中國首發太陽能模組「測試失敗項目排行榜」



2017年4月27日 | 能源技術

從太陽能產品測試歷史最悠久的德國萊因TÜV實驗室獲悉,自2009年起至2016年10月,位於上海的太陽能產品測試中心,依據IEC 61215和IEC 61730標準,已為超過13,000片太陽能模組進行樣品測試。

德國萊因TÜV是現任IEC 61215和IEC 61730標準委員會的專家組組長,也是最早開展太陽能產品測試的協力廠商機構。中國80%以上的出口太陽能模組都是接受德國萊因TÜV的檢測與驗證。


過去7年,德國萊因TÜV上海太陽能測試中心總共為太陽能模組進行了31816個測試,其中775個失敗,失敗率為2.44%。整體而言,考核模組性能的IEC 61215所規範的測試專案,其通過率低於考核模組安全要求的IEC 61730。近三年來的資料顯示,IEC 61215的失敗率為2.1%,而後者則是0.76%。

上萬個資料數據對製造商到底有什麼意義呢?德國萊因TÜV從2014-2016的資料中進一步深挖,首次公佈中國太陽能模組測試失敗排行榜,協助製造商們更好地把握模組測試流程與要素。

 

兩大榜單,透析模組測試的「難關」

雖然在2個榜單上,測試項目的排名各有不同,但可以看出經常失敗或難度係數較高的項目有七大項。據德國萊因TÜV工程師透露,可能因以下原因造成測試失敗:

初始測試在「失敗次數最多榜」上高居榜首,這和每個樣品都需要進行初始測試有關。初始測試需要考察的項目涵蓋了外觀檢查 、最大功率測試 、絕緣測試、濕漏電測試、初始接地連續性測試、初始可觸測試。外觀檢查是出現問題最多的環節,模組邊框組裝不到位、有破損、有污漬等都屬於不合格範疇,此外,銘牌缺失更是其中最常見的問題。這些外觀失敗,必須退回製造商重新送樣。就是這些不起眼的小地方,往往耽誤了寶貴的測試週期。

  • 濕凍測試在2個榜單的排名都很前面,看來需要引起各家廠商的特別關注。工程師分析,濕凍測試後,如果功率衰減超過5%,樣品將被判定為不合格。2/3的濕凍測試失敗就是由於這個原因。其他失敗歸咎於外觀檢查以及濕漏電。
  • 熱迴圈200次測試:七成的失敗案例是因測試後功率衰減超過5%,也就是說該模組已經失效,無法承擔發電的功能。外觀檢查和測試過程中無法通電失敗分別占了15%。
  • 濕熱測試和熱迴圈200次測試類似,66%的失敗是由於測試後無法通電,次要原因是外觀檢查和濕漏電,分別占17%。
  • 熱斑測試失敗有很大的原因可能是焊接工藝出現問題,進而造成局部電阻太大,或者組件設計缺乏防熱斑考慮。一旦在這方面有半點疏漏,很有可能在實際安裝使用後,引發火災,是非常嚴重的安全隱患。
  • 作為非強制性的5400帕機械載荷,因外觀檢查和功率衰減超過5%佔據了6成和4成原因。5400帕機械載荷是對模組來說最有挑戰性的項目,這也在意料之中,因為標準規定的基本載荷量是2400帕,5400帕的測試是勇於挑戰極限、打磨明星產品、希望提升競爭力的廠家的選擇。不過3年來,也有212塊太陽能模組經歷考驗,可喜的是,199塊模組成功突破了這道門檻。
  • 2400帕機械載荷這項測試的失敗,經分析和匯總,與近年來雙玻模組、輕質模組、新安裝方式等產業先進的結構設計的出現相關。

 

德國萊因TÜV太陽能測試中心也比對了2009-2013和2014-2016的資料,發現近3年在測試失敗率上總體有了較大的改善,特別是濕凍測試從接近15%降至4.38%,最嚴苛的5400帕機械載荷從超過10%降至6.13%,顯示中國太陽能模組製造商生產能力以及品管能力有了大幅提高。

儘管根據IEC 61730進行的測試失敗率僅有0.76%,不過測試工程師也發現可觸測試、脈衝電壓測試、模組破裂測試是相對而言失敗次數較多的三大類。

 

失敗不是結束,而是開始

德國萊因TÜV專家從挖掘大數據中看到了新設計、新材料的運用是增加失敗概率的主要原因。同時,從失敗中吸取經驗教訓,完善製造工藝、有效落實品管機制是避免測試失敗的重要方式。