光伏组件零部件标准最新状态

来源:新浪斯诺克直播在线观看>    发布时间:2023-11-19 10:57:43 1次浏览

  2022年10月31至11月4日,IEC TC82 WG2 召开了2022秋季会议。来自全球各地的光伏专家在为期一周的会议里,就多项该光伏标准展开了深入讨论。

  TÜV 南德意志大中华集团一如既往热情参加IEC标准的制定和讨论,随时掌握标准最新发展动态,逐渐完备自身的服务范围和能力,从而协助客户端及时向市场提供满足最新规定要求的合格产品。

  IEC 61215:2021 没有规定铭牌上的双面系数的公差如何规定。建议用实验室和厂家用测量双面系数时扩展不确定度的标准差表示公差,例如短路电流双面系数的公差,计算方式如下:

  E序列静态机械载荷测试结束后进行弯曲测试,然而柔性组件需与刚性结构结合进行静态机械载荷,后续没有办法进行弯曲测试。

  热斑测试后无需进行Gate2的判断,因此之前进行初始稳定并不合理,建议可以将B序列的热斑和户外暴晒分为两个序列。

  4.9.5.2中应该补充应避免任何杂散光从边缘照射到遮挡的电池片,否则可能会影响热斑电池片的选择。不透明遮盖物的应在长度和宽度上均比电池片大2厘米(经验值),在遮挡过程中,其位置至于电池片上应超出电池边缘1厘米。

  - 关于双面组件:新概念aBSI,即应用双面加严辐照度(及相应的短路电流ISC-aBSI, 上限功率点电流Imp-aBSI),在背面辐照为大于300 W/m2或为厂家宣传的辐照时适用。对于设计为两面都可长时间照射(辐照度300 W/m2)的组件,每一面都需满足正面的相关测试需求。铭牌也需精确指出哪一侧设计为正面。

  - 对于防护等级III的组件(系统电压 35 V)带电部件不再被认为具有危险,绝缘协调的要求为不同电位的带电部件之间至少有功能绝缘,爬电距离和电气间隙值参考Table 4。DTI不做要求。

  - Marking:应包括静态机械载荷 (MST 34) 验证的额定负载:正(“+”或downward)和负(“-”或upward)以 Pa 为单位,不包括测试安全系数;应包括组件的温度等级:70°C,(如果按照 IEC TS 63126 level1或者2来测试,则为 80°C或90°C)

  - Documentation:新增项目与marking对应。此外增加新章节5.2.3.2适合的环境和安装条件,若组件的温度根据IEC TS 63126测试,documentation应做两种情况的声明:如果安装时气流不受限制,组件能安装在任何地方;若安装气流受限,则被限制在一些炎热的地方使用。安装人员应评估特定地理位置和系统模块设计是否会导运行温度大于T98(参照IEC TS 63126的附录A)。

  - 如果粘合区域被认为是cemented joint则需要在湿热测试时连接5N重物

  此外双面组件的测试要求也参照IEC 61215系列ed.2.0 2021进行了更新,附录C中

  工作组也回应了之前讨论的几点:第一是如果想通过脉冲电压测试来验证电气间隙,一定要考虑气压(海拔高度)的修正。第二点,关于不同层背板之间的界面处要不要符合最小电气间隙的要求,工作组表示需评估之间的距离可以被认为是爬电距离还是电气间隙。

  自春季会议后,工作组收到了对CD稿的诸多反馈意见,工作组表示会争取在2022年底前递交FDIS。工作组长Itai Suez介绍了该标准主要的修订部分并给出了对收到的意见的反馈,总结为以下几点:

  - 关于测试组合,对需要仔细考虑重测的测试组合给出了一个详细的举例,列出了当电池片和封装材料的改变以及对应的每种变化需要做哪些测试。由于对每种组合都进行类似的详细解释将带来非常大的工作量,工作组希望该例子能为组合变动需要做哪些测试提供指导。

