光伏模块机械负载测试：为什么它对太阳能电池板的可靠性很重要
光伏模块机械负载测试：为什么它对太阳能电池板的可靠性很重要
为了评估太阳能电池板的机械可靠性，光伏组件机械负载测试是光伏组件合格检测的重要组成部分。
一个光伏组件机械负载测试仪，也称为太阳能电池板机械负载测试仪或者光伏组件静载测试仪，旨在向光伏模块施加受控机械压力并验证其承受指定负载的能力。
什么是光伏组件机械负载测试？
光伏组件机械负载测试评估太阳能电池板是否能够承受实际户外运行过程中可能出现的机械负载。
在实际应用中，光伏组件可能会遇到：
- 风压和风吸力
- 雪荷载
- 冰荷载
- 与安装相关的机械应力
- 重复环境负荷
该测试向光伏组件的前表面和后表面施加受控且总体分布的负载。测试后，可以检查模块是否有明显的损坏和电气性能的变化。
机械负载测试主要与IEC 61215，地面光伏组件设计资质和型式核准的国际标准系列。
IEC 61215 机械负载测试
目前的IEC 61215-2:2021包括静态机械负载测试 (MQT 16)。该标准还引入了循环（动态）机械负载测试 (MQT 20)用于评估模块在重复机械负载下的耐用性。
对于静态机械负载测试，通常参考的测试负载水平包括2400 Pa 和 5400 Pa，取决于模块设计负载和测试方向。
在典型的光伏组件测试中：
- 2400帕通常与风相关的机械载荷有关。
- 5400帕代表通常用于雪和冰载荷评估的较高机械载荷。
准确的测试负载应始终根据适用的标准、模块规格、安装配置和制造商声明的设计负载来确定。
测试载荷与模块的设计载荷和适用的安全系数有关。 IEC 61215 测试文件通常规定安全系数至少为1.5试验荷载与设计荷载之间。
为什么机械负载测试对于太阳能电池板很重要？
光伏模块在制造后可能看起来正常，但仍然存在机械缺陷，这些缺陷在外部负载下会变得明显。
机械负载测试可帮助制造商识别潜在问题，例如：
1. 玻璃破碎
过度的机械应力可能会导致光伏组件的前玻璃或后玻璃破裂或破裂。
2. 太阳能电池裂纹
机械变形会在太阳能电池中产生微裂纹或更大的裂纹。这些缺陷可能会降低电力输出，并可能在长期运行过程中进一步发展。
3. 框架变形
铝框架必须保持足够的机械强度，以在安装和运行过程中支撑模块。
4.电气性能下降
机械应力会损坏电池、互连或焊点。因此，可能需要在机械负载测试之前和之后评估电气性能。
5. 长期可靠性
机械负载测试提供了有关光伏组件设计是否能够承受其使用寿命期间预期环境条件的重要信息。
IEC 61215 机械负载研究表明，组件框架和玻璃结构周围的机械应力尤其显着，这说明了机械负载测试对于光伏组件可靠性的重要性。
光伏组件机械负载测试仪如何工作？
一个典型的光伏组件机械载荷试验机由刚性支撑结构、模块安装系统、加载系统和控制系统组成。
基本测试流程为：
第 1 步 – 安装光伏模块
太阳能电池板按照规定的安装方法安装。
第 2 步 – 施加机械负载
受控负载逐渐施加到模块的前表面或后表面。
第 3 步 – 保持所需的负载
在所需的测试时间内保持指定的压力。
步骤 4 – 改变负载方向
根据测试程序，可以将负载施加到不同的表面或方向。
第 5 步 – 检查模块
检查模块是否有明显损坏、变形、裂纹和其他异常情况。
第 6 步 – 检查电气性能
机械加载后可以进行电气测量或其他指定的检查，以确定模块是否出现性能下降。
静态机械负载测试与动态机械负载测试
区分静态和动态机械负载测试很重要。
静态机械负载测试
这静态机械负载测试 (MQT 16)对光伏模块施加指定的机械负载并在规定的时间内保持该负载。
该测试主要用于评估组件承受风、雪、冰等静态环境载荷的能力。
循环机械负载测试
这循环（动态）机械负载测试 (MQT 20)在重复机械负载下评估模块。
IEC 61215-2:2021引入了MQT 20作为附加测试方法，体现了重复机械应力在光伏组件可靠性评估中的重要性。
选择太阳能电池板机械负载测试仪时应考虑什么？
当选择一个光伏组件机械负载测试仪，制造商和实验室应考虑几个重要因素：
- 最大试验负载
- 负载精度
- 模块尺寸和重量
- 正面和背面装载
- 模块安装配置
- 施加载荷的均匀性
- 测试持续时间和周期控制
- 安全防护
- 自动控制及数据记录
- 与 IEC 61215 测试要求的兼容性
对于大型太阳能电池板，测试室或机械结构应为模块尺寸和安装配置提供足够的工作空间。
加载系统还应该能够逐渐均匀地施加所需的压力，而不是产生不代表预期测试条件的集中负载。
光伏组件机械负载测试的应用
光伏机械负载测试广泛用于：
- 光伏组件制造商
- 太阳能电池板研发实验室
- 光伏检测实验室
- 认证机构
- 太阳能研究所
- 质量检验机构
- 第三方检测实验室
它可以在期间使用光伏组件设计验证、产品开发、质量控制、认证测试和可靠性研究。
结论
这光伏组件机械负载测试是评价太阳能电池板在环境机械应力下结构可靠性的重要方法。
一个设计得当的光伏组件机械负载测试仪可以模拟受控的风、雪和其他机械载荷条件，帮助制造商识别潜在的问题，如玻璃破碎、电池裂纹、框架变形和电气性能下降。
对于正在寻找解决方案的实验室和光伏制造商来说太阳能电池板机械负载测试仪，应根据适用情况选择设备IEC 61215要求、模块尺寸、安装方法和声明的机械负载。
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