ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

ГОСТР

56980.2—

2020

(МЭК 61215-2: 2016)

МОДУЛИ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ

Оценка соответствия техническим требованиям

Часть 2

Методы испытаний

(IEC 61215-2:2016, Terrestrial photovoltaic (PV) modules — Design qualification and type approval —

Part 2: Test procedures, MOD)

Издание официальное

Москва

Стандартинформ

2020

Предисловие

1    РАЗРАБОТАН Федеральным государственным унитарным предприятием «Российский научно-технический центр информации по стандартизации, метрологии и оценке соответствия» (ФГУП «СТАНДАРТИНФОРМ») на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 4

2    ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 016 «Электроэнергетика»

3    УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 26 марта 2020 г. № 153-ст

4    Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к международному стандарту МЭК 61215-2:2016 «Модули фотоэлектрические наземные. Оценка конструкции и утверждение типа. Часть 2. Методики испытаний» (IEC 61215-2:2016 «Terrestrial photovoltaic (PV) modules — Design qualification and type approval — Pari 2: Test procedures») путем изменения отдельных фраз (слов, значений показателей, ссылок), которые выделены в тексте курсивом, а также путем изменения его структуры для приведения в соответствие с правилами, установленными 8 ГОСТ Р 1.5.

Сравнение структуры настоящего стандарта со структурой указанного международного стандарта приведено в дополнительном приложении ДБ.

Внесение указанных технических отклонений направлено на учет потребностей национальной экономики Российской Федерации и особенностей объекта стандартизации, характерных для Российской Федерации.

Международный стандарт разработан Техническим комитетом по стандартизации ТС 82 «Солнечные фотоэлектрические энергосистемы» Международной электротехнической комиссии (IEC).

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5-2012 (пункт 3.5).

Сведения о соответствии ссылочных национальных и межгосударственных стандартов международным стандартам, использованным в качестве ссылочных в примененном международном стандарте. приведены в дополнительном приложении ДА

5    ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правипа применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. № 162-ФЗ «О стандартизации в Российской Федерации». Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регупированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

© Стандартинформ, оформление, 2020

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

Если при измерениях испытуемых образцов, электрические характеристики которых можно считать линейными в соответствии с ГОСТ Р МЭК 60904-10, температура испытуемых образцов вышла за пределы (25 ± 2) X. их ВАХ приводят к 25 X по ГОСТ Р МЭК 60891, используя температурные коэффициенты (см. 4.4).

Если спектральные характеристики эталонного прибора не совпадают с характеристиками испытуемого образца, в ВАХ вносят поправки на различие спектральных характеристик, используя ГОСТР МЭК 60904-7 с учетом изменений методики, повышающих достоверность результатов (см. (ft)).

По ВАХ определяют максимальную мощность при СУИ.

По ВАХ при СУИ, измеренной после начальной стабилизации, проверяют соответствие значений максимальной мощности, напряжения холостого хода и тока короткого замыкания испытуемых образцов при СУИ значениям, указанным на их паспортных табличках и в технической документации.

4.2.4    Измерение вольт-амперных характеристик при выбранных условиях по энергетической освещенности и температуре

Измеряют ВАХ испытуемых образцов по ГОСТРМЭК60904-1 при выбранных условиях по энергетической освещенности и температуре, спектральном составе AM 1.5 в соответствии с ГОСТ РМЭК60904-3 с учетом последних данных по спектру AM 1,5 (см. [70)) и световом потоке, направленном нормально к воспринимающей поверхности. Определяют максимальную мощность.

Примечание — В предыдущей версии стандарта и в ссылках до выхода настоящего стандарта испытание по измерению ВАХ при выбранных условиях по энергетической освещенности и температуре называется «Определение максимальной мощности».

Датчики температуры устанавливают, как указано в 4.2.3.

Рекомендуется выбирать температуру испытуемого образца в диапазоне от 25 до 50 X и энергетическую освещенность — в диапазоне от 700 до 1100 Вт/м².

Значения температуры испытуемых образцов и энергетической освещенности должны быть выбраны таким образом, чтобы их можно было воспроизвести с точностью не менее ±2.0 °С и ±5 %, соответственно. при всех измерениях ВАХ

Следует принять все меры для того, чтобы обеспечить измерение ВАХ и определение максимальной мощности при сходных условиях испытаний в течение всей программы испытаний, т. е. минимизировать величину поправок выполнением измерений при примерно одинаковых значениях температуры и энергетической освещенности.

Для испытуемых образцов, характеристики которых не являются линейными в соответствии с ГОСТ Р МЭК 60904-10, измерение должно проводиться при отклонении энергетической освещенности в пределах ±5 % и отклонении температуры в пределах ±2 X от выбранного значения.

Если испытуемые образцы предназначены для работы в диапазонах энергетической освещенности и температуры, отличающихся от рекомендованных, ВАХ могут быть измерены при температуре, энергетической освещенности, соответствующих условиям предполагаемой эксплуатации фотоэлектрического модуля.

Для испытуемых образцов, характеристики которых можно считать линейными в соответствии с ГОСТ Р МЭК 60904-10, полученные результаты приводят к одному значению энергетической освещенности и/или температуры, используя поправки по температуре и энергетической освещенности в соответствии с ГОСТ Р МЭК 60891, если значения энергетической освещенности и/или температуры во время измерений ВАХ одного и того же испытуемого образца при начальных испытаниях, до и после испытания на воздействие внешних факторов и/или заключительных испытаниях различны.

Если спектральные характеристики эталонного прибора не совпадают с характеристиками испытуемого образца, в значение максимальной мощности вносят поправки на различие спектральных характеристик, используя ГОСТ Р МЭК 60904-7 с учетом изменений методики, повышающих достоверность результатов (см. [77]).

4.2.5    Измерение вольт-амперных характеристик в условиях низкой освещенности (УНО)

Измеряют ВАХ испытуемых образцов по ГОСТ Р МЭК 60904-1 при УНО: энергетическая освещенность (200 ± 20) Вт/м², температура элемента (25 ± 2) X, спектральный состав AM 1,5 в соответствии с ГОСТР МЭК 60904-3 с учетом последних данных по спектру AM 1,5 (см. [ 70)). световой поток направлен нормально к воспринимающей поверхности.

Датчики температуры устанавливают, как указано в 4.2.3.

Энергетическую освещенность снижают до уровня (200 ± 20) Вт/м², как указано в ГОСТ РМЭК 60904-10, 5.1.6 и 5.2.6. с помощью сеточных фильтров с однородной плотностью сетки или

других способов, которые не влияют на пространственную однородность и относительное спектральное распределение энергетической освещенности.

Если при измерениях испытуемых образцов, электрические характеристики которых можно считать линейными в соответствии с ГОСТ Р МЭК 60904-10. температура испытуемых образцов вышла за пределы (25 ± 2) °С. их ВАХ приводят к 25 °С по ГОСТ Р МЭК 60891. используя температурные коэффициенты (СМ. 4 4).

Если спектральные характеристики эталонного прибора не совпадают с характеристиками испытуемого образца, в ВАХ вносят поправки на различие спектральных характеристик, используя ГОСТ Р МЭК 60904-7 с учетом изменений методики, повышающих достоверность результатов (см. [11]).

4.3 Измерение сопротивления изоляции

4.3.1    Назначение

Испытание предназначено для проверки, достаточно ли хорошо токоведущие части испытуемого фотоэлектрического модуля изолированы от доступных частей и доступных проводящих частей.

4.3.2    Испытательное оборудование и материалы

a)    Прибор для измерения сопротивления изоляции, который обеспечивает следующие функции:

-    ограничение тока;

-    подачу напряжения постоянного тока, значение которого равно значению, указанному в таблице 1 для соответствующего максимального номинального напряжения постоянного тока фотоэлектрической системы, для установки в которую предназначены фотоэлектрические модули, класса модулей по способу защиты от поражения электрическим током и наличия непроницаемых соединений. Величина напряжения должна измеряться с точностью не менее 2 %:

-    измерение тока по миллиамперной шкале;

-    измерение сопротивления, если необходимо.

