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1.前言

光伏組件作為光伏發(fā)電系統(tǒng)的最核心的一環(huán)，其運(yùn)行可靠性決定電站的長期收益；組件在施工安裝過程中會受施工條件限制、現(xiàn)場環(huán)境、施工不規(guī)范等因素影響造成組件內(nèi)部電池片隱裂、破片等機(jī)械性損傷；在使用過程中也有概率受到大風(fēng)、雨雪和冰雹等載荷對組件沖擊。隨著新能源市場不斷擴(kuò)大，組件應(yīng)用在各種復(fù)雜的環(huán)境條件條件下，對組件可靠性提出更加的嚴(yán)苛的要求；機(jī)械載荷對組件性能影響具有長期性是指受到機(jī)械載荷作用后的組件在長期使用中，會受到環(huán)境溫度的變化、濕氣的滲透及其長期電流的流動會造成電池片不斷的伸縮擴(kuò)張導(dǎo)致裂紋增多、間接造成熱斑效應(yīng)、焊帶和匯流條腐蝕等不良現(xiàn)象，從而導(dǎo)致電池片失效面積逐漸增大，造成組件電性能影響越來越差。

目前機(jī)械載荷測試主要有靜態(tài)機(jī)械載荷和動態(tài)機(jī)械載荷，兩種測試方式都是在測試完成后短期呈現(xiàn)的影響，機(jī)械載荷對光伏組件性能的影響會隨著光伏組件的長期運(yùn)行逐步呈現(xiàn)，這種長期潛在影響遠(yuǎn)大于機(jī)械載荷作用完畢后隨即測試得到的結(jié)果；僅以機(jī)械載荷對光伏組件性能的影響是較為片面的。本文通過特定的加速老化試驗(yàn)?zāi)M組件長期運(yùn)行過程中環(huán)境因素對其性能影響，從而進(jìn)一步呈現(xiàn)機(jī)械載荷對光伏組件性能長期潛在的影響。

2.參考標(biāo)準(zhǔn)及測試方法

2.1參考標(biāo)準(zhǔn)

組件在運(yùn)行過程中，環(huán)境因素對組件性能影響需要長期的觀察和測試，我們將加速老化試驗(yàn)引入本文中來更短的時(shí)間內(nèi)呈現(xiàn)機(jī)械載荷作用而產(chǎn)生的潛在影響；影響組件運(yùn)行環(huán)境因素主要有溫度的變化和濕氣，分別采用熱循環(huán)測試和濕凍測試，均參考標(biāo)準(zhǔn)IEC61215-2:2016 。

2.2測試方法

為了能直觀觀察測試情況，節(jié)約成本，我們選取3塊M10-72版型組件進(jìn)行如下測試：
樣品1作為空白樣品，進(jìn)行TC50+TC50+HF10試驗(yàn)；

樣品2、3作為試驗(yàn)樣品進(jìn)行SML+TC50+TC50+HF10試驗(yàn)；

測試結(jié)束后，分別對3個(gè)樣品進(jìn)行外觀檢查、功率測試及EL檢測（EL采用局部區(qū)域放大便于觀察）；

樣品經(jīng)過試驗(yàn)后EL變化如下：

3.測試結(jié)果分析

3.1最大功率

a.所有的試驗(yàn)樣品均有相同的最大功率變化趨勢；隨著老化時(shí)間增加，功率呈現(xiàn)減小的趨勢，所有樣品均在HF10試驗(yàn)后功率衰減出現(xiàn)明顯拐點(diǎn)。

b. TC100+HF10后樣品最大功率衰減率：樣品3>樣品2>樣品1；

3.2 EL圖像分析

EL圖像可以明顯反應(yīng)出組件內(nèi)部電池缺陷情況，本文給出了初始，靜載后、TC50、TC100和HF10試驗(yàn)后的EL圖像；由表3可知，隨著老化時(shí)間增加，有缺陷的樣品電池缺陷逐漸變得嚴(yán)重；主要表現(xiàn)在電池片交叉隱裂逐漸變成裂片，電池片黑片加重，電池片發(fā)電能力由低效變成失效；上述EL圖片有效解釋了最大功率隨著老化時(shí)間增加逐漸減小的現(xiàn)象。通過樣品2和樣品3對比也說明機(jī)械載荷后組件缺陷越嚴(yán)重，老化試驗(yàn)后組件功率衰減越明顯；

4.測試結(jié)論

由上述試驗(yàn)可知，機(jī)械載荷作用后光伏組件在長期運(yùn)行過程中，受到溫度變化、濕氣浸入、電流通過等共同作用，會逐漸出現(xiàn)裂紋增加、裂紋引發(fā)熱斑、黑片加重，從而導(dǎo)致太陽電池失效面積逐漸變大，進(jìn)而對光伏組件的電性能影響也越來越大，即機(jī)械載荷對光伏組件性能的影響具有長期性，且表明組件內(nèi)部電池片缺陷越嚴(yán)重，電性能衰減更加嚴(yán)重。 

原標(biāo)題：機(jī)械載荷對組件可靠性的長期影響