Trong thị trường năng lượng mặt trời đang phát triển nhanh chóng ngày nay, độ tin cậy lâu dài không còn là tùy chọn nữa mà đó là điều cần thiết. Các mô-đun quang điện (PV) phải chịu được nhiệt độ, độ ẩm, bức xạ tia cực tím, phun muối và biến động nhiệt độ nhanh chóng trong nhiều thập kỷ phơi ngoài trời. Thử nghiệm nhiệt ẩm 85°C/85%RH (Double 85) đã trở thành tiêu chuẩn quan trọng để đánh giá độ bền của mô-đun, đảm bảo công suất đầu ra ổn định và khả năng chống suy giảm do độ ẩm gây ra.
Khách hàng trên toàn thế giới liên tục báo cáo rằng LIB Buồng thử nghiệm PV 85/85 hoạt động với độ ổn định nhiệt độ và độ ẩm vượt trội, kiểm soát chính xác và độ tin cậy lâu dài. Phản hồi tại hiện trường nêu bật hiệu suất ổn định trong các thử nghiệm 1000 giờ liên tục và 2000 giờ mở rộng, độ đồng nhất chính xác ± nhiệt độ/độ ẩm và vận hành hệ thống dễ dàng. Nhiều người dùng lưu ý rằng buồng 'chạy ổn định để thử nghiệm nhiệt ẩm trong thời gian dài' và đánh giá cao sự hỗ trợ kỹ thuật nhanh chóng cũng như hướng dẫn bảo trì phòng ngừa của LIB—làm cho nó trở thành một giải pháp đáng tin cậy để đánh giá độ tin cậy của quang điện một cách nghiêm ngặt.
Giới thiệu
Buồng thử nghiệm mô-đun PV 85°C/85% RH được thiết kế để đánh giá độ tin cậy và độ ổn định hiệu suất của 
pin mặt trời và mô-đun quang điện trong điều kiện nhiệt độ và độ ẩm cao. Nó được sử dụng rộng rãi trong thử nghiệm trong phòng thí nghiệm và kiểm tra chất lượng hiện trường để đánh giá độ ổn định đầu ra điện và độ bền lâu dài.
Hệ thống hoạt động bằng cách mô phỏng môi trường nhiệt độ cao và độ ẩm cao không đổi, điển hình là 85°C và 85% RH, để đẩy nhanh quá trình lão hóa vật liệu và quan sát sự thay đổi hiệu suất trong các thành phần quang điện. Trong quá trình thử nghiệm, các đặc tính điện và nhiệt độ bề mặt của mẫu được theo dõi theo thời gian, cho phép các kỹ sư phân tích hành vi suy giảm và trôi điện do nhiệt gây ra trong các điều kiện được kiểm soát.
Bằng cách so sánh dữ liệu hiệu suất ban đầu và sau khi tiếp xúc, buồng này cho phép đánh giá định lượng mức giảm hiệu suất, độ ổn định nhiệt và khả năng thích ứng với môi trường của mô-đun quang điện. Điều này hỗ trợ dự đoán chính xác hơn về hiệu suất ngoài trời trong thế giới thực trong các điều kiện khí hậu khác nhau như tiếp xúc với ánh sáng mặt trời, sự thay đổi luồng không khí và áp lực về độ ẩm.
Ngoài ra, thiết bị được thiết kế để hoạt động liên tục với khả năng kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm tự động, đảm bảo các điều kiện thử nghiệm ổn định và lặp lại. Chức năng giám sát và thu thập dữ liệu theo thời gian thực cho phép người dùng theo dõi xu hướng hiệu suất và ghi lại kết quả một cách hiệu quả mà không cần can thiệp thủ công.
Nhìn chung, buồng thử nghiệm 85°C/85% RH đóng vai trò quan trọng trong việc kiểm tra độ tin cậy của quang điện, giúp nhà sản xuất cải thiện độ bền của sản phẩm, xác thực hiệu suất thiết kế và đáp ứng các tiêu chuẩn thử nghiệm quốc tế cho các ứng dụng năng lượng mặt trời.