Для выполнения этих функций могут быть использованы одно или несколько различных устройств.

b)    Проводящая фольга, размер фольги должен быть достаточен для выполнения этапа 2.

4.3.3    Условия испытаний

Испытание проводят при температуре окружающей среды (25 ± 10) ^вС и относительной влажности не более 75 %.

Рабочая поверхность испытуемого образца должна быть защищена от попадания на нее освещения и испытуемый образец не должен быть подключен к какому-либо источнику питания, кроме измерительного прибора.

Примечание — В испытуемом образце с несколькими рабочими поверхностями от освещения должны быть защищены все рабочие поверхности

4.3.4    Проведение испытания

1)    Устанавливают перемычку между выводами испытуемого образца и соединяют их с положительным выходом прибора для измерения сопротивления изоляции.

2)    Соединяют открытые металлические части испытуемого образца с отрицательным выходом измерительного прибора. Если у испытуемого образца отсутствует рама или она не проводит или плохо проводит ток. плотно оборачивают края образца проводящей фольгой. Покрывают проводящей фольгой все поверхности испытуемого образца из изоляционного материала (лицевую и/или тыльную поверхности. коммутационную коробку и т. п.). Соединяют все части фольги с отрицательным выходом измерительного прибора.

Фотоэлектрические модули, изготовленные по некоторым технологиям, могут быть чувствительными к статической поляризации, если модуль находится под положительным потенциалом на раме. В этом случае подключение прибора для измерения сопротивления изоляции к испытуемым образцам должно выполняться с противоположной полярностью, данные о чувствительности испытуемых образцов к статической поляризации должны быть предоставлены изготовителем и занесены в протокол испытаний.

3)    Через 1 мин или более после выполнения этапа 2 со скоростью, не превышающей 500 В/с. увеличивают подаваемое измерительным прибором напряжение до значения, равного указанному в таблице 1 для минутной выдержки.

В течение 1 мин поддерживают напряжение на этом уровне.

4)    Снижают приложенное напряжение до нуля и устанавливают перемычку между выводами измерительного прибора для сброса остаточного напряжения испытуемого образца.

5)    Определяют наличие следов пробоя изоляции или поверхностного пробоя. При обнаружении следов нарушения изоляции или поверхностного пробоя испытания прекращают и испытанный образец считают не выдержавшим испытания.

6)    Убирают перемычку между выводами измерительного прибора.

7)    Со скоростью, не превышающей 500 В/с. увеличивают подаваемое измерительным прибором напряжение до значения, указанного в таблице 1 для двухминутной выдержки.

В течение 2 мин поддерживают напряжение на этом уровне.

8)    Определяют сопротивление изоляции.

9)    Снижают приложенное напряжение до нуля и устанавливают перемычку между выводами измерительного прибора для сброса остаточного напряжения испытуемого образца.

10)    Убирают перемычку между выводами измерительного прибора и отсоединяют измерительное оборудование от испытуемого образца.

Таблица 1 — Испытательное напряжение для определения сопротивления изоляции

Класс по способу защиты от поражения электрическим током Есть ли непроницаемые соединения Испытательное напряжение для подачи в течение 1 мин Испытательное напряжение для подачи в течение 2 мин 0 Нет 1000 ♦ удвоенное номинальное максимальное напряжение постоянного тока фотоэлектрической системы, для установки в которую предназначены фотоэлектрические модули 500 или максимальное номинальное напряжение постоянного тока фотоэлектрической системы, для установки в которую предназначены фотоэлектрические модули, в зависимости от того, какое больше II Нет 2000 + четырехкратное максимальное номинальное напряжение постоянного тока фотоэлектрической системы, для установки в которую предназначены фотоэлектрические модули 500 или максимальное номинальное напряжение постоянного тока фотоэлектрической системы, для установки в которую предназначены фотоэлектрические модули, в зависимости от того, какое больше III Нет 500 500 0 Да 1,35 * (1000 ♦ удвоенное максимальное номинальное напряжение постоянного тока фотоэлектрической системы, для установки в которую предназначены фотоэлектрические модули) 500 или максимальное номинальное напряжение постоянного тока фотоэлектрической системы, для установки в которую предназначены фотоэлектрические модули, в зависимости от того, какое больше II Да 1.35 * (2000 ♦ четырехкратное максимальное номинальное напряжение постоянного тока фотоэлектрической системы, для установки в которую предназначены фотоэлектрические модули) 500 или максимальное номинальное напряжение постоянного тока фотоэлектрической системы, для установки в которую предназначены фотоэлектрические модули, в зависимости от того, какое больше III Да 500 500

4.3.5    Заключительные испытания

Проводят визуальный контроль по 4.1.

4.3.6    Оценка результатов испытаний

Испытанные образцы считают выдержавшими испытания, если:

-    отсутствуют видимые функциональные повреждения, указанные в ГОСТ Р 56980.1. раздел 8:

-    при проведении испытания не было пробоя изоляции и поверхностного пробоя;

-    у испытуемых образцов с площадью рабочей поверхности не более 0,1 м² значение сопротивления изоляции не менее 400 МОм;

-    у испытуемых образцов с площадью рабочей поверхности более 0,1 м² произведение измеренного сопротивления изоляции на площадь поверхности испытуемого образца не менее 40 МОм-м².

Ю

4.4    Определение температурных коэффициентов

Испытание предназначено для определения температурных коэффициентов тока короткого замыкания. напряжения холостого хода и максимальной мощности.

Температурные коэффициенты определяют по ГОСТР МЭК 60891 при СУИ.

Полученные значения температурных коэффициентов испытуемых образцов верны при той энергетической освещенности, при которой проводились измерения. При других уровнях энергетической освещенности в значения температурных коэффициентов испытуемых образцов вносят поправку на отклонения энергетической освещенности (для испытуемых образцов с линейными характеристиками в соответствии с ГОСТР МЭК 60904-10 поправку вносят по ГОСТ Р МЭК 60891).

Примечание — Для модулей с линейными характеристиками в соответствии с ГОСТ Р МЭК 60904-10 температурные коэффициенты верны при энергетической освещенности в диапазоне ±30 % от значения энергетической освещенности, при которой проводились измерения

Проверяют соответствия полученных значений температурных коэффициентов значениям, указанным в технической документации.

4.5    Испытание на комплексное воздействие факторов окружающей среды в натурных

условиях

4.5.1    Назначение

Испытание предназначено для предварительной оценки способности фотоэлектрического модуля противостоять в рабочем режиме воздействию внешней среды и выявить комплексное влияние внешних климатических факторов, ухудшающих характеристики модуля, которое невозможно определить в лабораторных условиях.

Примечание — При оценке срока службы фотоэлектрического модуля по результатам успешного прохождения этого испытания следует быть осторожным, поскольку сами испытания являются кратковременными и изменения условий внешней среды при этих испытаниях могут быть представлены недостаточно, не отражать все возможные условия эксплуатации, на применение в которых рассчитаны испытуемые фотоэлектрические модули Эти испытания надо рассматривать как общее руководство или как указатель на возможные проблемы

4.5.2    Испытательное оборудование

a)    Прибор для измерения энергетической экспозиции с точностью не менее ±5 %.

b)    Открытая стойка, позволяющая устанавливать испытуемый образец и прибор для измерения энергетической экспозиции в соответствии с требованиями 4.5.3. Стойка должна быть теплоизолирована от испытуемого образца и обеспечивать условия для свободного отвода тепла с его поверхностей.

c)    Средства установки испытуемого образца в соответствии с рекомендациями изготовителя вместо открытой стойки, с учетом требований перечисления Ь), если конструкция испытуемого образца не предназначена для установки на открытой стойке.

d)    Прибор для проверки копланарности рабочих поверхностей эталонного прибора и типичного фотоэлектрического модуля, рядом с которым устанавливают эталонный прибор, в пределах угла ±2°.

e)    Активная нагрузка, обеспечивающая работу испытуемого образца вблизи точки его максимальной мощности, или электронное устройство слежения за точкой максимальной мощности. Значение нагрузки должно быть внесено в протокол испытаний.

