光伏组件机械载荷测试

前言：

随着光伏电站的普及，组件安装的环境也越来越复杂，这对光伏组件的环境适应性提出了更高要求，其中除了环境老化的要求，人们对光伏组件的机械性能也更加重视。华阳检测作为多家知名认证公司（TUV SUD、DEKRA德凯、UL美华、Intertek、CSA、SGS等等）的合作伙伴，近几个月收到了大量的静态载荷和动态载荷的测试任务。

载荷测试的介绍：

    无论是静态载荷测试还是动态载荷测试，其测试方法都有其独一无二的特点，可以互补，但不可替代。

静态载荷测试：

  “当组件经受风、雪或覆盖冰等情况时，需要验证光伏组件能承受的载荷情况”这是IEC 61215标准里关于光伏组件载荷测试目的的描述。IEC 61215标准里的载荷测试主要是为了验证组件上覆盖了大量的雪或冰后的承受能力，考核组件在静止不变的压力下是否可靠。其测试方法可以是沙压、气压或水压，并且在整个测试过程中施加到组件上的压力需要均匀，持久（每个测试面需要测试1h，且正反测试3个循环）。目前，华阳检测已完成的静载测试项目中，大部分厂家光伏组件正面的实际载荷为5400Pa，反面的实际载荷为2400Pa。

图1 各厂检载荷测试参数占比图

动态载荷测试：

而当组件在强风作用下，光伏组件承受正、反方向的交变压力，前后表面振荡、晃动时，IEC 61215标准中描述的载荷测试方法无法准确地评价光伏组件的可靠性，IEC 62782标准的诞生填补了这一缺陷，使光伏组件在实验室中的测试更接近于实际的应用，能够更客观、全面的反映组件在上述环境下的机械性能。华阳检测引进的动态机械载荷测试设备，严格遵循IEC 62782标准对设备要求的方式进行设计，其测试方法为：

1、将光伏组件按照客户提供的安装手册将组件安装在动态载荷测试系统中。

2、调整气缸之间的位置，使载荷均匀分布，保证吸盘与吸盘的中心间距，吸盘中心与组件边缘之间的距离不得大于200mm。

3、设定测试参数：循环1000次，每分钟完成3-7个循环，最大压力为±1000Pa，测试过程中需监测组件的电流连续性。

4、进行动态机械载荷测试时，还有一系列的前后置测试，包括：IEC 61215中的MQT01、MQT19、MQT02、MQT03、MQT15以及电致发光EL测试和红外成像IR测试等，来全面分析动态机械载荷对组件的影响。

图2 动载设备测试图示

华阳的研发测试：

华阳检测做为专业的第三方检验检测机构，静态载荷测试时通常用沙压的测试方法，动载载荷测试时用吸盘的测试方法。但为了满足部分客户用动载设备进行静载测试的要求，华阳检测的技术团队进行了大量的研发测试。

     公式： 

 F：单个吸盘的压力，N；

 P：施加到组件样品的压强，Pa；

 A：测试组件样品的面积，平方米；

 n：吸盘的数量。

测试时发现若吸盘的间距用动载测试的间距进行试验时，所用的吸盘的数量为10个，按照上述的测试公式进行计算（假设组件的面积为1.9 平方米, 施加到组件正面上的压强为5400Pa），每个吸盘的压力F为1026N；测试时发现即使不同型号、不同厂家的组件测试时都出现一致的现象——组件的形变过大，如下图示。最终测试的结果无法验证组件的机械性能。

图3 静载测试时应用动载测试的间距图示

最后，经华阳检测技术团队的分析和优化，通过调整吸盘之间的间距——使组件均匀受力；增加吸盘的数量（吸盘数量由10个增至15个）——减缓单个吸盘的压力、降低组件的形变量；改进加压的方法——模拟实际应用等测试手段，最终实现了使用动载设备进行静态载荷测试，不但减少了对人工的消耗，还大大缩短了测试的总时间。

图4 改进方法和调整设备后静载测试图示

    华阳检测始终坚持客户第一的理念。无论客户要求的是静载测试、动载测试，还是用动载设备进行静载测试，华阳检测都会尽自己最大的努力进行检验检测。除此之外，华阳检测还预先为客户的新产品做了大量的准备工作（引进大尺寸容量的环境箱、特殊试验设备，改进现有设备能力，完善设备实施），并且组建了一只研发测试团队，希望能够为客户提供更多检测技术方面的咨询和服务工作。