การทดสอบโมดูลพลังงานแสงอาทิตย์

การทดสอบโมดูลพลังงานแสงอาทิตย์

พลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานทดแทนชนิดหนึ่ง หมายถึงพลังงานความร้อนจากดวงอาทิตย์ ประสิทธิภาพหลักมักกล่าวกันว่าแสงแดด ในปัจจุบันมักใช้ในการผลิตไฟฟ้าหรือผลิตพลังงานสำหรับเครื่องทำน้ำอุ่น ในกรณีของเชื้อเพลิงฟอสซิลที่ลดลง พลังงานแสงอาทิตย์ได้กลายเป็นส่วนสำคัญของการใช้พลังงานของมนุษย์และยังคงพัฒนาต่อไป การใช้พลังงานแสงอาทิตย์มีสองวิธีในการแปลงพลังงานความร้อนจากแสงอาทิตย์ การผลิตพลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานหมุนเวียนใหม่ ดังนั้นอุตสาหกรรมการวิจัยและการประยุกต์ใช้พลังงานแสงอาทิตย์ที่เกี่ยวข้องจึงเร่งพัฒนาเช่นกัน ในกระบวนการวิจัยและการผลิตโมดูลพลังงานแสงอาทิตย์ ข้อกำหนดการทดสอบความน่าเชื่อถือและการทดสอบสิ่งแวดล้อมที่เกี่ยวข้องได้รับการกำหนดขึ้นเพื่อให้แน่ใจว่าโมดูลพลังงานแสงอาทิตย์จะทนทานได้นานกว่า 20 ถึง 30 ปี และอัตราการแปลงพลังงานเมื่อใช้ในสภาพแวดล้อมกลางแจ้ง

ภาพประกอบการทดสอบ HAST และ PCT ของโมดูลพลังงานแสงอาทิตย์

การทดสอบอุณหภูมิและความชื้น IEC61215-10-13:

เงื่อนไขการทดสอบอุณหภูมิและความชื้นคือ 85℃ / 85% RH เวลา: 1,000 ชั่วโมง เพื่อตรวจสอบความสามารถของโมดูลในการต้านทานการซึมของความชื้นในระยะยาว โดยผ่านการทดสอบอุณหภูมิและความชื้น สามารถพบข้อบกพร่อง ได้แก่ การแยกตัวของเซลล์, EVA (การแยกตัว, การเปลี่ยนสี, การสร้างฟอง, การทำให้เป็นละออง, การทำให้เป็นสีน้ำตาล), การทำให้เส้นสายดำ, การกัดกร่อน TCO, การกัดกร่อนของข้อต่อบัดกรี, การเปลี่ยนสีเป็นสีเหลืองของฟิล์มบาง, การหลุดลอกของกล่องต่อสาย... อย่างไรก็ตาม ตามผลการทดสอบของโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ที่เกี่ยวข้อง 1,000 ชั่วโมงไม่เพียงพอ และสถานการณ์จริงพบว่าเวลาในการทดสอบเพื่อให้โมดูลค้นหาปัญหาต้องอย่างน้อย 3,000 ถึง 5,000 ชั่วโมง

วิธีทดสอบ HAST [การทดสอบความเครียดของอุณหภูมิและความชื้นที่เร่งความเร็วสูง]:

HAST ย่อมาจาก Highly Accelerated Temperature and Humidity Stress Test ในภาษาอังกฤษ วิธีทดสอบความต้านทานความชื้นแบบเร่งความเร็วสูงนั้นใช้พารามิเตอร์ด้านสิ่งแวดล้อมของอุณหภูมิและความชื้นเป็นหลัก HAST และ PCT [Pressure Cooker Test] นั้นแตกต่างจากการทดสอบทั้งสองแบบ โดย HAST เรียกว่าการทดสอบไม่อิ่มตัว ในขณะที่ PCT เรียกว่าการทดสอบความชื้นอิ่มตัว และความแตกต่างที่ใหญ่ที่สุดจากวิธีการทดสอบการประเมินความชื้นทั่วไปก็คือ HAST อยู่ในด้านอุณหภูมิและความชื้นที่สูงกว่า 100℃ และอยู่ในการทดสอบสภาพแวดล้อมที่มีไอน้ำที่มีความหนาแน่นสูง วัตถุประสงค์ของ HAST คือการเร่งการทดสอบการแทรกซึมของความชื้นเข้าไปในตัวอย่างเพื่อประเมินความต้านทานความชื้นโดยใช้ประโยชน์จากข้อเท็จจริงที่ว่าแรงดันไอน้ำในถังทดสอบนั้นสูงกว่าแรงดันไอน้ำบางส่วนภายในตัวอย่างมาก

