qū)、新疆吐魯番地區(qū)、內(nèi)蒙古西部地區(qū)等。針對干熱氣候的氣候特點,鑒衡就溫度、光照紫外、沙塵這三個組件老化的主要影響因子設計了三種的可靠性序列,包括加嚴熱循環(huán)序列、綜合老化UV&TC序列、以及可選的沙塵序列。
干熱地區(qū)的日溫差較大,同時正午太陽輻照度通常較強,光伏組件的工作溫度將達到60℃2,而凌晨光伏組件的溫度將下降至環(huán)境溫度,通常為零下,因此需要熱循環(huán)(TC)測試來評估光伏組件承受溫度變化的能力。光伏組件中不同部件的熱膨脹系數(shù)各不相同,隨著組件溫度每日的循環(huán)變化,組件中的不同部件會受到膨脹和收縮的影響,熱膨脹系數(shù)的差異將在組件內(nèi)部產(chǎn)生應力,這種應力作用在光伏組件的每一層材料之間,容易引發(fā)斷柵、隱裂等可靠性問題,從而導致組件失效,即熱疲勞相關的失效,特別是電池焊接失效。電池焊接失效將使組件性能大幅降低。
常規(guī)熱循環(huán)測試周期長、成本高,而加嚴熱循環(huán)測試在其基礎上進行了加嚴,大幅縮短了測試周期。并且加嚴熱循環(huán)測試已進行了驗證試驗,試驗結果顯示加嚴熱循環(huán)測試能與常規(guī)熱循環(huán)測試結果等效,同時表明了溫度加嚴并不會對接線盒和連接器產(chǎn)生影響。
紫外輻射是組件中聚合物材料(如背板、封裝材料)老化的主要影響因子,背板的常見紫外老化表現(xiàn)為黃變、開裂、粉化等,封裝材料的常見紫外老化表現(xiàn)為黃變與褐變等。而干熱地區(qū)的強輻照對背板、封裝材料的可靠性是更高的考驗,需要紫外相關測試評估聚合物材料的可靠性風險??紤]到紫外衰減因子通常與其他環(huán)境應力因素協(xié)同作用,干熱氣候下選擇熱循環(huán)測試模擬組件的日溫差變化情況,同時施加紫外應力與熱應力相比單一影響因素的紫外測試,更貼近材料在戶外的真實情況,該測試即為綜合老化UV&TC測試。
同時,綜合老化測試還能識別傳統(tǒng)序列測試檢測不到的失效模式,特別針對新型電池技術與封裝材料搭配;由于多種老化因子同時作用于組件上,復合老化測試的效率更高,復現(xiàn)失效耗時更短;大、小樣品均可進行該測試,對組件、材料廠的研發(fā)工作提供了便利。
干熱氣候典型地區(qū)中的沙漠及部分周邊地區(qū),遭受沙塵暴的頻次高、強度大。在這種情況下,沙塵會對組件表面玻璃造成磨損,特別是高風速下,表面鍍膜的玻璃更容易受到影響。然而,考慮到并非干熱氣候的所有地區(qū)都頻繁遭受沙塵的影響,因此沙塵序列作為該環(huán)境條件下的可選項,使用者可根據(jù)組件應用區(qū)域與實際情況自行選擇,如參照我國年沙城暴日數(shù)分布圖確定。
地點: 內(nèi)蒙古自治區(qū)呼和浩特市托克托縣,東經(jīng)111.28°,北緯40.44°;面積約6000平米
氣候特點: 中溫帶半干旱大陸性季風氣候,冬季漫長嚴寒,夏季炎熱,春秋兩季氣候變化劇烈。年平均氣溫7.3℃,極端最高溫度為40.5℃,極端最低溫度為-29.7℃,年平均降水量362mm,年日照時數(shù)3520h
目的: 驗證不同組件類型在沙戈荒地面條件下的發(fā)電性能、不同安裝方式的發(fā)電性能、組件工作溫度、功率衰減情況和組件外觀(邊框、玻璃)抗風沙能力、功率衰減情況;
基地類型: 鹽堿地地面;
支架類型: 固定(傾角可調(diào))支架;平單軸、斜單軸、雙軸跟蹤支架;
氣象設備: 高精度氣象站,輻照度、溫濕度、風速風向、降雨降雪量、污染率;
數(shù)采: 直流電表精度0.5以內(nèi);采集頻次不少于1次/min;
實驗室: 基本實驗室,功率測試、紅外、EL、絕緣、濕漏;光功率預測系統(tǒng);
交通情況: 位于內(nèi)蒙首府呼和浩特市西南50km處,交通便利,便于組件運輸和實驗室實驗;
