PHOTON test rapido (bronze standard)

Peel-TestQuesto test permette una valutazione veloce, ma allo stesso tempo significativa della qualità del modulo. Esso rivela i difetti del prodotto e dà una prospettiva sulla prevista diminuzione delle prestazioni nel tempo a causa della degradazione del modulo. Con circa 6.000 euro, è relativamente a buon mercato e dura solo dalle quattro alle sei settimane (a seconda del tipo di modulo).

Sono necessari quattro esemplari del modulo da sottoporre al test, uno dei quali funge da esemplare di controllo. Per i moduli con celle PERC, è necessario un ulteriore esemplare per verificare la degradazione PERC specifica per questo tipo di moduli.

All' inizio del ciclo di prova vengono controllati tutti i moduli. In condizioni di test standard (STC) viene registrata una curva caratteristica corrente-tensione e viene scattata una foto all‘elettroluminescenza. La potenza viene misurata in un simulatore solare di classe AAA secondo IEC 60904-1, la precisione della misurazione è di +/- 2,5%.

 

Sequenze di PHOTON test rapido

 

Dopo la caratterizzazione, un modulo viene messo da parte come controllo, mentre i restanti tre (moduli PERC quattro) passano attraverso diverse sequenze di test (si veda il grafico).

 

Sequenze di test di modulo 1

Il modulo 1, dopo aver determinato le proprietà elettriche, è sottoposto ai seguenti test:

 

Test sulla degradazione indotta dalla luce (LID)

Test sulla degradazione indotta dalla luce (LID)La degradazione è una diminuzione delle prestazioni e quindi un minor rendimento. In caso di degradazione indotta dalla luce (LID), all'inizio della vita utile i moduli possono perdere una percentuale elevata della potenza originale. Per misurare la perdita di potenza fino alla stabilizzazione, i moduli da testare non devono quindi avere subito un invecchiamento precoce.

La stabilizzazione viene effettuata secondo gli standard di settore IEC 61215-1-1-1-1:2016 e 2:2016. Il modulo è collegato a un resistore che lo tiene vicino all' MPP (Maximum Power Point). Successivamente, vengono eseguite due esposizioni con cinque chilowattora per metro quadrato. Per effettuare questa prova, viene utilizzato un simulatore solare di Classe C con lampade HQI, la temperatura del modulo viene mantenuta a 50 +/- 10 gradi Celsius e l'irraggiamento è compreso tra 800 e 1.000 watt per metro quadrato.

Il meccanismo di degradazione indotta dalla luce è stato ben studiato. Gli attuali produttori di moduli possono evitarlo quasi completamente con silicio di buona qualità e un appropriato controllo di processo.

 

Performance a bassa illuminazione

Una volta stabilizzato l‘output del modulo, viene determinato il suo comportamento in condizioni di luce debole, determinando la matrice completa delle prestazioni dei moduli in base alla temperatura e all'intensità della luce secondo la IEC 61853. Questo permette di stimare se il modulo può fornire una buona resa anche in caso di condizioni di irraggiamento sfavorevoli.

 

Test per la degradazione indotta da tensione (PID)

Qualche anno fa si è scoperto che la tensione applicata a un modulo può anche causare un calo di potenza. Maggiore è la tensione applicata, più forte è l'effetto. Le cause di questa degradazione indotta (PID) sono ormai state comprese e i produttori possono evitarla scegliendo i materiali appropriati e controllando il processo di produzione.

Per scoprire quanto un modulo sia sensibile alla PID, viene applicata per 48 ore la tensione massima di sistema specificata dal produttore, sia come tensione positiva che come tensione negativa. Il modulo è esposto ad una temperatura di 85 gradi Celsius e ad un'umidità relativa dell'85 per cento. Successivamente, la curva caratteristica corrente-tensione viene registrata nuovamente entro quattro ore e viene scattata un’immagine all’elettroluminescenza.