4.5.3    Проведение испытания

1) Устанавливают испытуемый образец в соответствии с требованиями изготовителя на открытой стойке или указанным изготовителем образом. Если изготовителем не указано иное, испытуемый образец ориентируют на юг, на направление максимума интенсивности прямого солнечного излучения в полдень. Для этого испытуемый образец устанавливают с точностью не менее ±5 ° под оптимальным углом наклона рабочей поверхности к горизонту р_опг значение которого для места проведения испытания определяют по формуле

Рот = ф-а.    (2)

где р_опт— оптимальный угол наклона рабочей поверхности испытуемого образца к горизонту;

Ф — широта местности;

6 — угол склонения, т. е. угловое положение Солнца в солнечный полдень относительно плоскости экватора.

Значение угла наклона испытуемого образца должно быть внесено в протокол испытаний.

2)    Устанавливают прибор для измерения энергетической экспозиции в плоскости лицевой рабочей поверхности испытуемого образца в пределах 0.3 м от него таким образом, чтобы рабочие поверхности измерительного прибора и испытуемого образца были копланарны.

3)    Устанавливают все рекомендуемые изготовителем средства защиты от местного перегрева.

4)    Подключают к испытуемому образцу нагрузку или устройство слежения за точкой максимальной мощности.

5)    Подвергают испытуемый образец выдержке при естественном солнечном освещении с суммарной энергетической экспозицией 60 кВт ч/м².

Следует следить за тем. чтобы испытуемые образцы не подвергались загрязнению, которое может оказать влияние на результаты испытаний, и очищать испытуемые образцы по мере необходимости не реже одного раза в неделю.

4.5.4    Заключительные испытания

Для оценки изменения состояния испытанного образца проводят следующие испытания:

-    визуальный контроль по 4.1;

-    измерение ВАХ и определение максимальной мощности по 4.2 (4.2.3 или 4.2.4);

-    испытание изоляции на влагостойкость по 4 12.

4.5.5    Оценка результатов испытаний

Испытанные образцы считают выдержавшими испытания, если:

-    отсутствуют видимые функциональные повреждения, указанные в ГОСТ Р 56980 1. раздел 8;

-    снижение максимальной выходной мощности не превышает 5 % от значения, полученного при начальных измерениях;

-    сопротивление изоляции, измеренное при проведении испытания изоляции на влагостойкость, отвечает требованиям 4.12.5.

4.6 Испытания на стойкость к местному перегреву

4.6.1    Назначение

Испытания предназначены для проверки способности фотоэлектрического модуля выдерживать локальный перегрев, который может привести, например, к плавлению пайки или ухудшению герметизации. Такой перегрев может быть вызван, например, повреждением или рассогласованием параметров фотоэлектрических элементов, повреждением соединений, частичным затенением или загрязнением.

Метод испытаний заключается в определении максимально нагретого фотоэлектрического элемента при нормальном режиме работы испытуемого образца, создании состояния выделения в этом элементе максимальной тепловой энергии и выдержке его в этом состоянии.

Хотя в этих испытаниях абсолютная температура и относительное снижение максимальной мощности не являются критериями успешных испытаний, для гарантии безопасной работы фотоэлектрического модуля испытания проводят при наиболее жестких условиях местного перегрева.

В зависимости от технологии изготовления фотоэлектрических элементов и фотоэлектрических модулей установлено два варианта проведения испытаний. Первый вариант (см. 4.6.5) обычно применяют для испытаний фотоэлектрических модулей на основе фотоэлектрических элементов, выполненных на полупроводниковой пластине, например фотоэлектрических модулей на основе кристаллического кремния. Для тонкопленочных фотоэлектрических модулей (CdTe, CIGS. a-Si и пр.) испытания проводят по второму варианту (см. 4.6.6).

4.6.2    Местный перегрев в фотоэлектрических модулях

Области местного перегрева возникают в фотоэлектрическом модуле, когда протекающий через него рабочий ток превышает ток короткого замыкания затененного или поврежденного фотоэлектрического элемента или нескольких фотоэлектрических элементов. Такой фотоэлектрический(ие) элемент(ы) попадает под обратное смещение и будет выделять тепловую энергию, что может привести к перегреву.

Если выделение тепла достаточно велико или достаточно сконцентрировано, фотоэлектрические элементы с обратным смещением могут перегреваться, что может привести к плавлению пайки, разрушению герметизации, тыльного или лицевого покрытий, растрескиванию подложки и покрытий. Применение шунтирующих диодов предотвращает появление повреждений вследствие местного перегрева.

Обратные характеристики фотоэлектрических элементов могут существенно отличаться. С точки зрения особенностей местного перегрева различают два типа фотоэлектрических элементов: элемен-

ты с высоким шунтирующим сопротивлением, у которых обратные характеристики ограничены по напряжению. и элементы с низким шунтирующим сопротивлением, у которых обратные характеристики ограничены по току.

В случае фотоэлектрических элементов с низким шунтирующим сопротивлением:

-    наихудший вариант затенения происходит при полном затенении фотоэлектрического элемента (или его большей части);

-    отказы вследствие местного перегрева происходят очень быстро, поскольку нагрев носит локальный характер;

-    низкое шунтирующее сопротивление часто образуется за счет возникновения локальных проводимостей. В этом случае местный перегрев обусловлен большими токами в небольшой области. Поскольку это явление носит локальный характер, характеристики фотоэлектрических элементов такого типа имеют большой разброс. При образовании обратного смещения фотоэлектрические элементы с низким шунтирующим сопротивлением имеют высокую вероятность функционирования при температурах перегрева.

Основной технической проблемой при проведении испытаний фотоэлектрических модулей на основе элементов с низким шунтирующим сопротивлением является выявление элементов с наименьшим шунтирующим сопротивлением и определение после этого наихудшего варианта затенения таких элементов. Особенности проведения этой части испытаний определяются технологией изготовления испытуемых фотоэлектрических модулей и установлены в соответствующей части ГОСТ Р 56980.1 (см. также [3]).

В случае фотоэлектрических элементов с высоким шунтирующим сопротивлением:

-    наихудший вариант затенения образуется при частичном затенении элемента;

-    повреждение перехода и возникновение высокой температуры происходит медленнее. Для образования наихудших условий местного перегрева затенение должно сохраняться в течение некоторого времени.

Порядок проведения испытаний на стойкость к местному перегреву определяется наличием, количеством и размещением шунтирующих диодов в испытуемом образце, технологией изготовления фотоэлектрических модулей и типом соединения фотоэлектрических элементов, защищаемых одним шунтирующим диодом.

Шунтирующие диоды, если они установлены, ограничивают обратное напряжение охватываемых ими фотоэлектрических элементов и этим определяют часть электрической цепи фотоэлектрического модуля, испытания которой проводят отдельно.

Примечание — Максимальное внутреннее рассеяние энергии в шунтирующем диоде возникает при коротком замыкании участка цепи, защищенного этим диодом Обычно это достигается шунтированием всего модуля Если в модуле не установлены шунтирующие диоды, перед их установкой проверьте рекомендации изготовителя относительно максимального количества последовательно соединенных фотоэлектрических модулей

4.6.3 Типы соединений фотоэлектрических элементов, защищенных одним шунтирующим диодом

Соединения фотоэлектрических элементов в фотоэлектрическом модуле, защищаемые одним шунтирующим диодом, разделяют на три основных типа:

-    последовательное соединение s фотоэлектрических элементов (рисунок 2). Модули с последовательным соединением фотоэлектрических элементов могут быть защищены одним или несколькими шунтирующими диодами;

-    параллельно-последовательное соединение, т. е. последовательное соединение s групп, состоящих из р параллельно соединенных фотоэлектрических элементов (рисунок 3);

-    последовательно-параллельное соединение, т. е. параллельное соединение р цепочек, состоящих из s последовательно соединенных фотоэлектрических элементов (рисунок 4).

