Test di durata (PHOTON silver standard)

LID TestMentre il test rapido rivela soprattutto le debolezze di un tipo di modulo per quanto riguarda eventuali difetti di produzione, la prova di resistenza consente una stima ancora migliore della vita utile del prodotto. I produttori di moduli concedono oggi garanzie di prestazione per 20, 25 o anche 30 anni. Alcuni promettono addirittura una vita utile di 40-50 anni. Per il calcolo dei costi di produzione dell'elettricità (Lcoe) sapere quanto siano realistiche queste promesse fa un'enorme differenza.

Nel progetto di ricerca "Affidabilità PV", che è alla base del test di durata PHOTON, è stata sviluppata una sequenza di test che permette di trarre conclusioni sulla durata utile dei moduli. L' idea di base è che tutti i carichi che si verificano nella realtà vengano ripetuti più e più volte sullo stesso esemplare - fino a quando non sopravviene un calo nelle prestazioni. Più tardi un modulo manifesta problemi, più a lungo durerà in condizioni reali.

Il test utilizza due moduli provenienti dal test rapido, e dunque sono sopravvissuti alle sollecitazioni meccaniche del test di vibrazione e del test della scatola di giunzione.

 

Sequenze di PHOTON test di durata

I moduli attraversano il seguente ciclo di prova:

 

Ciclo 1:
  • Calore umido: 1.000 ore
  • Test sulla grandine
  • UV: 15 kWh/m2
  • Cicli termici: 100
  • Carico meccanico: 5.400 Pa (simulazione per carico di neve pesante)
  • Caratterizzazione: curva I-V / elettroluminescenza / dispersione in ambiente umido

 

Ciclo 2-4:
  • Calore umido: 500 ore
  • UV: 15 kWh/m2
  • Cicli termici: 100
  • Carico meccanico: 5.400 Pa
  • Caratterizzazione: curva I-V / elettroluminescenza / dispersione in ambiente umido

Dopo il quarto ciclo, viene eseguita anche una prova sugli hotspot.

 

 

Le ricerche condotte nell'ambito del progetto di affidabilità fotovoltaica hanno dimostrato che dopo 20 anni all‘interno di un modulo si raggiunge un'umidità compresa tra il 35 e il 55 per cento. Il primo ciclo assicura quindi un livello di umidità corrispondente nel modulo attraverso 1.000 ore di caldo umido. L'acqua è un fattore importante nelle reazioni chimiche che portano all‘invecchiamento. Il modulo viene quindi caricato con altre 500 ore di caldo umido in altri tre cicli. A titolo di confronto, la norma IEC 61215 prevede solo un totale di 1.000 ore di caldo umido.

Gli esemplari sono inoltre esposti ai raggi UV. Gli additivi assorbenti dei raggi UV sono uno dei componenti più costosi del materiale di incapsulamento EVA e sono quindi spesso ridotti al minimo dai produttori di moduli per ragioni di costo. Tuttavia, gli additivi vengono messi fuori uso nel tempo a causa dell'esposizione ai raggi UV e prima o poi si esauriscono. Più sono i materiali assorbenti contenuti dal modulo, più questo dura nel tempo.

Infine, i cicli di temperatura garantiscono che il materiale sia sottoposto a sollecitazioni termo-meccaniche. Ogni modulo solare è costituito da più strati, come ad esempio la pellicola posteriore o il vetro posteriore, il materiale di incorporamento, le celle e il vetro anteriore, ciascuno con diversi coefficienti termici di espansione. Se ad esempio si lesina sul materiale di incorporamento, le celle sono sottoposte a sollecitazioni più elevate e possono rompersi.

Il test, che è stato eseguito anche con un carico meccanico di 5.400 Pascal - equivalente ad una pressione di circa 540 kg per metro quadrato - simula carichi di neve elevati come quelli che si verificano nelle regioni alpine.

Dopo ogni ciclo di test, viene registrata la curva I-V e viene ripresa un'immagine all‘elettroluminescenza.

 

Contatto

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Patricia Stegemann
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