 

 

Sequenze di test di modulo 2

Il Modul 2 è sottoposto a varie sollecitazioni che hanno lo scopo di rivelare difetti di produzione e l'uso di materiali di qualità inferiore:

 

Prova di sicurezza elettrica (prova di dispersione di corrente in ambiente umido)

Prova di dispersione di corrente in ambiente umidoLa prova di dispersione in ambiente umido viene eseguita in conformità alla norma IEC 61215. A tal fine, i due poli del modulo sono collegati e contro il telaio viene applicata una tensione elettrica pari al doppio della tensione massima di sistema più 1.000 volt. Nel bagno d'acqua viene quindi determinato se si verifica una corrente di dispersione.

 

 

 

Prova di carico dinamico (vibrazione)

Durante il trasporto i moduli solari vengono spesso sottoposti a molteplici scosse. I moduli le cui celle presentano microfratture o per i quali le celle non sono adeguatamente incapsulate possono subire danni che comportano una perdita significativa di prestazione, in particolare in presenza di stress termici. La prova di carico dinamico viene eseguita secondo uno standard internazionale del settore logistico. I moduli sono montati orizzontalmente su un pallet ed esposti a vibrazioni a frequenze diverse per un'ora. Questo test è uno dei più severi e importanti nell'intero ciclo del test rapido, in quanto indica in breve tempo possibili guasti a lungo termine dei moduli. Con un modulo solare di alta qualità, non deve comportare un significativo deterioramento delle prestazioni STC, né danni visibili nell'immagine a elettroluminescenza.

 

Prova di ciclo termico

Prova di ciclo termicoDurante la prova del ciclo di temperatura secondo la IEC 61215, il modulo viene riscaldato alternativamente a 85 gradi Celsius e raffreddato a meno 40 gradi Celsius. Contrariamente al test IEC, il test rapido PHOTON esegue solo 50 cicli anziché 200. Tuttavia, il rapporto di prova indica se e, in caso affermativo, di quanto diminuisca la prestazione STC durante il test. Nella certificazione IEC tale informazione non viene fornita, ma viene semplicemente comunicato se il modulo ha superato il test oppure no. Per ogni modulo che non abbia perso più del cinque per cento delle sue prestazioni, il test viene considerato superato - la barra per la certificazione IEC è quindi estremamente bassa, e chi compra un modulo non può sapere se la perdita di prestazione sia dello 0,5 o del 4,9 per cento.

In 50 cicli termici si verificano anche perdite massicce di prestazioni, fino al 5 per cento. Sebbene molto più breve del test IEC, il test rapido PHOTON è quindi più significativo grazie alla pubblicazione dei risultati del test, anche in caso di perdite di potenza inferiori al 5 per cento.

Resta da chiarire cosa si possa dedurre dalle perdite di potenza determinate durante i primi 50 cicli di sviluppo del modulo. Questo è un quesito per il test di durabilità "Test di durata (PHOTON silver standard)".

 

Prova di umidità e congelamento

Anche questa prova viene eseguita in conformità alle specifiche IEC 61215. Contrariamente alla prova di ciclo termico, il numero di dieci cicli è stato ripreso invariato. Un ciclo consiste di mezz'ora a meno 40 gradi Celsius e 20 ore a 85 gradi Celsius con un'umidità dell'85 per cento. In questo modo è possibile determinare la resistenza di un modulo al gelo notturno, seguito da giornate calde con umidità elevata.

 

Prova della scatola di connessione

Il test della scatola di connessione viene eseguito secondo la norma statunitense UL 1703. Una sfera d'acciaio viene lasciata cadere da un'altezza di 1,3 metri sulla scatola di giunzione. Se questa viene danneggiata a tal punto che i contatti sono esposti e non c'è più alcuna protezione da contatto, il modulo ha fallito il test. In caso contrario, viene messo per tre ore a meno 37 gradi Celsius nella camera climatica. Il test viene ripetuto e la scatola di giunzione viene nuovamente controllata per individuare eventuali danni. Il modulo è stato superato se la protezione da contatto sussiste ancora.