Примечание — В международной практике также приняты следующие обозначения указанных типов соединений последовательное соединение — тип S; параллельно-последовательное соединение — тип PS. последовательно-параллельное соединение — тип SP

Рисунок 2 — Последовательное соединение фотоэлектрических элементов, защищаемое одним или тремя шунтирующими диодами

Рисунок 3 — Параллельно-последовательное соединение, защищаемое одним шунтирующим диодом

Рисунок 4 — Последовательно-параллельное соединение, защищаемое одним шунтирующим диодом

В общем случае приведенных ниже вариантов испытаний для указанных трех типов соединений фотоэлектрических элементов достаточно для того, чтобы провести испытания на стойкость к местному перегреву практически всех вариантов фотоэлектрических модулей. Другие типы соединений фотоэлектрических элементов могут быть сведены к одному из указанных трех типов.

4.6.4 Испытательное оборудование

а) Источник освещения: естественное солнечное освещение или имитатор солнечного излучения непрерывного действия класса ВВВ или выше, отвечающий требованиям ГОСТ Р МЭК 60904-9 и обеспечивающий энергетическую освещенность рабочей поверхности испытуемого образца как минимум в диапазоне от 800 до 1100 Вт/м².

При выявлении элементов, наиболее подверженных местному перегреву, для определения ВАХ допускается применение импульсного имитатора солнечного излучения, отвечающего указанным выше требованиям.

b)    Эталонный фотоэлектрический прибор, отвечающий требованиям ГОСТ Р МЭК 60904-2 с учетом изменений, повышающих точность и достоверность результатов измерений (см. [8]). с хорошим соответствием характеристик характеристикам испытуемого образца в требуемых диапазонах энергетической освещенности, спектрального распределения и температур.

Спектральная чувствительность эталонного прибора должна соответствовать спектральной чувствительности испытуемого образца либо следует выполнить коррекцию на несовпадение спектральной чувствительности в соответствии с ГОСТ Р МЭК 60904-7 (см. также [11]).

В диапазоне энергетической освещенности, в котором проводятся испытания, эталонный прибор должен иметь линейные характеристики в соответствии с ГОСТ Р МЭК 60904-10.

Если испытание проводят при естественном солнечном освещении, эталонный прибор должен быть эталонным модулем того же размера и выполненным по той же технологии, что и испытуемый образец.

Примечание — Эталонный прибор считается совпадающим по спектральным характеристикам с испытуемым образцом, если технология изготовления его элементов, конструктивные особенности и герметизация такие же, как у испытуемого образца В противном случае в протоколе испытаний следует отразить несовпадение спектральных характеристик

c)    Средства установки испытуемого образца в соответствии с рекомендациями изготовителя, если необходимо.

d)    Двухосевая система слежения, обеспечивающая слежение за солнцем таким образом, чтобы поступающее излучение было перпендикулярно рабочим поверхностям образца и эталонного прибора в пределах угла падения ±5^Ф. если испытание проводят при естественном солнечном освещении.

e)    Прибор для проверки копланарности рабочих поверхностей эталонного прибора и типичного фотоэлектрического модуля, рядом с которым устанавливают эталонный прибор, в пределах угла ±2°.

0 Средства для измерения температуры испытуемого образца и. если необходимо, эталонного прибора с точностью не менее ±1 °С и повторяемостью ±0.5 °С.

д) Тепловизор средства измерения температуры фотоэлектрических элементов. Разрешение камеры должно позволять фиксировать изменения температуры в пределах одного фотоэлектрического элемента.

h)    Средства поддержания температуры испытуемого образца на уровне (25 ± 2) °С или на уровне выбранного значения температуры для выбора наихудших условий затенения и. если необходимо, средства поддержания температуры эталонного прибора, с точностью ±1 °С и повторяемостью ±0.5 °С.

i)    Средства для измерения температуры окружающей среды с точностью не менее ±1 °С и повторяемостью ±0.5 °С.

j)    Средства затенения фотоэлектрических элементов в испытуемых образцах (набор непрозрачных экранов и т. л). Требования к средствам затенения определяются технологией изготовления испытуемого образца и для фотоэлектрических модулей, изготовленных по разным технологиям, установлены в соответствующих частях ГОСТ Р 56960 1 (см. также [3]).

k)    Прибор для измерения тока.

l)    Средства измерения ВАХ испытуемого образца помимо указанных выше.

4.6.5 Испытание фотоэлектрических модулей на основе фотоэлектрических элементов на полупроводниковой пластине

4.6.5.1 Общие положения

Если шунтирующие диоды можно удалить, фотоэлектрические элементы с шунтирующими повреждениями могут быть выявлены приложением к фотоэлектрической цепочке обратного смещения и регистрацией с помощью тепловизора области/областей местного перегрева. Если имеется доступ к электрическим цепям испытуемого образца, токи через затененный фотоэлектрический элемент могут быть измерены непосредственно.

Если у испытуемых образцов шунтирующие диоды не могут быть сняты или отсутствует доступ к электрическим цепям испытуемого образца, применяют неразрушающий метод, основанный на получении семейства ВАХ испытуемого образца при поочередном затенении фотоэлектрических элементов.

На рисунке 5 показан пример итогового семейства ВАХ испытуемого образца. Кривая с наибольшим током утечки в точке включения шунтирующего диода получена при затенении фотоэлектрическо-

го элемента с наименьшим шунтирующим сопротивлением. Кривая с наименьшим током утечки в точке включения шунтирующего диода получена при затенении фотоэлектрического элемента с наибольшим шунтирующим сопротивлением.

ВАХ модуля с полным    ВАХ    незатененного

Рисунок 5 — Пример ВАХ фотоэлектрического модуля с полным затенением разных фотоэлектрических элементов

4.6.5.2 Проведение испытания

1)    Устанавливают все средства защиты испытуемого образца от местного перегрева, рекомендованные изготовителем.

2)    Устанавливают средства измерения температуры испытуемого образца (например, см. 4.2.3).

3)    Устанавливают испытуемый образец в соответствии с рекомендациями изготовителя.

Если испытания проводят при естественном солнечном освещении, устанавливают испытуемый образец и эталонный прибор на двухосевой системе слежения таким образом, чтобы рабочие поверхности испытуемого образца и эталонного прибора были копланарны.

4)    Устанавливают и подключают измерительные приборы.

5)    Если необходимо, устанавливают требуемое значение температуры испытуемого образца.

При проведении испытания с использованием импульсного имитатора солнечного излучения

температура испытуемого образца должна составлять (25 ± 5) ^вС. При проведении испытания с использованием имитатора солнечного излучения непрерывного действия и при естественном солнечном освещении достаточно поддерживать выбранное значение температуры испытуемого образца с отклонением в пределах ±5 °С.

В течение всего времени проведения испытаний температура испытуемых образцов должна оставаться на указанном уровне.

6)    После того как температура испытуемого образца стабилизировалась, измеряют ВАХ испытуемого образца при выбранном значении энергетической освещенности в диапазоне от 800 до 1100 Вт/м². определяют максимальную мощность Р^ку ^{и ток} испытуемого образца в точке максимальной мощно-

^Сти ^maxl-

7)    По очереди полностью затеняют все фотоэлектрические элементы, измеряют ВАХ и получают итоговое семейство кривых подобно приведенным на рисунке 5.

