Testen van zonnecellen

Astronomische aantallen, lange levensverwachting en weinig tot geen testrichtlijnen - dit is de huidige situatie in de sector van de zonnepanelen. Testen is essentieel voor bedrijven die willen overleven in deze harde competitieve markt, en de beloofde prestaties en levensduur willen waarmaken tegen de laagste prijzen. Om op de sterk bestreden markt toch te blijven bestaan en de toegezegde prestaties en levensduur te bereiken aan de laagste prijzen, is het onontbeerlijk zijn product te testen. De enorme prijsval over de laatste jaren kan enkel doorstaan worden door betere kwaliteit, goedkope productie en hoge zekerheid.
Image
Een zonnecel wordt dagelijks blootgesteld aan extreme omstandigheden. Regen, hagel, storm maar ook grote temperatuurvariaties mogen de functionaliteit niet beïnvloeden. Sneeuwbelasting, ijs en montagewerkzaamheden moeten schadevrij doorstaan worden gedurende een verwachte levensduur tot 40 jaar. Dat zijn strenge eisen, zowel aan de elektrische als aan de mechanische eigenschappen. Maar net voor de mechanische eigenschappen bestaan geen testnormen. Afgezien van interne contractuele richtlijnen tussen leveranciers en fabrikanten, is er geen gestandaardiseerde kwaliteitscontrole voor zonnecellen. Deze ontbrekende normen en individuele klantenafspraken vereisen testoplossingen en toepassingen op maat. Hier zijn experten in materiaaltests nodig.

Testmethoden / normen algemeen

ISO 614

Schepen en maritieme technieken: Gehard veiligheidsglas voor glasplaten voor rechthoekige ramen en patrijspoorten - Niet destructieve ponsbeproeving voor bepaling van de sterkte (ISO 614:1989-09)

EN 1288-5

Glas in gebouwen, Bepaling van de buigtreksterkte van glas - Deel 5: Coaxiale-dubbele-ringproef op vlakke proefstukken met klein beproevingsoppervlak (ISO/DIS 1288-5:2007); Duitse versie EN ISO 1288-5

DIN EN 1465

Lijmen: Bepaling van de trekschuifsterkte van lijmverbindingen (ISO 4587:1979, aangepast)

EN 1464

Lijmen: Bepaling van de weerstand tegen pellen van lijmverbindingen met hoge sterkte - Drijvende-rollenmethode (ISO 4578:1990, aangepast). Duitse versie EN 1464:1994 (DIN EN 1464:1995-01) vervangt DIN 53289:1979-09

EN 1288-3

Glas in gebouwen, Bepaling van de buigtreksterkte van glas - Deel 3: Beproeving met tweezijdig opgelegde proefstukken (vierpuntsbuigproef) (ISO/DIS 1288-3:2007); Duitse versie EN ISO 1288-3:2007

IEC 61215 en EN 61215

zwickiLine mit Biegevorrichtung für Wafer-Prüfung

IEC 61215 en EN 61215 beschrijven een breed gamma kwalificatietests gebaseerd op verouderingsinvloeden voor artificiële belasting van materialen gebruikt in PV-modules. Er wordt onderscheid gemaakt tussen de volgende individuele groepen:

 

  • Zonlicht, inclusief UV
  • Klimaat (koude, warmte, vochtigheid, klimaatverandering)
  • Mechanische belasting (hagel, winddruk en aanzuiging, sneeuw)

 

De materialen voldoen wanneer na de kwalificatietests geen belangrijke visuele schade te zien is en de prestaties en isolerende eigenschappen niet veranderd zijn ten opzichte van de begintoestand. Het testcertificaat volgens IEC 61215 heeft zich in de voorbije jaren als kwaliteitslabel voor kristallijne PV-modules gevestigd. Intussen wordt een dergelijk certificaat vereist door de meeste toelatingscentra voor nationale en internationale procedures.