 

 

Sequenze di test di modulo 3

Il modulo 3 viene utilizzato per testare i singoli materiali e viene sottoposto per lo più a prove distruttive:

 

Elettroluminescenza sotto carico meccanico

Esempio di immagine elettroluminescenzaQuesto test corrisponde a una normale ripresa all‘elettroluminescenza per quanto riguarda le correnti applicate e la telecamera utilizzata. Tuttavia, il modulo solare è sottoposto contemporaneamente a sollecitazioni meccaniche - le condizioni di prova rispecchiano dunque più da vicino le condizioni presenti sul campo di utilizzo del modulo. A tal fine, un cuscino di sollevamento viene riempito con aria compressa tra la parte posteriore del modulo e una piastra rigida, che si trova ad una distanza di circa 20 centimetri. La pressione nel cuscino determina la deformazione del modulo.

Tuttavia, poiché non è possibile definire un valore di pressione uniforme a causa delle diverse geometrie e forze dei diversi moduli solari, viene determinata la deformazione del modulo stesso. Un profondimetro digitale viene posizionato centralmente davanti alla parte anteriore del modulo per mezzo di un puntone e azzerato quando il modulo viene scaricato. La pressione nel cuscino viene quindi aumentata fino a quando il profondimetro indica una flessione di dieci millimetri. Poi vengono rimossi il profondimetro e il puntone e viene scattata una immagine a elettroluminescenza. La loro valutazione segue lo stesso schema di una registrazione effettuata senza sollecitazioni meccaniche.

 

Test del foglio posteriore

Un altro test di ideazione interna è il test che esamina il legame tra la pellicola posteriore e il resto del modulo. Questo determina la forza necessaria per separare il film dal vetro frontale e dalle celle. La forza dell'interconnessione può quindi essere valutata in relazione ad altri moduli. Quanto più saldamente i singoli componenti sono collegati tra loro, tanto minore è il rischio di separarsi nel corso della lunga vita utile dei moduli.

 

Prova del grado di reticolazione EVA

Prova del grado di reticolazione EVAAnche il test del grado di reticolazione del materiale di incapsulamento non è parte di alcuno standard, ma è stato sviluppato internamente. La pellicola di acetato di etilene vinile (EVA) normalmente utilizzata è disponibile sul mercato in qualità molto diverse tra loro ed è anche suscettibile a lavorazioni scadenti. Anche un periodo di conservazione leggermente troppo lungo può portare a una reticolazione insufficiente del materiale, rendendo l'intero modulo soggetto a possibili delaminazioni. Il test dovrebbe permettere di scoprire esattamente questi problemi.

 

Test sulla degradazione PERC (modulo 4)

Per i moduli con celle PERC, un quarto esemplare viene testato per la degradazione tipica di questo tipo di celle. Nelle unità PERC, infatti, non solo la parte anteriore ma anche la parte posteriore delle celle è passivata, il che consente una maggiore efficienza, ma aumenta anche la superficie suscettibile a perdite di prestazioni, le cui cause non sono state ancora comprese appieno. Sono in primo luogo i produttori di celle PERC a mostrare la problematica, mettendo in evidenza la degradazione (sui prodotti concorrenti), e sostenendo allo stesso tempo di avere sotto controllo la problematica per quanto riguarda le celle di produzione propria. Il test PERC è stato ideato proprio per rivelare quanto sia rilevante questa problematica.

A questo scopo, il modulo viene alimentato al buio a una temperatura di 85 gradi Celsius e un'umidità relativa dell'85 percento con 0,5 ampere per 1.000 ore, cioè poco più di cinque settimane. La curva caratteristica corrente-tensione viene registrata settimanalmente e viene ripresa un'immagine all‘elettroluminescenza.

 

  ➡ Descrizione generale dei test moduli PHOTON

 

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