Các tiêu chuẩn liên quan để kiểm tra độ tin cậy của tấm pin mặt trời PV
Trong các tiêu chuẩn quang điện trước đây, tấm nền thường được coi là một phần tích hợp của mô-đun PV và được
được thử nghiệm và chứng nhận cùng với hệ thống hoàn chỉnh. Tuy nhiên, khi hiểu biết của ngành về độ tin cậy và độ bền lâu dài của mô-đun ngày càng sâu sắc hơn, các phương pháp thử nghiệm chuyên dụng cho cả mô-đun đầy đủ và vật liệu tấm nền riêng lẻ dần dần xuất hiện và được cải tiến.
Các nỗ lực tiêu chuẩn hóa quốc tế được dẫn dắt bởi Ủy ban Kỹ thuật IEC 82, đang tích cực cập nhật IEC 61730 để chứng nhận an toàn mô-đun quang điện. Đồng thời, các tiêu chuẩn mới tập trung vào vật liệu đang được phát triển, bao gồm IEC 62788-2, quy định các quy trình thử nghiệm đối với tấm nhựa mặt trước và mặt sau, và IEC 62788-7-2, đề cập đến các thử nghiệm thời tiết môi trường cấp tốc đối với vật liệu quang điện. Các tiêu chuẩn ngày càng phát triển này phản ánh các yêu cầu ngày càng nghiêm ngặt đối với việc xác nhận hiệu suất ở cấp độ vật liệu.
Song song đó, Lực lượng đặc nhiệm đảm bảo chất lượng quang điện (PVQAT), được thành lập vào năm 2011, hoạt động nhằm cải thiện các hệ thống đảm bảo chất lượng quang điện toàn cầu bằng cách thúc đẩy các phương pháp đánh giá được tiêu chuẩn hóa và phân biệt sự khác biệt về độ bền giữa các thiết kế mô-đun. Trong PVQAT, Nhóm công tác 5 tập trung nghiên cứu các tác động tổng hợp của nhiệt độ, độ ẩm và mức độ tiếp xúc với tia cực tím đối với các vật liệu và thành phần PV.
Hơn nữa, Phòng thí nghiệm Năng lượng Tái tạo Quốc gia Hoa Kỳ (NREL) đã đề xuất khuôn khổ 'Quality Plus', xây dựng trên IEC 61215 bằng cách kéo dài thời gian thử nghiệm, tối ưu hóa trình tự thử nghiệm, giới thiệu các kỹ thuật mô tả đặc tính tiên tiến và kết hợp các điều kiện ứng suất sai lệch. Cách tiếp cận này nhằm mục đích phân biệt chất lượng mô-đun tốt hơn và đảm bảo độ tin cậy lâu dài trong điều kiện vận hành thực tế.
Lão hóa nhiệt ẩm, DH
Cả IEC 61215 và IEC 61730 đều chỉ định thử nghiệm lão hóa do nhiệt ẩm trong 1000 giờ cho mô-đun quang điện để đánh giá khả năng suy giảm hiệu suất, bao gồm mất điện, dòng rò, tách lớp và các dạng hỏng hóc khác.
Một số nhà sản xuất tấm nền kéo dài thời gian thử nghiệm lên 2000 hoặc thậm chí 3000 giờ. Trong những điều kiện khắc nghiệt hơn này, vật liệu polyester gốc PET có thể biểu hiện hiện tượng thủy phân và giòn rõ rệt. Tuy nhiên, điều này đặt ra một câu hỏi quan trọng: liệu quá trình lão hóa thủy phân như vậy có phản ánh chính xác các cơ chế hỏng hóc ngoài trời trong thế giới thực hay không?
Phân tích cho thấy rằng thử nghiệm nhiệt ẩm kéo dài 1000 giờ nói chung là đủ để mô phỏng quá trình phân hủy thủy phân lâu dài của vật liệu PET trên hầu hết các môi trường khí hậu toàn cầu, tương ứng với khoảng 25 năm phơi nhiễm ngoài hiện trường. Kết quả thử nghiệm hỗ trợ thêm rằng 1000 giờ thử nghiệm ở 85°C/85% RH có thể thể hiện một cách hợp lý hành vi lão hóa lâu dài trong các điều kiện vận hành điển hình.