IEC of EN 61215 voor diklagige en IEC of EN 61646 voor dunlagige modules (terrestriële fotovoltaïsche modules met kristallijne zonnecellen - bouwwijze en toelating)

De test volgens IEC 61215 is zeer streng, aangezien de zonnecellen van een fabrikant op bijna elke breedtegraad en overal ter wereld buiten tot 25 jaar stand moeten houden. Voor zover tijdens de methode geen fouten optreden, duurt de IEC test in totaal meer dan 5 maanden. Om aan deze strenge norm te kunnen voldoen, moet een testset van modules een omgevingstest doorstaan waarbij UV-straling, extreme temperaturen waaronder een verlengde blootstelling aan hoge temperatuur en vochtigheid, mechanische belastingen en windbelasting uitgeoefend worden, en de weerstand tegen hagel en steenslag getest wordt. Parallel aan de omgevingstest worden de modules samen getest op hun elektrische prestatie, isolatie en onderzocht op eventuele zwakke zones.

DIN EN 1288-2, oktober 2007

Glas in gebouwen, Bepaling van de buigtreksterkte van glas - Deel 2: Coaxiale-dubbele-ringproef op vlakke proefstukken met groot beproevingsoppervlak (ISO/DIS 1288-2:2007); Duitse versie EN ISO 1288-2:2007

IEC 61646 en EN 61646

Stempeldruckversich an Sicherheitsglas nach DIN ISO 614 Form A und B

IEC 61646 en EN 61646 beschrijven een breed gamma kwalificatietests gebaseerd op verouderingsinvloeden voor artificiële belasting van materialen gebruikt in dunne filmmodules. Er wordt onderscheid gemaakt tussen de volgende individuele groepen:

  • Zonlicht, inclusief UV
  • Klimaat (koude, warmte, vochtigheid, klimaatverandering)
  • Mechanische belasting (hagel, winddruk en aanzuiging, sneeuw)

De materialen voldoen wanneer na de kwalificatietests geen belangrijke visuele schade te zien is en de prestaties en isolerende eigenschappen niet veranderd zijn ten opzichte van de begintoestand. Het testcertificaat volgens IEC 61646 heeft zich in de voorbije jaren als kwaliteitslabel voor kristallijne PV-modules gevestigd. Intussen wordt een dergelijk certificaat vereist door de meeste toelatingscentra voor nationale en internationale procedures.

Voorbeelden van testoplossingen

Om een idee te krijgen over de inzet van destructieve materiaaltests bij de productie van zonnecellen en modules, worden hier voorbeelden getoond van testmethoden uit de individuele stappen in de productie van dikke filmcellen. Meer informatie over de belangrijkste bouwvormen van zonnecellen via "Expand": (uit AI en vakartikels) Zonnecellen of fotovoltaïsche cellen zijn elektrische onderdelen die de in licht aanwezige stralingsenergie direct in elektrische energie omzetten. De belangrijkste bouwvormen:

  • Dikke filmzonnecellen bestaan uit monokristallijn of polykristallijn silicium. Ze worden vaak gebruikt in centraal-Europa door hun hoge efficiëntie (hoger dan 20%). Daarnaast onderscheiden ze zich door een hoge efficiëntie per oppervlakte-eenheid. Zo is bijvoorbeeld voor 1 kWp ca. 8 m² dakoppervlakte nodig. Het materiaal- en energieverbruik bij de fabricage van deze modules is relatief hoog, waardoor een consequente kwaliteitscontrole nodig is.
  • Dunne filmzonnecellen bestaan in verschillende varianten, afhankelijk van het substraat en het opgedampte materiaal: amorf of microkristallijn silicium (a-Si, µ-Si), Gallium-Arsenide (GaAs), Cadmium-Telluride (CdTe) of Koper-Indium-(Gallium)-Zwavel-Selenium verbindingen (CIGS). Dunne filmcellen onderscheiden zich van de kristallijne op siliciumwafers gebaseerde zonnecellen door hun productiemethode en de laagdikten van de gebruikte materialen.
  • Organische zonnecellen (uit kunststof met halfgeleidereigenschappen)

Omwille van de verschillende technologieën en de daardoor deels andere opbouw van de zonnecellentypes, zijn naargelang de zonneceltechnologie verschillende tests nodig.

1:22

4-point flexure test

4-point flexure test on solar modules, solar industry, zwickiLine

Passende producten(3)

Structure.Top