Welche Haupttests werden in einer PV-Umweltkammer durchgeführt?

Photovoltaikmodule (PV) bilden das Rückgrat von Solarenergiesystemen und ihre Leistung und Haltbarkeit sind entscheidend für den Erfolg von Initiativen für erneuerbare Energien. Um sicherzustellen, dass diese Module verschiedenen Umweltbedingungen standhalten, werden strenge Tests mit speziellen Geräten durchgeführt, die als PV-Umweltkammern. Diese Kammern simulieren verschiedene Wetterszenarien und Belastungsbedingungen, sodass Hersteller und Forscher die Zuverlässigkeit und Effizienz von Solarmodulen bewerten können. Lassen Sie uns einen Blick auf die wichtigsten Tests werfen, die in einer PV-Umweltkammer durchgeführt werden, und ihre Bedeutung für die Solarindustrie verstehen.

Temperaturzyklus-Test

---

Der Temperaturzyklustest ist eine zentrale Methode, die in PV-Klimakammern durchgeführt wird, um die Flexibilität von solarbetriebenen Ladegeräten unter schwankenden Temperaturbedingungen zu bewerten. Dieser Test stellt die regelmäßigen Temperaturschwankungen nach, die sowohl bei ständigen als auch bei saisonalen Änderungen auftreten.

Testprozedur

Während des Temperaturzyklustests werden die PV-Module in der Kammer wechselnden heißen und kalten Temperaturen ausgesetzt. Der Temperaturbereich reicht normalerweise von -40 °C bis +85 °C, die genauen Bereiche können jedoch je nach geplantem Sendebereich der Solarladegeräte variieren. Der Zyklusprozess umfasst das langsame Erwärmen der Kammer auf die maximale Temperatur, das Halten dieser Temperatur für eine festgelegte Zeit, das anschließende Abkühlen auf die Basistemperatur und das mehrmalige Wiederholen dieses Zyklus.

Zweck und Bedeutung

Die Hauptaufgabe des Temperaturzyklustests besteht darin, die thermische Druckbeständigkeit von PV-Modulen zu bewerten. Materialausdehnung und -kontraktion durch schnelle Temperaturänderungen können zu mechanischer Belastung, Delamination oder Mikrorissen in den Solarzellen führen. Indem die Hersteller die Platten diesen extremen Temperaturschwankungen aussetzen, können sie etwaige Mängel in der Konstruktion oder den Materialien des Moduls erkennen.

Evaluationskriterien

Nach Abschluss des Temperaturwechseltests werden die PV-Module einer gründlichen Inspektion und Leistungsprüfung unterzogen. Zu den wichtigsten bewerteten Aspekten gehören:

- Sichtprüfung auf etwaige mechanische Schäden oder Verformungen

- Messungen der elektrischen Leistung, um sicherzustellen, dass die Leistungsabgabe innerhalb akzeptabler Grenzen bleibt

- Isolationswiderstandsprüfung, um festzustellen, ob die elektrische Isolierung des Moduls beeinträchtigt ist

Feuchtigkeits-Gefriertest

---

Der Feuchtigkeits-Gefrier-Test ist eine weitere wichtige Prüfung, die in PV-Umweltkammern um die Widerstandsfähigkeit von Solarmodulen gegen eindringende Feuchtigkeit und Frost zu beurteilen.

Testprozedur

Bei diesem Test werden PV-Module für einen bestimmten Zeitraum bei erhöhten Temperaturen (normalerweise 85 °C) hoher Luftfeuchtigkeit, typischerweise etwa 85 % relativer Luftfeuchtigkeit, ausgesetzt. Nach dieser Feuchtigkeitseinwirkung wird die Kammertemperatur schnell auf Werte unter Null, oft etwa -40 °C, gesenkt, wodurch jegliche Feuchtigkeit, die in das Modul eingedrungen sein könnte, gefriert.

Zweck und Bedeutung

Der Feuchtigkeits-Gefriertest dient mehreren Zwecken bei der Bewertung der Haltbarkeit von PV-Modulen:

- Es beurteilt die Wirksamkeit der Feuchtigkeitsbarrieren und Dichtungsmittel des Moduls

- Es simuliert die Spannung, die durch die Ausdehnung von Wasser beim Gefrieren entsteht und zu Delamination oder Zellrissen führen kann.

- Es hilft, potenzielle Schwachstellen in der Modulkonstruktion zu identifizieren, die anfällig für feuchtigkeitsbedingte Schäden sein können

Evaluationskriterien

Nach Abschluss des Feuchtigkeits-Gefriertests werden PV-Module einer strengen Prüfung unterzogen, einschließlich:

- Sichtprüfung auf Anzeichen von Delamination, Blasen oder anderen feuchtigkeitsbedingten Schäden

- Elektrische Leistungsprüfung, um sicherzustellen, dass die Leistungsabgabe des Moduls innerhalb akzeptabler Parameter bleibt

- Nasser Leckstromtest zur Überprüfung der Integrität der elektrischen Isolierung des Moduls

UV-Belichtungstest

---

Der UV-Belastungstest ist eine wichtige Untersuchung, die durchgeführt wird PV-Umweltkammern um die Auswirkungen längerer Sonneneinstrahlung auf Solarmodule zu beurteilen.

Testprozedur

Bei diesem Test werden PV-Module in der Kammer intensiver ultravioletter (UV-)Strahlung ausgesetzt. Die UV-Bestrahlung erfolgt in der Regel bei erhöhten Temperaturen, häufig um die 60 °C, um reale Bedingungen zu simulieren. Die Dauer des Tests kann variieren, beträgt jedoch häufig mehrere Hundert oder sogar Tausend Stunden, was einer jahrelangen natürlichen Sonneneinstrahlung entspricht.