ข้อกำหนดและเงื่อนไขการทดสอบของ JESD22-A118[ความต้านทานความชื้นแบบเร่ง - ไม่เอนเอียง] (การทดสอบไม่เอนเอียงของ HAST):

ใช้เพื่อประเมินความน่าเชื่อถือของอุปกรณ์ในสภาพแวดล้อมที่เปียกชื้น นั่นคือ การแทรกซึมของอุณหภูมิที่รุนแรง ความชื้น และแรงดันไอน้ำที่เพิ่มขึ้นผ่านวัสดุป้องกันภายนอก (วัสดุหุ้มหรือปิดผนึก) หรือตามอินเทอร์เฟซของวัสดุป้องกันภายนอกและตัวนำโลหะ กลไกความล้มเหลวจะเหมือนกับการทดสอบอายุขัยความชื้นคงที่ที่อุณหภูมิสูงและความชื้นสูง [85℃/85%RH] (JESD22-A101-B) ในกระบวนการทดสอบนี้ ไม่มีการใช้ความลำเอียงเพื่อให้แน่ใจว่ากลไกความล้มเหลวไม่ได้รับการครอบคลุมโดยความลำเอียง และการทดสอบนี้ใช้เพื่อกำหนดกลไกความล้มเหลวในบรรจุภัณฑ์ ตัวอย่างอยู่ในสภาพแวดล้อมที่มีความชื้นไม่ควบแน่น อุณหภูมิจะเพิ่มขึ้นเพียงเล็กน้อย และกลไกความล้มเหลวจะเหมือนกับการทดสอบอายุขัยความชื้นคงที่ที่อุณหภูมิสูงและความชื้นสูง [85℃/85%RH] โดยไม่มีความลำเอียง ควรสังเกตว่า เนื่องจากไอน้ำที่ดูดซับจะลดอุณหภูมิเปลี่ยนผ่านแก้วของวัสดุโพลีเมอร์ส่วนใหญ่ โหมดความล้มเหลวที่ไม่เป็นจริงอาจเกิดขึ้นเมื่ออุณหภูมิสูงกว่าอุณหภูมิเปลี่ยนผ่านแก้ว

85℃/85%/1000H(JESD22-A101)→110℃/85%/264H(JESD22-A110, A118)

ข้อมูลจำเพาะ: JEDEC22-A110 (พร้อมไบอัส), JEDEC22-A118 (ไม่มีไบอัส)

สภาวะทั่วไป: 110℃/85%RH/264 ชม. ใช้ได้: PET, EVA, โมดูล

วิธีทดสอบ PCT [Pressure Cooker Test] :

โดยทั่วไปเรียกว่าการทดสอบการปรุงอาหารด้วยหม้อความดันหรือการทดสอบไอน้ำอิ่มตัว สิ่งที่สำคัญที่สุดคือการทดสอบผลิตภัณฑ์ภายใต้อุณหภูมิที่รุนแรง ความชื้นอิ่มตัว (100%RH) [ไอน้ำอิ่มตัว] และสภาพแวดล้อมที่มีแรงดัน ทดสอบความต้านทานความชื้นสูงของผลิตภัณฑ์ทดสอบ สำหรับวัสดุบรรจุภัณฑ์พลังงานแสงอาทิตย์หรือโมดูล ใช้สำหรับการทดสอบการดูดซับความชื้นของวัสดุ การปรุงอาหารด้วยแรงดันสูง... เพื่อจุดประสงค์ของการทดสอบ หากผลิตภัณฑ์ที่จะทดสอบเป็นเซลล์ จะใช้ทดสอบความต้านทานความชื้นของเซลล์ ผลิตภัณฑ์ที่จะทดสอบจะถูกวางไว้ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิ ความชื้น และความดันที่รุนแรงเพื่อทำการทดสอบ หากบรรจุภัณฑ์ไม่ได้รับการบรรจุอย่างดี ความชื้นจะแทรกซึมเข้าไปในบรรจุภัณฑ์ตามคอลลอยด์หรืออินเทอร์เฟซระหว่างคอลลอยด์และโครงลวด เอฟเฟกต์ป๊อปคอร์น วงจรเปิดที่เกิดจากการกัดกร่อนของลวดโลหะ ไฟฟ้าลัดวงจรที่เกิดจากการปนเปื้อนระหว่างพินบรรจุภัณฑ์... และปัญหาอื่นๆ ที่เกี่ยวข้อง และการเสื่อมสภาพที่เร่งขึ้นของ HAST ไม่เหมือนกัน