Do đó, bản sửa đổi mới nhất của IEC 61730 tiếp tục yêu cầu thử nghiệm nhiệt ẩm trong 1000 giờ như một bước xác minh độ tin cậy chính cho mô-đun quang điện.
Kích thước bên trong (mm) |
1300*700*1350 |
||
Kích thước tổng thể (mm) |
1900*1100*1750 |
||
tham số |
Phạm vi nhiệt độ |
-60oC ～ +100oC |
|
Biến động nhiệt độ |
± 0,5oC |
||
Độ lệch nhiệt độ |
± 2,0oC |
||
Phạm vi độ ẩm |
20% ~ 98% RH |
||
Độ lệch độ ẩm |
± 2,5% RH |
||
Tốc độ thay đổi nhiệt độ |
1 ~ 3,4oC / phút |
||
Kích thước bảng điều khiển |
1M * 2M |
||
Công suất bảng điều khiển |
4/6/8/10/12 Miếng |
||
Vật liệu |
Chất liệu bên ngoài |
Tấm thép có lớp phủ bảo vệ |
|
Vật liệu nội thất |
thép không gỉ SUS304 |
||
Cách nhiệt |
Bọt Polyurethane và bông cách nhiệt |
||
Đối tượng thực và sơ đồ |
Chiếu sáng nội thất, tản nhiệt hai lớp; Cửa sổ quan sát; niêm phong cao su silicone ổn định |
||
Lão hóa tia cực tím
IEC 61215 yêu cầu xử lý trước tia cực tím ở mức 15kWh/m2 ở mặt trước mô-đun. Mục đích của thử nghiệm là xử lý trước mô-đun bằng bức xạ tia cực tím (UV) trước chu kỳ nhiệt/thử nghiệm đóng băng ướt để xác định độ suy giảm tia cực tím của các vật liệu liên quan và độ bám dính.
Ngành công nghiệp đã đồng ý rằng liều này thấp hơn nhiều so với liều tiếp xúc với tia cực tím thực tế mà các mô-đun đã ở ngoài trời trong 25 năm nhận được và bề mặt không khí của bảng nối đa năng của mô-đun chưa tiếp xúc với bức xạ tia cực tím. Do đó, dự thảo tiêu chuẩn quốc tế cho bảng nối đa năng IEC 62788-2 và tiêu chuẩn quốc gia cho bảng nối đa năng GB/T 31034-2014 đều tăng liều thử nghiệm tia cực tím. Theo liều bức xạ UV trung bình hàng năm và độ phản xạ tia cực tím trung bình 12% ở các vùng khí hậu điển hình, liều UV tích lũy 25 năm ở mặt sau mô-đun (bề mặt hộp nối) ở khu vực sa mạc đạt tới 275kWh/m2, ngay cả ở những vùng ôn hòa, nó đạt tới 171kWh/m2, tương đương gấp 11 đến 18 lần liều UV tiền xử lý của IEC 61215.