Примечание — Для последовательно-параллельного соединения фотоэлектрических элементов, защищаемых одним шунтирующим диодом, искажение ВАХ испытуемого образца добавляется к частичной ВАХ полностью освещенной цепочки и, таким образом, начинается не от значения напряжения холостого хода

8)    Выбирают ближайший к краю фотоэлектрический элемент с наименьшим шунтирующим сопротивлением. т. е. тот. у которого наблюдается наибольший ток утечки.

9)    Выбирают еще два фотоэлектрических элемента с наименьшим шунтирующим сопротивлением. т. е. с наибольшими токами утечки (в дополнение к выбранному на этапе 8).

10)    Выбирают фотоэлектрический элемент с наибольшим шунтирующим сопротивлением (с наименьшими токами утечки).

11)    Для кахздого из выбранных на этапах 8—10 фотоэлектрических элементов определяют наихудшие условия затенения (условия наибольшего нагрева) при помощи одного из следующих способов:

a)    если имеется доступ к электрическим цепям испытуемого образца, закорачивают его выводы и присоединяют средства измерения тока таким образом, чтобы измерялся только ток цепочки с выбранными фотоэлектрическими элементами. Освещают рабочую поверхность испытуемого образца при энергетической освещенности от 800 до 1100 Вт/м². Изменяя затенение фотоэлектрического элемента. определяют тот уровень затенения, при котором ток через затененный элемент равен току незатененного состояния /_тах1, определенного на этапе 1. Такое затенение является наихудшим условием затенения для этого фотоэлектрического элемента:

b)    если доступ к электрическим цепям испытуемого образца невозможен, освещая рабочую поверхность испытуемого образца при энергетической освещенности от 800 до 1100 Вт/м², снимают семейство ВАХ фотоэлектрического модуля с разным уровнем затенения фотоэлектрического элемента, например приведенные на рисунке 6 Определяют условия наихудшего затенения этого элемента, которое возникает, когда ток через затененный фотоэлектрический элемент равен току испытуемого образца в точке максимальной мощности в незатененном состоянии /_тах1, определенном на этапе 6 (точка, в которой происходит включение шунтирующего диода), кривая с) на рисунке 6;

Рисунок 6 — Пример ВАХ фотоэлектрического модуля при различных уровнях затенения элемента

с) освещают рабочую поверхность испытуемого образца при энергетической освещенности от 800 до 1000 Вт/м². Выполняют 100 %-ное затенение фотоэлектрического элемента и измеряют его температуру. Уменьшают затенение на 10 %. Если температура снижается, то 100 %-ное затенение является наихудшими условиями затенения. Если температура растет или остается той же, продолжают уменьшать затенение с шагом 10 % до того момента, когда температура начнет снижаться. Возвращаются на шаг назад и принимают предыдущий уровень затенения в качестве наихудшего варианта затенения:

Содержание

1    Область применения.................................................................1

2    Нормативные ссылки.................................................................2

3    Стабилизация.......................................................................3

3.1    Общие положения................................................................3

3.2    Критерий завершения стабилизации.................................................3

3.3    Методы стабилизации.............................................................3

3.4    Начальная стабилизация..........................................................5

3.5    Конечная стабилизация...........................................................5

4    Испытания..........................................................................5

4.1    Визуальный контроль.............................................................5

4.2    Измерение вольт-амперных характеристик............................................6

4 3 Измерение сопротивления изоляции.................................................9

4.4    Определение температурных коэффициентов........................................11

4.5    Испытание на комплексное воздействие факторов окружающей среды в натурных условиях . 11

4.6    Испытания на стойкость к местному перегреву.......................................12

4.7    Испытание на воздействие ультрафиолетового излучения..............................24

4 8 Термоциклирование.............................................................25

4.9    Термоциклирование при высокой влажности.........................................27

4.10    Испытание на воздействие высокой температуры при высокой влажности...............29

4.11    Испытания надежности средств внешних соединений.................................29

4.12    Испытание изоляции на влагостойкость............................................30

4.13    Испытание на воздействие статической механической    нагрузки........................31

4.14    Испытание    на    стойкость к ударам града............................................33

4.15    Испытания шунтирующих/блокирующих диодов.....................................36

4.16    Испытание маркировки на стойкость к истиранию....................................42

Приложение А (справочное)    Обозначение методов испытаний...............................43

Приложение В (обязательное) Условия испытаний для определения выходных характеристик

фотоэлектрических устройств и систем, установленные в стандартах.............45

Приложение ДА (справочное) Сведения о соответствии ссылочных национальных и межгосударственных стандартов международным стандартам, использованным в качестве ссылочных в примененном международном

стандарте.............................................................47

Приложение ДБ (справочное) Сопоставление структуры настоящего стандарта со структурой

примененного в нем международного стандарта.............................49

Библиография.......................................................................53

d)    для фотоэлектрических модулей с последовательно-параллельным соединением фотоэлектрических элементов:

-    если при полном затенении выбранного фотоэлектрического элемента шунтирующий диод не включается, наихудшим вариантом местного перегрева является полное затенение элемента;

-    если при полном затенении выбранного фотоэлектрического элемента шунтирующий диод включается, то определяют состояние наихудшего затенения по способу Ь) или с).

e)    Для фотоэлектрического элемента, выбранного на этапе 8, закорачивают выводы испытуемого образца, полностью затеняют фотоэлектрический элемент и определяют наиболее горячую область с помощью тепловизора. Эта область является наихудшим вариантом затенения. Если возможно, убеждаются, что наиболее горячая область расположена в освещенной зоне во время длительного воздействия освещением на этапе 14.

12)    Закорачивают выводы испытуемого образца, если это не было сделано ранее. Затеняют каждый из выбранных фотоэлектрических элементов по наихудшему варианту, определенному на этапе 11.

13)    Устанавливают температуру испытуемого образца на уровне (55 ± 15) °С.

14)    Освещают рабочую поверхность испытуемого образца при энергетической освещенности (1000 ± 100) Вт/м² в течение одного часа, сохраняя условия наихудшего затенения каждого из выбранных фотоэлектрических элементов и непрерывно контролируя их температуру с помощью тепловизора. Если по прошествии одного часа температура затененного элемента все еще возрастает, продолжают освещать испытуемый образец в течение пяти часов.

В течение всего времени воздействия освещением поддерживают температуру испытуемого образца на уровне (55 ± 15) °С.

Фиксируют выбранные фотоэлектрические элементы, максимальную установившуюся температуру фотоэлектрического элемента и область с максимальной температурой в протоколе испытаний.

4.6.6    Испытания тонкопленочных фотоэлектрических модулей

4.6.6.1 Общие положения

Испытания на стойкость к местному перегреву выполняют при энергетической освещенности (1000 ± 100) Вт/м².

Примечание — Обычно в электрические цепи тонкопленочных фотоэлектрических модулей с последовательным соединением фотоэлектрических элементов шунтирующие диоды не устанавливаются Поэтому обратное напряжение затененных элементов неограниченно и напряжение модуля может вызвать обратное смещение на группе элементов

На электрические характеристики тонкопленочных фотоэлектрических модулей может отрицательно повлиять даже кратковременное затенение. Следует уделить особое внимание тому, чтобы эффекты. вызванные созданием наихудших условий затенения и проведением испытания, были четко разделены. С этой целью определяют три значения максимальной мощности испытуемого образца

^тахЬ ^тах2 ^и ^тахЗ-

4.6.6    2 Последовательное соединение фотоэлектрических элементов

Общие положения

На рисунке 7 показан пример влияния на ВАХ тонкопленочного фотоэлектрического модуля с последовательным соединением фотоэлектрических элементов полного затенения разного количества фотоэлектрических элементов. Мощность, рассеиваемая в затененных элементах, равна произведению тока фотоэлектрического модуля на напряжение, падающее на группе затененных элементов. При всех уровнях энергетической освещенности наибольшая мощность рассеивается, когда напряжение группы затененных элементов равно напряжению, образующемуся на остальных освещенных элементах фотоэлектрического модуля (условие наихудшего затенения). В этом случае ток короткого замыкания затененного модуля равен току точки максимальной мощности незатененного модуля.