Zweck und Bedeutung

Zur Beurteilung der Langzeithaltbarkeit von PV-Modulen ist die UV-Belastungsprüfung von entscheidender Bedeutung:

- Es bewertet die UV-Beständigkeit der Verkapselungs- und Rückseitenmaterialien des Moduls

- Es hilft, mögliche Verfärbungen oder Verschlechterungen der Modulkomponenten zu erkennen

- Es bewertet die Auswirkungen der UV-Strahlung auf die Gesamtleistung und Lebensdauer des Moduls

Evaluationskriterien

Nach dem UV-Belastungstest werden die PV-Module einer gründlichen Prüfung unterzogen, einschließlich:

- Sichtprüfung auf Anzeichen von Vergilbung, Rissen oder anderen UV-bedingten Schäden

- Prüfung der elektrischen Leistung, um eine mögliche Verschlechterung der Leistungsabgabe festzustellen

- Hafttests, um sicherzustellen, dass die Integrität der Modullaminierung erhalten bleibt

Salznebel-Korrosionstest

---

Der Salznebelkorrosionstest ist eine wichtige Prüfung, die durchgeführt wird in PV-Umweltkammern um die Beständigkeit von Solarmodulen gegenüber korrosiven Umgebungen zu beurteilen, insbesondere bei Küsten- oder Meeresanwendungen.

Testprozedur

Bei diesem Test werden PV-Module in der Kammer einem Salznebel oder Salzsprühnebel ausgesetzt. Die Salzkonzentration und die Dauer der Einwirkung können angepasst werden, um unterschiedliche Korrosionsgrade zu simulieren. Der Test umfasst in der Regel Zyklen der Einwirkung von Salzsprühnebel, gefolgt von Perioden mit hoher Luftfeuchtigkeit und erhöhten Temperaturen.

Zweck und Bedeutung

Der Salznebelkorrosionstest ist von entscheidender Bedeutung für die Bewertung der Haltbarkeit von PV-Modulen in rauen Umgebungen:

- Es bewertet die Korrosionsbeständigkeit der metallischen Komponenten des Moduls, einschließlich Rahmen und Anschlüsse

- Es bewertet die Wirksamkeit von Schutzbeschichtungen und Versiegelungen

- Es hilft bei der Identifizierung potenzieller Schwachstellen, die anfällig für salzbedingte Verschlechterung sein können

Evaluationskriterien

Nach dem Salznebelkorrosionstest werden die PV-Module einer umfassenden Bewertung unterzogen, einschließlich:

- Sichtprüfung auf Anzeichen von Korrosion, Lochfraß oder anderen salzbedingten Schäden

- Prüfung der elektrischen Leistung, um eine mögliche Verschlechterung der Leistungsabgabe festzustellen

- Isolationswiderstandsprüfung, um sicherzustellen, dass die elektrische Isolierung des Moduls intakt bleibt

Schlussfolgerung

---

Die durchgeführten Tests in PV-Umweltkammern spielen eine entscheidende Rolle bei der Gewährleistung der Zuverlässigkeit, Haltbarkeit und Effizienz von Solarmodulen. Indem sie PV-Module diesen strengen Prüfungen unterziehen, können Hersteller potenzielle Schwachstellen identifizieren, Designs optimieren und letztendlich Solarmodule produzieren, die den vielfältigen und oft harten Bedingungen standhalten, denen sie während ihrer Betriebslebensdauer ausgesetzt sind.

Wenn Sie in der Solarbranche tätig sind und Ihre Testkapazitäten verbessern möchten, sollten Sie in eine hochmoderne PV-Umweltkammer investieren. Um mehr darüber zu erfahren, wie unsere PV-Umweltkammern Ihre Test- und Entwicklungsprozesse für Solarmodule verbessern können, kontaktieren Sie uns bitte unter info@libtestchamber.com. Unser Expertenteam unterstützt Sie gerne dabei, die perfekte Testlösung zu finden, die auf Ihre spezifischen Bedürfnisse und Anforderungen zugeschnitten ist.

Literaturhinweise

1. Köntges, M., et al. (2017). „Überprüfung von Ausfällen bei Photovoltaikmodulen.“ Internationale Energieagentur, Programm für Photovoltaik-Stromversorgungssysteme.

2. Wohlgemuth, JH (2020). „Standards für Qualitäts- und Zuverlässigkeitstests von PV-Modulen.“ Zuverlässigkeit und Haltbarkeit von Photovoltaikanlagen.

3. Eder, GC, et al. (2019). „Klimaspezifische beschleunigte Alterungstests und Bewertung alterungsbedingter elektrischer, physikalischer und chemischer Veränderungen.“ Fortschritte in der Photovoltaik: Forschung und Anwendungen.

4. Tamizhmani, G., et al. (2018). „Photovoltaik-Modul-Zuverlässigkeits-Scorecard-Bericht 2018.“ DNV GL.

5. Virtuani, A., et al. (2015). „Überblick über Temperaturkoeffizienten verschiedener Dünnschicht-Photovoltaik-Technologien.“ 31. Europäische Konferenz und Ausstellung für Photovoltaik-Solarenergie.

6. Jordan, DC, & Kurtz, SR (2013). „Photovoltaische Degradationsraten – eine analytische Übersicht.“ Fortschritte in der Photovoltaik: Forschung und Anwendungen.