  - 关于零部件等级的重测,工作组表示该需求不在此标准范围内。目前IEC 62788-2-1 和 62788-1目前正在进行修正,将和前板背板工作组讨论如何在论述方面保持一致。

  - 关于高温组件的测试,本次修订将与 IEC 63126协调,列出从level 0到1或者2需要做哪些测试。

  继春季会议后,IEC 61853-3的WD起草已完成,该WD考虑了双面组件,其次光谱修正部分也进行了重新阐释,并简化了组件功率矩阵的内延和外延。之后将落实对同系列的其他几个标准更新,根据61853-3调整 61853-1的功率矩阵测量部分与,更新61853-4的气象数据,采用更合适的波段。工作组接下来会对目前的双面公式做验证,并考虑怎么评估和计算地面反射的辐照度。

  莱茵的Werner Herrmann 对IEC61853-2的修正进行了报告,着重讲解了NOMT中辐照度系数u0和风速系数u1的确定方法,其中有如下更新:

  - 数据处理方面保留更高质量的数据:在进行数据采集时,在采样记录区间内的数据应为连续的,并且采样应包括晴天无云层遮挡的天气。若在采用时一个传感器的数据出现在可靠范围之外,则不能采用该传输线的数据。根据如下公式筛选辐照度、温度以及组件温度的数据:

  根据上次会议提出的方案C确定u0和u1。处理数据时采用面内辐照度以及组件温度与环境和温度的差,调整u0直至98%筛选的数据在数据线直至组件温度的测量值与计算值的平均偏差接近(右图)。

  此外IAM测试部分,会将当灯元尺寸大于电池尺寸时测量散射辐照度的设备放入附录中。

  IEC 60904-5(RVD)中指出在户外测量辐照度与温度时,由于外因不稳定,应使用热绝缘胶带防护温度传感器,但没有具体示意,因此同意增加绝缘胶带如何粘贴和应用的示意图。但由于意见提出较迟,因此未被IEC采纳,下一步将决定如何在下一份ADM中增加该示意图。

  目前IEC 60904-1-2的更新删除了6.3采用双面照射法确定双面系数部分,原因是该方法会增加光强,因此串联电阻增加,对某些类型的组件参数会造成近5%的误差。但有专家提出了异议,表示采用双面辐照的方法跟接近现实情况。对此Christos Monokroussos解释,双面系数用于衡量组件正面和背面电性能均在STC情况下的表现,不评估现实情况下的背面增益。另外有有经验的人指出,范围中应表明限于单节电池,该点被采纳。

  此外工作组拟在之前BIFIrel相对背面光强增益系数的计算公式基础上乘一个1000Wm-2,使得其与φPmax 和φIsc一致都是无量纲量。

  工作组也对之前收到的评论进行反馈,给出了不同意以及部分同意的理由。其中CA指出该规定要求的模拟器不均匀度等级至少为B,而60904-1中表示模拟器的等级根据IEC 60904-9至少为CCC级,实际的等级要求取决于最终用途。60904-1-2提供了测量双面设备测量I-V特性的程序。因此提议将该要求改为模拟器的不均匀性应保持在用于表征双面设备的辐照度水平。对此Christos Monokroussos解释该标准参照的是IEC61215,IEC 61215需要模拟器为CAA等级或更高,由于测试方法会影响双面设备的功率标定,因此有必要表明模拟器的不均匀度至少保持在B等级。

  工作组的Harald Müllejans给予了先前收到评论的反馈,并作出如下补充以及修改:

  - 标准对于由离散电池制成的参考件提出了附加的要求,如果仅使用参考件的短路电流,则单个电池的短路电流匹配应在±1 %以内;如果额外使用其他参数(例如上限功率),则各个电池的短路电流和填充因子都应匹配在±1%以内。

  此外有必要注意一下的是,13.2自然光部分,AM1和AM2并非定义光谱形状而是对空气质量的要求,为避免误解对此会将13.2的d)部分进行更准确的表述。

  NREL的Peter Hacke介绍了IEC 62804-1的进展,自上次会议后CD草案跟新了引用标准,测试流程也进行了修正,如下:

  该测试方法已交给三个实验室评估(ASU, Canadian Solar and NREL),但由于测试材料的性质有出入,因此还需进一步测试。

  另外Peter Hacke展示了Keisuke Ohdaira的研究,数据表明PID的衰减在天气晴朗的情况下有明显的恢复。但Peter Hacke指出这与介质中的正电荷种类有关,PID现象不是简单的漏电流,更像是极化,因此也可能没办法恢复。

  此标准还需增加PID恢复的测试流程并说明哪些测试步骤是可选的,哪些是必需的。

  IEC TS 63126并不适用于在大多数组件的安装条件,主要是在极热的天气特征情况下或者组件与屋顶结构之间就没有或没有间隙时,需要采用此标准。新的IEC 61730 ed3以及IEC 62788-2-1都涉及了IEC TS 63126。IEC TS 63126需要对措辞做调整以使其与61730-1和-2以及新的背板标准 62788-2-1保持一致,具体包括以下几点:

  此外,IEC 61730 中并未直接要求进行密封剂特定测试,但需要 IEC TS 63126 才可以获得 level1和2的认证。但IEC TS 63126的密封剂测试也分为A3,A4和A5,需要仔细考虑是否像和背板一样只考虑 A3。考虑针对level2和3在61730-1中增加新热故障安全测试(120°C,2000小时)。最后,模块T98 温度的计算需要标准化。

  还有一些问题有待讨论,当组件进行level1和level2认证时,对IEC61730和61215中包含TC序列的部分,是进行完整序列测试还是只进行部分测试。另外由于UV条件不同,需要开辟单独的环境箱来测试,会造成实验室和厂家的不便。

  最后Michael Kempe指出当前标准中计算T98有效距离的模型的问题,并介绍了新的计算方式,参会专家对于新公式进行了激烈的讨论,该公式下一步还需更多实证数据的验证。

  ReSi-Norm项目当前的结果由来自VED Renewables的Norbert Lenck进行了介绍,他指出光伏循环利用目前所遇到的挑战。在过去的几年里,光伏废弃物的数量非常少,一种原因是由于目前使用的回收技术水平较低,而另一方面更高水平的回收利用需要大量的投资,基于过去几年的回收量很难进行。但由于目前装机量迅猛增长,未来几年的光伏废弃将会增加。因此就需要为高水平的回收利用方法制定标准。

  目前典型的回收利用方法是铝边框和电缆接线盒中铜走典型金属回收路线,但玻璃部分被用于玻璃棉或者填充材料,回收利用水平较低。对此Frauenhofen的材料循环与资源战略研究所提供了一种回收工艺,采用电液裂解分馏一方面可将银浆分离,另一方面能得到具有相似比例的硅和玻璃的混合物品,用静电隔离法将硅以及玻璃混合物分离可分别得到纯度较高的硅和玻璃,此种方法可得到能用于循环利用的高质量材料:

  目前该标准化活动已在进行,德国电工委员会成立了一个内部工作组,来自电气、光伏和材料行业的专家去参加了,“VDE 应用指南”已完成编撰。

  值得一提的是,这种方法仅针对已应用的光伏产品,例如工业建筑的屋顶系统和地面安装系统,工厂和产线端产生的不良产品并不适用。

  来自PVSQ的Yuki Aoto介绍,根据现有收集的水平表面太阳辐照度数据模拟不同的平面辐照度时发现,在不同平面倾角不同的情况下,模拟值与实际测量值的差异也不同。在屏幕倾角较小时(角度为36°时)估计值和测量值几乎相同,而平面垂直于地面时辐照度的估计值与测量值的相对误差较大。这是因为在模拟辐照时,现有的评估方法通常将数据分为直射辐照和散射辐照,而忽略地面反射的分量。而往往随着平面倾斜角的增加,平面接受到的地面反射分量的也会增加。因此采用现有的方法估算平面辐照度会影响对BIPV和BAPV发电量的评估。因此提出,为了更精确地根据目前已有的水平面太阳辐照来预测垂直面的太阳辐照度,模拟BIPV和BAPV的发电量,需要开发一个模型用于计算地面反射辐照,目前已有大纲。