ГОСТ Р 56980.2-2020 (МЭК 61215-2:2016)

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

МОДУЛИ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ Оценка соответствия техническим требованиям Часть 2 Методы испытаний

Photovoltaic modules Design qualification and type approval Part 2 Test methods

Дата введения — 2021—01—01

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на плоские фотоэлектрические модули, предназначенные для длительной работы на открытом воздухе в обычных климатических зонах (см. [11). и устанавливает методы испытаний для подтверждения соответствия техническим требованиям.

Стандарт распространяется на фотоэлектрические модули, предназначенные для работы в фотоэлектрических системах с номинальным напряжением постоянного тока не более 1500 В.

Настоящий стандарт применим к плоским фотоэлектрическим модулям, которые могут работать при концентрированном излучении со степенью концентрации не более трех. Однако для оценки соответствия таких фотоэлектрических модулей техническим требованиям испытаний по ГОСТ Р 56980 1 и настоящему стандарту может быть недостаточно. Испытания таких модулей следует проводить при значениях тока, напряжения и мощности, ожидаемых при максимальной концентрации, на которую они рассчитаны.

Примечание — Методы испытаний для подтверждения соответствия фотоэлектрических модулей с концентраторами техническим требованиям установлены в ГОСТ Р 56963 (см также [2])

Стандарт не распространяется на фотоэлектрические модули со встроенными электронными устройствами, однако его можно использовать в качестве основы для испытаний таких фотоэлектрических модулей.

Стандарт предназначен для определения электрических и тепловых параметров фотоэлектрических модулей, а также проверки, насколько это возможно при разумных ограничениях по времени и стоимости, способности модулей к длительному функционированию в климатических условиях, для работы при которых они предназначены. Фактический срок службы фотоэлектрических модулей, удовлетворяющих требованиям настоящего стандарта, зависит от их конструкции, внешней среды и условий их работы.

Настоящий стандарт должен применяться совместно с ГОСТ Р 56960 1, в котором установлены требования к проведению испытаний по настоящему стандарту, и всеми частями ГОСТ Р 56980 1 (см. также [3]). в которых установлены особые требования к испытаниям и особенности проведения испытаний фотоэлектрических модулей, изготовленных по разным технологиям.

При испытаниях двусторонних фотоэлектрических модулей или фотоэлектрических модулей с многопереходными фотоэлектрическими элементами в испытания следует внести коррективы, учитывающие отличия испытаний таких модулей (см. (4]—(б|).

В стандарте не рассмотрены методы испытаний для подтверждения соответствия специальным требованиям, связанным с отдельными вариантами применения и особенностями конструкции фотоэлектрических модулей. Например, специальным требованиям для случаев, когда фотоэлектрические

Издание официальное

модули интегрированы в конструкции здания/объекта. будут применяться в зонах с особыми климатическими условиями или на транспорте, для фотоэлектрических модулей со встроенными инверторами и т. п.

Для оценки соответствия фотоэлектрических модулей специальным требованиям должны быть проведены дополнительные испытания по соответствующим стандартам или иным нормативным документам (например, ГОСТ Р МЭК 61701 — для фотоэлектрических модулей, предназначенных для работы в морском климате; ГОСТ Р 56979 — предназначенных для работы в зонах с повышенным содержанием аммиака в воздухе; испытания, аналогичные испытаниям конструкций здания/объекта — для фотоэлектрических модулей, интегрированных в эти конструкции здания/обьекта. и т. п.). Также в этом случае может быть необходима модификация испытаний по настоящему стандарту или их объединение со специальными испытаниями.

Испытания по настоящему стандарту могут проводиться совместно с испытаниями на соответствие требованиям безопасности, установленными в ГОСТ Р 56809.2, с одним и тем же набором образцов.

Примечание — Обозначения испытаний по настоящему стандарту, принятые в примененном международном стандарте, номера подразделов с описанием соответствующих методов испытаний в действовавших до вступления в силу настоящего стандарта ГОСТ Р 56980-2016 и ГОСТ Р МЭК 61646. а также обозначения испытаний на соответствие требованиям безопасности, указанные в [7], указаны в приложении А

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 25706-83 Лупы. Типы, основные параметры. Общие технические требования ГОСТ Р 56979 (МЭК 62716:2013) Модули фотоэлектрические. Испытания на стойкость к воздействию аммиака

ГОСТ Р 56980.1-2020 (МЭК61215-1:2016) Модули фотоэлектрические. Оценка соответствия техническим требованиям. Часть 1. Требования к испытаниям

ГОСТ Р 56981-2016 (МЭК 62790:2014) Модули фотоэлектрические. Коммутационные коробки. Требования безопасности и испытания

ГОСТР 56983 (МЭК 62108:2007) Устройства фотоэлектрические с концентраторами. Методы испытаний

ГОСТ Р 57230-2016 (МЭК 62852:2014) Системы фотоэлектрические. Соединители постоянного тока. Классификация, требования к конструкции и методы испытаний

ГОСТ Р 58809 2 (МЭК 61730-2:2016) Модули фотоэлектрические. Оценка безопасности. Часть 2 Методы испытаний

ГОСТ Р МЭК 60068-2-78 Испытания на воздействия внешних факторов. Часть 2-78. Испытания. Испытание Cab: Влажное тепло, постоянный режим

ГОСТ Р МЭК 60891 Государственная система обеспечения единства измерений. Приборы фотоэлектрические. Методики коррекции по температуре и энергетической освещенности результатов измерения вольт-амперной характеристики

ГОСТ Р МЭК 60904-1 Приборы фотоэлектрические. Часть 1. Измерение вольт-амлерных характеристик

ГОСТ Р МЭК 60904-2 Государственная система обеспечения единства измерений. Приборы фотоэлектрические. Часть 2. Требования к эталонным солнечным приборам

ГОСТ Р МЭК 60904-3-2013 Государственная система обеспечения единства измерений. Приборы фотоэлектрические. Часть 3. Принципы измерения характеристик фотоэлектрических приборов с учетом стандартной спектральной плотности энергетической освещенности наземного солнечного излучения

ГОСТ Р МЭК 60904-7 Государственная система обеспечения единства измерений. Приборы фотоэлектрические. Часть 7. Вычисление поправки на спектральное несоответствие при испытаниях фотоэлектрических приборов

ГОСТ Р МЭК 60904-8 Государственная система обеспечения единства измерений. Приборы фотоэлектрические. Часть 8. Измерение спектральной чувствительности фотоэлектрических приборов

ГОСТ Р МЭК 60904-9 Приборы фотоэлектрические. Часть 9. Требования к характеристикам имитаторов солнечного излучения

ГОСТ Р МЭК 60904-10-2013 Приборы фотоэлектрические. Часть 10. Методы определения линейности характеристик

ГОСТР МЭК 61646 Модули фотоэлектрические тонкопленочные наземные. Порядок проведения испытаний для подтверждения соответствия функциональным характеристикам

ГОСТ Р МЭК 61701 Модули фотоэлектрические. Испытания на коррозию в солевом тумане

Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку

3 Стабилизация

3.1 Общие положения

Все испытуемые образцы должны иметь стабильные электрические характеристики. Для достижения этой цели испытуемые образцы подвергают предварительной обработке с помощью освещения или другим альтернативным методом, непосредственно после чего определяют максимальную мощность испытуемых образцов и далее повторяют обработку и определение максимальной мощности не менее трех раз до тех пор, пока максимальная мощность испытуемых образцов не станет стабильной, т. е. когда ее изменение в результате обработки будет отвечать требованию 3.2.