Buồng tiền điều hòa UV |
Tên |
Buồng tiền điều hòa UV |
Người mẫu |
UVP-02 |
|
Kích thước bên trong (mm) |
1450*745*2500D*W*H |
|
Kích thước tổng thể (mm) |
1875*1210*2800 D*W*H |
|
Kích thước giá đỡ mẫu (mm) |
1400*2400 W*H |
|
Công suất mẫu |
2 miếng |
|
Nguồn chiếu xạ |
Đèn huỳnh quang UVA (20 chiếc) và đèn UVB (10 chiếc) |
|
Phạm vi nhiệt độ |
Môi trường xung quanh ～ 90oC ±2oC |
|
Nhiệt độ bảng đen (BPT) |
35 ～ 80oC |
|
Băng thông |
UVC: (< 0,1%) UVB: (3% đến 10% tổng lượng tia cực tím) UVA: (90% đến 97% tổng lượng tia cực tím) |
|
Kiểm soát bức xạ |
●Bước sóng 280 nm - 320 nm：7,5 k Wh/m2 ●Bước sóng 320 nm - 400 nm：15 k Wh/m2 ●Bức xạ tối đa trong phạm vi UV: < 250 W/m2 |
|
Bộ điều khiển |
Bộ điều khiển màn hình cảm ứng LCD màu có thể lập trình |
|
Chất liệu bên ngoài |
Tấm thép có lớp phủ bảo vệ |
|
Vật liệu nội thất |
thép không gỉ SUS304 |
|
Cách nhiệt |
Bọt Polyurethane và bông cách nhiệt |
Ngoài ra, cần chỉ ra rằng quá trình lão hóa do tia cực tím không đạt đến liều tia cực tím tương ứng để mô phỏng quá trình lão hóa ngoài trời của vật liệu bảng nối đa năng trong 25 năm. Cũng cần thiết kế cấu trúc mẫu hợp lý và sử dụng nguồn sáng thích hợp (ví dụ, tỷ lệ UVB bước sóng ngắn cao có thể gây lão hóa nếu không ở ngoài trời). Dưới cường độ và nhiệt độ tia cực tím thích hợp, ảnh hưởng của độ ẩm và các ứng suất môi trường khác được đưa vào, và mối tương quan tương ứng được thực hiện với cơ chế và mức độ lão hóa lâu dài ngoài trời.
Chống chịu thời tiết
Thử nghiệm khả năng chống chịu thời tiết là phương pháp thử nghiệm kết hợp bức xạ cực tím với nhiệt độ và độ ẩm cũng như các vật liệu và linh kiện bị lão hóa cùng một lúc. Tiêu chuẩn thử nghiệm có thể tham khảo ASTM G155-2005 (quy tắc vận hành thiết bị đèn hồ quang xenon để tiếp xúc với vật liệu phi kim loại)), đã được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực sản phẩm công nghiệp như ô tô. So với thử nghiệm đơn lẻ trong tiêu chuẩn IEC61215 hiện tại, thử nghiệm khả năng chống chịu thời tiết kết hợp ba yếu tố môi trường quan trọng là ánh sáng, nhiệt độ và độ ẩm để nghiên cứu sự lão hóa của các bộ phận và vật liệu dưới tác động tổng hợp của nhiều yếu tố, có thể mô phỏng tốt hơn điều kiện thực tế ngoài trời. Các sửa đổi đối với ấn bản thứ hai của IEC 61730 và IEC 62788-7-2(Quy trình thử nghiệm vật liệu quang điện - Phần 7-2: Phơi nhiễm môi trường - Thử nghiệm thời tiết tăng tốc của nhựa) Trong quá trình soạn thảo hai tiêu chuẩn, thử nghiệm thời tiết đã được thảo luận rộng rãi và từng được đưa vào văn bản, nhưng do thiết bị và bộ phận Các sản phẩm hiện có khó đáp ứng các yêu cầu thử nghiệm và một số nhà sản xuất đã phản đối. Thử nghiệm khả năng chống chịu thời tiết từ lâu đã được công nhận rộng rãi trong lĩnh vực quang điện. 
Thử nghiệm khả năng chống chịu thời tiết không chỉ cần kiểm soát cường độ ánh sáng, nhiệt độ và độ ẩm, để mô phỏng tốt hơn môi trường ngoài trời, còn cần phun các mẫu không liên tục để mô phỏng mưa tự nhiên và ngưng tụ bề mặt ban đêm, đồng thời sử dụng khả năng hấp phụ và giải hấp nước của vật liệu, để thúc đẩy quá trình lão hóa của vật liệu, đồng thời tạo ra tác động nhiệt độ lên bề mặt mẫu được chiếu xạ. Theo tiêu chuẩn quốc tế chung ISO4892-2 về khả năng chống chịu thời tiết của nhựa - phương pháp tiếp xúc với nguồn sáng trong phòng thí nghiệm (Phần 2: Đèn hồ quang Xenon), độ gãy của thử nghiệm lão hóa khả năng chống chịu thời tiết của các bảng nối đa năng khác nhau có và không phun Các thay đổi về độ giãn dài đã được so sánh. Từ hình vẽ, có thể thấy rằng độ giãn dài khi đứt của bảng nối đa năng polyester HPET1 chống thủy phân và chống tia cực tím không giảm đáng kể sau thử nghiệm lão hóa đèn xenon trong 3000 giờ, nhưng sau khi phun nước thích hợp trong quá trình lão hóa đèn xenon, bảng nối đa năng polyester và lão hóa 1500 giờ, độ giãn dài khi đứt bảng giảm đáng kể.