  来自亚利桑那州立大学的Mani Govindasamy博士指出了光伏组件在TCLP测试时存在的问题,目前没有国家或国际标准规定了进行毒性测试的样品应如何从组件中提取。毒性测试结果的有效性在很大程度上取决于提取样品的位置,特别是在层压区域内,以及提取样品的颗粒大小。因此,设计正确的样品提取程序,对避免有偏差或不准确的毒性测试结果至关重要。

  ASU-PTL提出了一种有代表性的采样方式:取样点位于电池片、电池片焊带、空白区域(无电池片以及焊带)以及汇流条区域,代表尺寸为9.5mm,每块颗粒应100%被玻璃覆盖且玻璃有裂纹(无分层)。此外样ASU-PTL研究发现切割法容易将玻璃打碎,而钻取方式得到的样品TCLP测试结果会有近30%的差异,采用水刀切割的样品得到的TCLP测试结果差异在8%以内,该方法被普遍认同。经过上述方法提取的样品的TCLP根据结果得出,组件的铅以及镉含量皆通过了毒性测试。

  目前室内安装的BIPV有五个种类,室内悬挂式、百叶窗式、卷帘式、内层附加式以及粘贴式,如下:

  拟启动室内安装 BIPV的大纲制定的NP,标准将侧重于安装在靠近窗户区域的室内侧BIPV 组件的设计和安规认证,根据基础标准IEC 61215、IEC 61730、IEC 63092、IEC 63163 和建筑要求拟做如下调整:增加额外的安全需求,提出评估室内安装性能评价方法,调整和保留部分室外标准的测试项目。此外风载、冷凝、防火/防火、耐久、隔热以及绝缘这些测试都是必需的。

  6 月的 PT 会议决定形成所需安全和性能测试的概览表,目前仍在讨论所需的绝缘和情景分类,包括40 MΩm2是不是能够降低,情景法如何讨论架构中的单个模块与系统,例如发电厂中由于突发情况而损坏的模块与正常运行直至生命周期结束的系统。

  目前第一版草案已转根据之前收到的反馈返工并转换为 IEC 格式,第二版预计于一月中旬完成。

  Anomalous项目组介绍了该项目的第一个进展。项目共选取12个组合的背板材料, 244个样品,已确定了背板异常的描述和分类,将背板异常导致的电气危害等级分为低、中、高、非常高四类,并制确定了背板异常出现后的检验和检测方案。

  2.测试背板材料以及组件在不同地方的特性,包括组件的EL电流电压曲线以及绝缘电阻

  IEC 62788-2-1 ED.1光伏组件中的聚合物材料第2-1部分 聚合物前板和背板的安全要求;IEC 62788-2 ED.1/AMD1修正案光伏组件材料的测试程序第2部分.聚合物材料-前板和背板。

  聚合物前板和背板作为太阳能光伏组件的关键零部件,其安全性能一直非常关注。IEC 62788-2-1是关于组件用前板和背板的安全性能要求,该标准结合了IEC TS 62788-2,IEC TS 62788-7-2,IEC TS 63126等标准,聚合物前板和后板一定要符合该标准的要求,光伏组件才能满足IEC 61730的设计的基本要求。TÜV SÜD一直热情参加IEC 62788-2-1标准的制定,来自Endurans Solar的Peter Pasmans作为背板组组长总结了春季会议之后前/背板讨论组的工作。讨论组计划在2022年WG2秋季会议之后提交IEC 62788-2-1的FDIS版本和IEC TS 62788-2 AMD1的DTS版本,FDIS版本提交后将不会对技术部分进行大量修改。