3.2 Критерий завершения стабилизации

Считают, что максимальная мощность испытуемого образца стабилизировалась, если выполняется следующее условие:

где Р™, Р£..    —    соответственно    максимальное,    минимальное и среднее значения максимальной

мощности в трех последних последовательных измерениях вольт-амперных характеристик (ВАХ);

х — показатель завершения стабилизации, который определяется технологией изготовления испытуемых образцов. Значение параметра х для фотоэлектрических модулей, изготовленных по данной технологии, установлено в соответствующей части ГОСТ Р 56980.1. например для фотоэлектрических модулей на основе кристаллического кремния — в ГОСТ Р 56980.1.1 (см. также [3]).

3.3 Методы стабилизации

3.3.1    Стабилизация освещением

Стабилизацию испытуемых образцов освещением рекомендуется проводить под имитатором солнечного излучения.

3.3.1.1    Испытательное оборудование

Испытательное оборудование для измерения ВАХ по 4.2. а также активная нагрузка, обеспечивающая работу испытуемого образца вблизи точки его максимальной мощности, или электронное устройство слежения за точкой максимальной мощности Для стабилизации при естественном солнечном освещении рекомендуется использовать устройство слежения за точкой максимальной мощности.

Для обеспечения облучения испытуемых образцов во время выдержки при освещении может использоваться имитатор солнечного излучения класса ССС или выше.

Для измерения ВАХ при начальной, конечной стабилизации и в процессе выполнения всей программы испытаний по настоящему стандарту рекомендуется использовать один и тот же имитатор солнечного излучения.

Примечание — Если для проведения начальной, конечной стабилизации и/или измерения ВАХ использовали не один и тот же имитатор солнечного излучения, это должно быть отмечено в протоколе испытаний, и должна быть приведена информация о различиях имитаторов, обеспечивающую сопоставимость результатов измерений и позволяющую оценить их точность

3.3.1.2    Проведение стабилизации

1)    Устанавливают испытуемые образцы, устанавливают и подключают испытательное оборудование и измеряют ВАХ, как указано в 4.2, при выбранных условиях по энергетической освещенности и температуре или при стандартных условиях испытаний (СУИ). Определяют максимальную мощность испытуемых образцов.

Рекомендуется измерять ВАХ при СУИ. под имитатором солнечного излучения.

Значение температуры испытуемых образцов должно быть выбрано таким образом, чтобы его можно было воспроизвести с точностью ±2.0 °С на всех последующих этапах стабилизации.

Допустимый диапазон значений температуры испытуемых образцов при проведении стабилизации с использованием имитатора солнечного излучения составляет (50 ± 10) X. При проведении стабилизации при естественном солнечном освещении допустимый диапазон температуры испытуемых образцов определяется технологией их изготовления и установлен в соответствующей части ГОСТ Р 56980 1 (см. также [3]),

2)    Подключают к испытуемым образцам активную нагрузку или устройство слежения за максимальной мощностью.

3)    Подвергают рабочие поверхности испытуемых образцов выдержке при освещении не менее двух раз с суммарной энергетической экспозицией выдержки и суммарной энергетической экспозицией каждого раза, установленными для фотоэлектрических модулей, изготовленных по данной технологии, в соответствующей части ГОСТ Р 56980.1 (см. также [3]).

Если стабилизацию проводят при естественном солнечном освещении, при определении суммарной энергетической экспозиции учитывается только энергетическая освещенность выше 500 Вт/м².

Регистрируют значения энергетической освещенности, суммарной энергетической экспозиции выдержки на данном этапе, температуры испытуемых образцов и активной нагрузки.

4)    Измеряют ВАХ и определяют максимальную мощность испытуемых образцов, повторяя этап 2 при температуре, отличающейся от температуры, при которой выполнялся этап 2. не более чем на ±2.0 X.

Промежуток времени между завершением выдержки и измерением ВАХ не регламентирован, определяется технологией изготовления фотоэлектрических модулей и установлен в соответствующей части ГОСТ Р 56980.1 (см. также [3]).

5)    Повторяют этапы 3 и 4.

Энергетическая экспозиция при повторении этапа 3 должна быть приблизительно равна энергетической экспозиции при первоначальном выполнении этапа 3.

6)    Оценивают стабильность максимальной мощности испытуемых образцов в соответствии с 3.2.

7)    Если изменение максимальной мощности испытуемого образца отвечает требованиям 3.2. его стабилизацию завершают.

Если изменение максимальной мощности испытуемого образца не отвечает требованиям 3.2, повторяют этапы 3—6, используя для проверки стабильности максимальной мощности значения трех последних измерений, до тех пор, пока не будет выполняться условие (1) и максимальную мощность испытуемого образца можно будет считать стабильной.

8)    Вносят в протокол испытаний значения общей суммарной энергетической экспозиции стабилизации и всех параметров, при которых была достигнута стабилизация. При проведении испытаний при естественном солнечном освещении, там. где это необходимо, указывают тип активной нагрузки и профили изменения температуры и энергетической освещенности во времени.

3.3.2    Альтернативные методы стабилизации

Вместо выдержки при освещении для стабилизации характеристик испытуемых образцов могут быть использованы другие методы. Например, известно, что протекание тока смещения может оказывать на фотоэлектрические элементы воздействие, сходное с освещением. Альтернативные методы стабилизации могут быть рекомендованы изготовителем.

Перед использованием любого альтернативного метода стабилизации следует проверить его применимость для фотоэлектрических модулей данного типа.

Проверку применимости метода проводят с тремя фотоэлектрическими модулями следующим образом.

1)    Проводят стабилизацию испытуемых образцов по альтернативному методу.

2)    Измеряют ВАХ испытуемых образцов при СУИ в соответствии с 4.2.3 не ранее минимального и не позднее максимального времени восстановления после выдержхи, установленного для фотоэлектрических модулей, изготовленных по данной технологии, в соответствующей части ГОСТ Р 56980.1 (см. также [3]).

3)    Проводят стабилизацию испытуемых образцов с помощью освещения, используя имитатор солнечного излучения (см. 3.3.1).

4)    Повторно измеряют ВАХ испытуемых образцов при СУИ в соответствии с 4.2.3 не ранее минимального и не позднее максимального времени восстановления после выдержки, определенного для фотоэлектрических модулей, изготовленных по данной технологии, в соответствующей части ГОСТ Р 56980.1 (см. также [3]).

Альтернативный способ считают пригодным для стабилизации, если результаты измерений ВАХ, выполненные на этапах 2 и 4. отличаются не более чем на 2 % для всех трех испытуемых модулей.

3.4    Начальная стабилизация

Если стабилизацию выполняют с помощью освещения, начальную стабилизацию проводят, как указано в 3.3.1.

Если предполагается использовать альтернативный метод стабилизации и он допустим для фотоэлектрических модулей данного типа в соответствующей части ГОСТ Р 56980 1 (см. также [3]). то сначала выполняют проверку применимости метода стремя фотоэлектрическими модулями, как указано в 3.3.2. Если проверка прошла успешно, проводят начальную стабилизацию, используя альтернативный метод, если нет — выполняют стабилизацию с помощью освещения.

3.5    Конечная стабилизация

Конечную стабилизацию выполняют тем же методом, что и начальную стабилизацию.

Если в соответствующей части ГОСТ Р 56980.1 (см. также (3]) для фотоэлектрических модулей, изготовленных по данной технологии, не указано иное, конечную стабилизацию должны пройти все испытуемые образцы после проведения испытаний по последовательностям С—D. а также испытуемый образец после испытания шунтирующих диодов на термостойкость (см. ГОСТ Р 56980.1, рисунок 1). Также в каждой конечной стабилизации по настоящему стандарту должен участвовать один образец, прошедший испытания по последовательности А.

4 Испытания

4.1    Визуальный контроль

4.1.1    Назначение

Испытание предназначено для выявления любых видимых дефектов и повреждений испытуемых образцов.

