本標準根據(jù)不同地域的溫度、濕度、輻照度和鹽霧環(huán)境特性等差異制定了相應標準,每種標準針對其相應領(lǐng)域特點,提升了試驗條件,提高了判定要求。
2016年9月7日,由中認南信檢測技術(shù)有限公司承辦的«地面用晶體硅光伏組件環(huán)境適應性測試要求»等4項能源行業(yè)標準審查會于南京曙光國際大酒店如期召開。來自中國質(zhì)量認證中心、機械工業(yè)北京電工技術(shù)經(jīng)濟研究所、中檢集團南方電子產(chǎn)品測試(深圳)股份有限公司、中國科學院電工研究所、上海質(zhì)檢院、晶科能源、中認南信檢測技術(shù)有限公司等行業(yè)各領(lǐng)域29位行業(yè)資深專家及代表參與了此次會議。
本標準是由中國質(zhì)量認證中心牽頭,協(xié)同其他單位參與起草,歸口單位為中國電器工業(yè)協(xié)會。
本標準根據(jù)我國中東部、西部、高海拔地區(qū)的氣候特點,深入研究光伏組件在各種地域環(huán)境的檢測技術(shù),根據(jù)不同地域的溫度、濕度、輻照度和鹽霧環(huán)境特性的差異,分項制定了相應標準,每種標準針對其相應領(lǐng)域特點,提升了試驗條件,提高了判定要求。
具體而言,在制定符合本區(qū)域氣候環(huán)境的光伏組件檢測方案或規(guī)范時,考慮了以下內(nèi)容:
(1)綜合考慮我國光伏電站重點安裝區(qū)域,優(yōu)選出氣候條件差異明顯的代表性區(qū)域,作為試驗地點;
(2)調(diào)研所選區(qū)域的氣候條件,與IEC標準體系中對一般室外條件的定義進行比對分析,確定影響組件性能衰退的關(guān)鍵因素;
(3)建立實驗方案并搭建檢測平臺針對上述確定的關(guān)鍵因素進行評估,最終確定操作性較強的檢測規(guī)范。綜合各試驗區(qū)域的試驗結(jié)果,編制較全面的各地典型氣候條件下光伏組件的分級技術(shù)規(guī)范;
(4)分別在我國的幾個典型地區(qū)(青海、新疆、海南等地)開展光伏組件室外電性能試驗方法研究,以高原地區(qū)氣候條件、干熱氣候條件、濕熱氣候(包括沿海地區(qū))為例進行室外試驗驗證;
(5)為了在盡可能短時間內(nèi)反映光伏組件長年在室外工作條件下由于溫度和濕度變化引起的性能失效,課題組結(jié)合國內(nèi)光伏檢測實驗室在光伏組件設計鑒定與定型試驗方法,針對我國的干熱氣候條件、濕熱氣候條件、高原氣候條件分別研究制定相應的試驗項目與試驗序列和試驗判定要求。通過環(huán)境模擬試驗反映光伏組件在不同氣候條件下,在預期使用壽命期間內(nèi)引起的性能失效;
(6)結(jié)合近幾年光伏電站在濕熱及沿海地區(qū)出現(xiàn)的功率衰減及其他性能失效現(xiàn)象,通過氣體腐蝕(例如鹽霧腐蝕)對光伏組件的試驗結(jié)果分析,通過相應的電壓誘導衰減(PID)試驗,制定光伏組件在濕熱氣候下的PID試驗方法和鹽霧試驗方法及對應的試驗序列與判定依據(jù);
(7)針對近幾年光伏組件在我國西部地區(qū)安裝電站的運行過程中出現(xiàn)的電氣安全特性隱患(熱斑效應問題、旁路二極管熱性能失效狀況),課題組組織國內(nèi)光伏檢測實驗室對旁路二極管在干熱、濕熱等氣候條件下的工作溫度與其熱特性進行了試驗方法研究,為最終確定地面用晶體硅光伏組件環(huán)境適應性測試要求依據(jù)提供重要的數(shù)據(jù)支撐。
背景介紹
光伏組件作為光伏電站的關(guān)鍵設備,其可靠性與耐久性直接影響著光伏電站的運行安全和收益率。一直以來,我國的光伏組件質(zhì)量檢測主要依據(jù)IEC 61215(針對晶體硅光伏組件)及IEC 61646(針對薄膜光伏組件)標準對組件進行設計鑒定與定型測試。
近幾年隨著IEC 61730系列的安全標準實施,在一定程度上提高了國內(nèi)光伏組件的質(zhì)量要求。但是我國幅員遼闊,氣候類型多樣,以我國青藏高原為例,該地區(qū)的強紫外輻射、高輻照度條件、環(huán)境溫濕度和海拔情況與一般氣候條件差異很大。但現(xiàn)有的光伏組件IEC標準,不能完全模擬和覆蓋光伏組件在西藏、青海地區(qū)等較惡劣環(huán)境區(qū)域的光伏電站中使用情況。同時,國內(nèi)目前尚沒有機構(gòu)開展針對IEC檢測標準與我國典型氣候條件偏離的研究工作。
在光伏組件的檢測與質(zhì)量評估技術(shù)領(lǐng)域,美國國家可再生能源實驗室(NREL)在近2-3年已經(jīng)著手開展了組件可靠性與耐久性試驗方法的研究。為解決光伏組件的使用壽命與性能衰減率等關(guān)鍵問題,正在通過電性能試驗、電氣安全試驗、機械應力試驗的研究制定檢測標準,并在全世界范圍內(nèi)廣泛征求意見。
與此同時,歐洲的國際能源署(IEA)光伏系統(tǒng)性能研究機構(gòu)、德國Fraunhofer太陽能研究所(Fraunhofer ISE)等多家光伏實驗室都先后在歐洲各地開展了針對光伏組件的可靠性與當?shù)貧夂驐l件適應性的試驗方法研究。以高山、平原、沿海、沙漠等典型地理條件為主要分類,研究光伏組件的電氣特性、溫度特性、機械應力特性等。并根據(jù)光伏組件的不同應用條件與氣候特征開展了實驗室之間的國際比對,逐步完善歐洲的EN光伏標準體系。
然而歐美等國的研究僅是針對本地區(qū)氣候特點開展的,并不完全適合我國的氣候特點,因此有必要在歐美等國研究機構(gòu)研究的基礎上開展適合我國國情的光伏組件環(huán)境適應性檢測技術(shù)研究,完善我國的光伏組件標準體系。
藉此,為了更好地規(guī)范我國光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,規(guī)范產(chǎn)品性能,促進產(chǎn)業(yè)化,讓行業(yè)長期健康發(fā)展,制定地面用晶體硅光伏組件環(huán)境適應性測試要求。本標準的制定無疑將有利于不同地區(qū)光伏電站設計、試驗、應用等領(lǐng)域工作的推進。