我國南方及沿海地區(qū)例如上海、廈門、海南等為濕熱氣候1的典型地區(qū),濕熱氣候特點為濕度高、雨量大、氣溫較高、日溫差小等,也是我國典型環(huán)境之一。濕熱氣候最顯著的衰減因子為濕度,水汽與UV的互相作用也不可小覷,還有高溫高濕下的偏壓以及沿海地區(qū)的鹽霧,對應的四種可靠性序列依次為加嚴濕熱序列、綜合老化UV&DH序列、PID序列和可選的鹽霧序列。
濕熱氣候的降水量多,相對濕度高,同時夏季溫度也較高,因此在該氣候下運行的組件將會同時受到高溫、高濕的影響,濕熱測試則能評估組件長期在高溫和高濕條件下的表現(xiàn)。在濕熱應力的作用下,水汽和高溫將影響光伏組件的密封材料。當密封材料的密封性由于材料本身質(zhì)量問題及層壓工藝優(yōu)劣問題而降低時,水汽將透過密封材料進入組件內(nèi)部,造成封裝材料變色及電池、焊帶等腐蝕,影響組件的發(fā)電性能。 同樣的,常規(guī)濕熱測試存在耗時久、成本高的問題,因此加嚴濕熱測試在常規(guī)濕熱測試的基礎上進行了溫度與濕度的增加,節(jié)省了大量測試時間。
有關紫外測試的必要性前文已闡述,在此不再贅述。濕熱氣候下,同時施加紫外應力與濕熱應力相比單一老化因子的可靠性測試,更貼近材料在戶外的真實情況,能更好復現(xiàn)組件在戶外實際使用的情況,該測試即為綜合老化UV&DH序列。
在高溫高濕的環(huán)境中,光伏組件會出現(xiàn)電勢誘導衰減(PID)效應。目前發(fā)現(xiàn)的PID種類共有三種,分別為PID-p、PID-s、PID-c
?最常見的為PID-s,即光伏組件在受到負偏壓時,玻璃中的鈉離子/金屬離子穿透膜層進入電池片PN結,形成了電池內(nèi)部的漏電通道,導致了組件的電流輸出減少。
?PID-p代表了組件長期在高電壓下工作,在蓋板玻璃、封裝材料、邊框之間存在漏電流,大量電荷聚集在電池片表面,導致填充因子、短路電流、開路電壓降低,即外加電場下造成的極化作用。
?PID-c產(chǎn)生的原因是光伏組件的邊緣部分有水汽進入,EVA發(fā)生水解后會生成醋酸,醋酸和玻璃中的鈉反應,可以生成大量的自由移動的鈉離子,與電池片表面的銀柵線發(fā)生反應,從而腐蝕電池柵線,導致串聯(lián)電阻的升高,導致組件性能衰減,并且此類衰減不可恢復電池。
盡管部分PID是可恢復的,但嚴重的PID和部分不可恢復的PID類型對組件性能的影響可達30%。
濕熱氣候的典型地區(qū)多為沿海地區(qū),此類具有潮濕特點及鹽堿地、重工業(yè)污染區(qū)等具有強腐蝕性特點的地區(qū),往往更容易發(fā)生鹽霧。鹽霧腐蝕,主要源于含氯化物鹽的微小液滴,其形成的彌散系統(tǒng)可通過氯離子與金屬內(nèi)部產(chǎn)生電化學反應導致破壞。因此,若光伏組件安裝在易受鹽霧影響的環(huán)境中,可能導致金屬邊框、接線端子和背板涂層等部件受損,進而降低其輸出功率和安全可靠性。鹽霧序列作為濕熱氣候環(huán)境下的可選序列,使用者可根據(jù)組件應用區(qū)域與實際情況自行選擇,如參照GB/T 4797.6中鹽霧嚴酷度示意圖決定。
地點: 海南省??谑忻捞m區(qū),東經(jīng)110.48°,北緯19.97°;面積約2300平米;
氣候特點: 熱帶海洋性季風氣候,溫暖多雨,光熱充足,溫差小。年平均氣溫24.4℃,最高平均氣溫28℃左右,最低平均氣溫18℃左右,年日照時數(shù)2000h以上,年平均降水量1696.6mm;
目的: 驗證N型、P型等不同組件類型在高溫高濕地區(qū)的發(fā)電性能與單瓦發(fā)電量增益、工作溫度監(jiān)控;驗證西歐客戶指定支架類型的不同組件類型在高溫高濕地區(qū)的發(fā)電性能、工作溫度監(jiān)控;
基地類型: 混凝土平屋頂;
支架類型: 固定(傾角可調(diào))支架、特殊定制支架;
氣象設備: 輻照度、光譜、溫濕度、風速風向、降雨量;
數(shù)采: 直流電表精度0.5以內(nèi);采集頻次不少于1次/min;
實驗室: 基本實驗室,功率測試、紅外、EL、絕緣、濕漏;