4.1.2    Испытательное оборудование

Для проведения испытаний требуются световой стол, лупы просмотровые (по крайней мере ЛП-Х-4* ГОСТ 25706-83 и ЛП-Х-10* ГОСТ 25706—83. см ГОСТ 25706-83), измерительные инструменты. весы, а также фотоаппарат или аналогичное устройство для фиксации дефектов и повреждений с требуемой кратностью увеличения, шаблоны, если необходимо.

4.1.3    Проведение испытания

Тщательно осматривают каждый испытуемый образец при освещении не менее 1000 люкс для выявления видимых функциональных повреждений, указанных в ГОСТ Р 56980 1, раздел 8.

Фиксируют любые дефекты и повреждения, которые могут влиять на функционирование и безопасность испытуемых образцов, описывают и/или фотографируют состояние и положение всех обнаруженных повреждений, в том числе трещин, пузырьков, отслоений и т. л., которые могут ухудшить или

отрицательно повлиять на характеристики испытуемого образца в последующих испытаниях, и вносят эти данные в протокол испытаний.

Также во время визуального контроля перед проведением испытаний:

-    проверяют соответствие габаритных, установочных и присоединительных размеров, и массы испытуемых образцов значениям, указанным в технической документации;

-    проводят испытание маркировки на стойкость к истиранию в соответствии с 4.16.

4.1.4 Оценка результатов испытаний

Испытанные образцы считают выдержавшими испытания, если отсутствуют видимые функциональные повреждения, указанные в ГОСТ Р 56980 1. раздел 8.

4.2 Измерение вольт-амперных характеристик

4.2.1    Общие положения

Испытание предназначено для измерения ВАХ, определения максимальной мощности испытуемых образцов при стабилизации, до и после проведения испытаний на воздействие внешних факторов и оценки изменения характеристик испытуемых образцов, а также для проверки соответствия выходных параметров значениям, указанным на паспортной табличке.

Для оценки изменения характеристик испытуемых образцов очень важным является воспроизводимость результатов испытания. Воспроизводимость для максимальной мощности испытуемых образцов при СУИ должна быть не хуже установленной для фотоэлектрических модулей, изготовленных по данной технологии (см. ГОСТ Р 56980 1, 7.2.2).

ВАХ измеряют по ГОСТРМЭК 60904-1. Измерения ВАХ фотоэлектрических модулей с многопереходными элементами и двусторонних фотоэлектрических модулей следует проводить с учетом специальных требований к измерению ВАХ таких модулей (см. [4] и [5]).

Измерение ВАХ проводят при трех вариантах условий испытаний: при СУИ (см. 4.2.2). при выбранных условиях по энергетической освещенности и температуре (см. 4.2.3), и при УНО (см. 4.2.4).

Примечание — Другие условия испытаний, установленные в стандартах, приведены в приложении В

Измерения ВАХ проводят с использованием имитатора солнечного излучения.

Для измерения ВАХ при начальной, конечной стабилизации и в процессе выполнения всей программы испытаний по настоящему стандарту рекомендуется использовать один и тот же имитатор солнечного излучения.

Примечание — Если для проведения начальной, конечной стабилизации и/или измерения ВАХ использовали не один и тот же имитатор солнечного излучения, это должно быть отмечено в протоколе испытаний и должна быть приведена информация о различиях имитаторов, обеспечивающая сопоставимость результатов измерений и позволяющая оценить их точность

Допускается измерение ВАХ при естественном солнечном освещении, если точность измерения ВАХ и определения выходных параметров испытуемых образцов сопоставима с результатами, полученными при измерении ВАХ под имитатором солнечного излучения, и достаточна для оценки изменения максимальной мощности.

Все измерения ВАХ для определения изменения максимальной мощности в результате проведения отдельных испытаний по настоящему стандарту рекомендуется проводить при СУИ.

4.2.2    Испытательное оборудование

Для проведения испытаний необходимо испытательное оборудование, указанное в ГОСТ Р МЭК 60904-1, со следующими изменениями и дополнениями.

При проведении испытания с использованием имитатора солнечного излучения имитатор, отвечающий требованиям ГОСТ Р МЭК 60904-9. должен быть класса ВВА или выше.

Эталонный фотоэлектрический прибор, отвечающий требованиям ГОСТ Р МЭК 60904-2 с учетом изменений, повышающих точность и достоверность результатов измерений (см. (8]). должен быть эталонным фотоэлектрическим модулем того же размера и выполненным по той же технологии, что и испытуемые образцы (для обеспечения соответствия характеристик эталонного прибора характеристикам испытуемых образцов в требуемых диапазонах энергетической освещенности, спектрального распределения и температур). Если указанный эталонный прибор недоступен, то используют имитатор солнечного излучения класса ААА или необходимо оборудование для измерения спектральной чувствительности испытуемых образцов по ГОСТР МЭК 60904-8 с учетом изменений методики, повышающих точность и достоверность результатов измерений (см. (9]).

Спектрорадиометр должен отвечать требованиям ГОСТ Р МЭК 60904-7.

Для измерения ВАХ фотоэлектрических модулей с многопереходными элементами источник освещения и эталонный прибор должны отвечать дополнительным требованиям (см. [5J. 6.1 и 6.2). в частности для измерений с использованием имитатора солнечного излучения используют только имитатор класса ААА. Если в этом случае необходимо оборудование для измерения спектральной чувствительности, оно также должно отвечать дополнительным требованиям (см. [6]).

Для проведения испытания двусторонних фотоэлектрических модулей необходимо дополнительное оборудование (см. [4]. раздел 5) и источник освещения должен также отвечать дополнительным требованиям (см. [4]. 5.1. 5.2).

Также для измерения ВАХ необходимы:

-    требуемое количество датчиков температуры испытуемых образцов (см. 4.2.3). Если возможно с достаточной точностью определить точку средней температуры испытуемого образца, то для измерения его температуры достаточно использовать один датчик температуры:

-    средства поддержания температуры испытуемого образца на уровне (25 ± 2) °С или на уровне выбранного значения температуры и, если необходимо, средства поддержания температуры эталонного прибора, с точностью ±1 °С и повторяемостью ±0,5 °С.

Для измерения ВАХ в условиях низкой освещенности также необходимы средства для изменения энергетической освещенности до 200 Вт/м² без изменения пространственной однородности и относительного спектрального распределения энергетической освещенности, указанные в ГОСТ Р МЭК 60904-10.

4.2.3 Измерение вольт-амперных характеристик при стандартных условиях испытаний

Измеряют ВАХ испытуемых образцов по ГОСТР МЭК 60904-1 при СУИ: энергетическая освещенность (1000 ± 100) Вт/м², температура элемента (25 ± 2) °С, спектральный состав AM 1.5 в соответствии с ГОСТ Р МЭК 60904-3 с учетом последних данных по спектру AM 1,5 (см. (70)), световой поток направлен нормально к воспринимающей поверхности.

Датчики температуры устанавливают на тыльной поверхности испытуемого образца около середины за двумя фотоэлектрическими элементами. Если необходимо для обеспечения точности измерений. датчики температуры могут быть установлены, как показано на рисунке 1. в трех или четырех точках Если ВАХ измеряют при естественном солнечном освещении, датчики температуры должны быть установлены, как показано на рисунке 1. При испытании модулей с фотоэлектрическими элементами из кристаллического кремния датчики закрепляют напротив центров фотоэлектрических элементов. При испытании тонкопленочных фотоэлектрических модулей места размещения датчиков не должны совпадать с центрами фотоэлектрических элементов.

Рисунок 1 — Размещение датчиков температуры на тыльной поверхности испытуемого образца

Температуру модуля определяют как среднее значение результатов измерений во всех точках. Не учитывается температура испытуемого образца в одной из четырех точек измерения, если она отличается более чем на 5 °С от средней температуры остальных трех точек измерения.