Ăn mòn phun muối
Thử nghiệm khả năng chống ăn mòn phun muối của mô-đun quang điện chủ yếu đề cập đến tiêu chuẩn IEC61701-2011 (thử nghiệm ăn mòn phun muối của mô-đun quang điện), sử dụng phun nước muối 5% và chu trình tĩnh độ ẩm 50% để đánh giá độ ăn mòn phun muối của vật liệu. Nhưng ngay cả với mức độ kiểm tra nghiêm ngặt nhất là cấp 7, thời gian phun nước muối trong thử nghiệm cũng chỉ là chục giờ, thời gian còn lại là thời gian nghỉ ngơi. Rất khó để mô phỏng tình hình thực tế của mô-đun được sử dụng ở môi trường ven biển trong 25 năm. Ngành công nghiệp nhôm định hình và tấm nhôm-nhựa thường áp dụng tiêu chuẩn AAMA 2605-5 (thông số kỹ thuật thiết kế tự phát, yêu cầu hiệu suất và quy trình kiểm tra đối với lớp phủ hữu cơ có hiệu suất tuyệt vời trên bề mặt của tấm và tấm nhôm ép đùn) và lớp phủ dài hạn lên đến 4000 giờ thử nghiệm ăn mòn phun muối để đánh giá khả năng chống ăn mòn phun muối lâu dài của lớp phủ. Vì vậy, cần tăng cường thử nghiệm ăn mòn phun muối của các bộ phận và vật liệu bảng nối đa năng được lắp đặt ở các khu vực ven biển và vùng nước mặn-kiềm.
Bản tóm tắt
Ngành công nghiệp quang điện đang phát triển nhanh chóng và có thị trường và ngành công nghiệp quang điện hoàn chỉnh. Sự phát triển nhanh chóng và các vấn đề thường xuyên về chất lượng sản phẩm cũng đã thu hút sự chú ý của các nhà sản xuất, cơ quan chứng nhận, nhà đầu tư và chính phủ có liên quan. Để đẩy nhanh quá trình chuyển đổi và nâng cấp ngành quang điện, cần sớm thiết lập các tiêu chuẩn hỗ trợ khoa học và đầy đủ để điều tiết ngành quang điện và đảm bảo sự phát triển lành mạnh, trật tự và nhanh chóng của thị trường.
Phòng thử nghiệm LIB để thử nghiệm bảng điều khiển năng lượng mặt trời
Phòng thử nghiệm LIB để thử nghiệm bảng điều khiển năng lượng mặt trời dành cho chu trình nhiệt của mô-đun PV (tấm pin mặt trời), chu kỳ đóng băng độ ẩm và thử nghiệm RH nhiệt ẩm, để kiểm tra xem mô-đun PV có thể chịu được nhiệt độ cao với độ ẩm và nhiệt độ thấp hay không, để kiểm tra độ mỏi và hỏng nhiệt sau khi thay đổi nhiệt độ lặp đi lặp lại, để xác nhận các mô-đun PV ứng suất nhiệt được tạo ra trong điều kiện độ ẩm cao và khả năng chống thấm lâu dài. Buồng thử nghiệm này được sử dụng rộng rãi trong thử nghiệm tấm pin mặt trời. Nếu bạn cần trợ giúp để kiểm tra Tấm pin mặt trời PV của mình, hãy liên hệ Công nghiệp LIB hiện nay. LIB sẽ cung cấp cho bạn những thiết bị và giải pháp tốt nhất.