  本次秋季会议首先总结了目前版本的IEC 62788-2-1标准和CDV版本的主要差异:

  IEC 62788-2-1标准在技术内容变化不大的前提下文本结构发生了变更,变更后阅读性更强,原标准内关于测试方法的部分全部移到了IEC TS 62788-2;

  IEC 62788-2-1对于背板的要求大致上可以分为两部分:1.单层材料的评估要求,2.整体背板的评估要求,不存在用背板半成品来测试的要求。

  该部分明确了背板适用于组件的评估要求,背板的系统电压等级需要和T98温度规定的材料耐温等级相协调;前板和背板的定义区别;前板和背板适用不同T98温度所满足的系统电压等级需要结合IEC 61730-1 和 IEC TS 63126,IEC TS 63126 内对背板的要求也将参考本标准;

  明确了背板型号命名的根本原则,型号变更的基础要求;相似材料的测试要求做了更新并移到第8部分。替代材料的要求会随 IEC TS 62915更新,更多关于前板背板重测要求将会在下一个版本更新。

  明确了该测试是为避免单层材料在热应力之后由于伸率的降低造成开裂;是对传统TI/RTE (RTI)测试只评估单一方向拉伸强度的补充。测试条件和判定要求为:单层材料预处理之后,120℃的条件下老化2000小时。判定要求:MD/TD 方向老化后断裂伸长率(EaB)绝对值≥25%。

  判定要求:序列测试后样品外观,主要为开裂和脱层等严重的外观缺陷并对外观进行分级。

  IEC 62788-1-1 ED1光伏组件用材料的测试流程 - 第1-1部分:封装材料用聚合物

  IEC 62788-1-1标准的开发基于一系列IEC 62788-1-X标准,参考测试标准基本已经开发完成。目前IEC 62788-1-1处于DECFDIS阶段,讨论组开会频率每月1-2次,并且针对共挤胶膜的测试方案设计参考了中国光伏协会开发的现有标准。David Miller博士作为该标准的牵头人再次强调了62788系列标准的开发目的:为组件设计以及材料的研发提供参考数据和UCF报告;进料和出货检查规则和原材料或成品生产的全部过程控制;为组件安全性能测试和设计选型提供参考;提供重测导则依据和产品长期可靠性研究依据;失效分析。并会讨论在标准中加入判定要求。

  IEC 62788-1-1 Ed. 1聚合物封装材料的测试规范目前有如下更新:

  材料的燃烧或阻燃测试建议用整体组件评估,但会在胶膜标准里加入可选测试,例如参考IEC 60695-11-10进行垂直燃烧测试。

  IEC 62788-6-3的SCB测试标准已经发布,后续IEC 62788-2系列背板标准、IEC 62788-1-1胶膜标准及IEC 63209-2 扩展测试要求也会参考该标准,David Miller博士详细的介绍了针对不同界面SCB的测试情况及测试过程中的注意事项。

  针对180°剥离测试的的制样要求在讨论组内发起了投票,不同界面的封装结构要求如下,背板/胶膜:1层胶膜+1层背板、玻璃/胶膜:玻璃+1层胶膜,这与国内普遍采用的两层胶膜层压做剥离测试略有差异;

  关于重测导则的问题组委会参会人员进行了长时间的讨论,将会从厚度、颜色、替代材料等角度进行设计,为IEC 62915后续标准开发提供一些参考。

  IEC 62788-1-1中引入新的测试条款Composition Quality Ratio (CQR),这是一个组分质量比的概念,这个测试条款参考的中国光伏协会的共挤胶膜标准,将会采用TGA的办法来进行测试,关于该项测试的可行性和实验室比对讨论组有必要进行更加细致的研究。

  来自Stäubli的 Guido分享了光伏直流连接器标准IEC62852的进展情况。鉴于上一版本的光伏连接器标准需要做较多技术变更,连接器工作组考虑起草第二版。

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