交通情況: 美蘭機場、美蘭高鐵站附近,毗鄰海文高速;
地點: 海南省三亞市崖州區(qū),東經(jīng)109.22°,北緯18.39°;面積約6000平米
氣候特點:熱帶海洋性季風氣候,年平均氣溫25.7℃,氣溫最高月為6月,平均28.7°C;氣溫最低月為1月,平均21.4°C。全年日照時間2534小時。年平均降水量1347.5毫米
目的: 驗證N型、P型等不同組件類型在高溫高濕地區(qū)的發(fā)電性能與單瓦發(fā)電量增益、工作溫度監(jiān)控;
基地類型: 泥土/草地地面
支架類型: 固定(傾角可調(diào))支架、平單軸跟蹤支架
氣象設備: 輻照度、溫濕度、風速風向、降雨量
數(shù)采: 直流電表精度0.5以內(nèi);采集頻次不少于1次/min
實驗室: 共享??趯嵶C基地實驗室
交通情況: 三亞機場、崖州高鐵站附近,毗鄰海南環(huán)島高速
寒冷氣候是我國的典型氣候之一,其特點為冬季寒冷干燥、年溫差大、日照豐富以及冬季降雪等,其典型地區(qū)為我國北方地區(qū)例如北京、哈爾濱等。寒冷氣候下共有三種的可靠性序列,分別為低溫載荷序列、綜合老化UV&HF序列、以及不均勻雪載荷序列,模擬組件在寒冷氣候中運行冬季的實際情況。
寒冷氣候冬季多有降雪,有時還伴有大風,在類似施加外界機械應力的情況下,組件中的電池片會產(chǎn)生隱裂,隱裂擴展、延伸,會造成組件發(fā)電量的降低。因此載荷序列是必須的,一是檢測光伏組件中的電池片是否容易產(chǎn)生隱裂,二是在產(chǎn)生隱裂后是否會導致組件的嚴重功率損失。常規(guī)載荷序列由四項測試依次組成:靜態(tài)機械載荷(SML)、動態(tài)機械載荷(DML)、熱循環(huán)測試和濕凍測試。靜載會在易受影響的光伏組件中產(chǎn)生微裂紋,然后動態(tài)載荷將會進一步擴展裂紋,接下來熱循環(huán)和濕凍測試則會讓這些裂紋影響到組件的功率輸出。
但是常規(guī)機械載荷序列都是在室溫下進行,并不能真實反映光伏組件在寒冷氣候冬季的低溫條件下經(jīng)受風、雪或覆冰等載荷的能力,因此低溫載荷序列是必要的。低溫機械載荷測試是在低溫環(huán)境下(-40℃或-20℃)測試光伏組件在不同的安裝方式下的載荷能力,能夠有效判斷出低溫環(huán)境是否會引起組件封裝膠膜、背板、邊框材料等部件的機械性能下降、脆化甚至玻璃化,影響組件的性能,造成組件失效。該測試能模擬冬季組件的戶外真實使用場景,使載荷的測試數(shù)據(jù)更具現(xiàn)實意義。
由于寒冷氣候冬季氣溫低且干燥,降雪后不易融化,因此大雪后光伏組件表面往往會堆積大量積雪。而大多數(shù)光伏組件都以傾斜方式安裝,不均勻的載荷將造成組件和邊框甚至安裝支架的變形,巨大的雪載會對組件造成破壞性的損害,進而導致組件壽命急劇縮減乃至失效。不均勻雪載測試是專門評估光伏組件在遇到強降雪時,承受這種不均勻壓力的能力。該測試模擬了積雪在傾斜組件表面的堆積情況,有效檢驗組件抵抗積雪的機械載荷真實性能表現(xiàn)。
地點: 黑龍江省大興安嶺地區(qū)漠河市,東經(jīng)122.35°,北緯53.48°;面積3000平米;
氣候特點: 寒溫帶大陸性季風氣候,年平均氣溫在-5.5℃,各月平均氣溫在0℃以下的月份長達8個月之久。氣溫年較差為49.3℃。平均無霜期為86.2天。年平均降水量為460.8mm,日照時數(shù)為2377~2625h;
目的: 驗證組件在三種不同緊固安裝方式(螺栓、鋁合金壓塊、加強式)三種緊固安裝方式應對極端氣候(極寒)的表現(xiàn),對比發(fā)電性能及功率衰減情況;
基地類型: 泥土/草地/雪地地面;
支架類型: 固定(傾角可調(diào))支架;
氣象設備: 輻照度、溫濕度、風速風向、降雨降雪量;
數(shù)采: 直流電表精度0.5以內(nèi);采集頻次不少于1次/min;
實驗室: 暫無;
交通情況: 位于北極村國家氣象站內(nèi),G111國道北端,直航哈爾濱、加格達奇;