ข้อกำหนดและเงื่อนไขการทดสอบของ PCT JESD22-A102:

ในการประเมินความสมบูรณ์ของอุปกรณ์บรรจุภัณฑ์ที่ไม่ปิดสนิทเมื่อเทียบกับไอน้ำในสภาพแวดล้อมที่มีไอน้ำควบแน่นหรืออิ่มตัว ตัวอย่างจะถูกวางไว้ในสภาพแวดล้อมที่มีความชื้นสูงควบแน่นภายใต้แรงดันสูงเพื่อให้ไอน้ำเข้าไปในบรรจุภัณฑ์ ซึ่งจะเผยให้เห็นจุดอ่อนในบรรจุภัณฑ์ เช่น การแยกชั้นและการกัดกร่อนของชั้นโลหะ การทดสอบนี้ใช้เพื่อประเมินโครงสร้างบรรจุภัณฑ์ใหม่หรือการปรับปรุงวัสดุและการออกแบบในตัวบรรจุภัณฑ์ ควรสังเกตว่ากลไกความล้มเหลวภายในหรือภายนอกบางอย่างจะปรากฏขึ้นในการทดสอบซึ่งไม่สอดคล้องกับสถานการณ์การใช้งานจริง เนื่องจากไอน้ำที่ดูดซับจะลดอุณหภูมิเปลี่ยนผ่านแก้วของวัสดุโพลีเมอร์ส่วนใหญ่ โหมดความล้มเหลวที่ไม่เป็นจริงอาจเกิดขึ้นเมื่ออุณหภูมิสูงกว่าอุณหภูมิเปลี่ยนผ่านแก้ว

เงื่อนไขการทดสอบ: 121℃/100%RH/80 ชม. (COVEME), 200 ชม. [toyalSolar]

สามารถใช้งานได้: PET, EVA, โมดูล

หม้อความดัน (PCTS) และอุปกรณ์ทดสอบอายุการใช้งานที่เร่งความเร็วสูง (HAST) :

ปัจจุบัน วัสดุและโมดูลพลังงานแสงอาทิตย์ส่วนใหญ่สามารถทนต่อการทดสอบ DHB (อุณหภูมิและความชื้น + ความลำเอียง) ในระยะยาวได้โดยไม่ล้มเหลว เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการทดสอบและลดระยะเวลาการทดสอบ จึงใช้วิธีการทดสอบหม้อความดัน วิธีการทดสอบหม้อความดันแบ่งออกเป็น 2 ประเภทหลักๆ คือ PCT และ HAST หากพบข้อบกพร่องของวัสดุบรรจุภัณฑ์และโมดูลพลังงานแสงอาทิตย์ผ่านการทดสอบ HAST และสามารถลดความเสื่อมสภาพลงได้ 1% LCOE [ต้นทุนไฟฟ้าเฉลี่ย (ค่าพลังงานที่ส่งออกจริง ต้นทุนการผลิตไฟฟ้าต่อกิโลวัตต์ชั่วโมง)] จะลดลง 10% จุดประสงค์ของการทดสอบ PCT คือเพื่อเพิ่มความเครียดโดยรอบ (อุณหภูมิและความชื้น) และเพื่อประเมินผลการปิดผนึกของโมดูลและการดูดซับความชื้นของแผงด้านหลังโดยสัมผัสกับแรงดันไอเปียกที่มากกว่าหนึ่งบรรยากาศ