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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苛的要求；機械載荷對組件性能影響具有長期性是指受到機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。

目前機械載荷測試主要有靜態(tài)機械載荷和動態(tài)機械載荷，兩種測試方式都是在測試完成后短期呈現(xiàn)的影響，機械載荷對光伏組件性能的影響會隨著光伏組件的長期運行逐步呈現(xiàn)，這種長期潛在影響遠大于機械載荷作用完畢后隨即測試得到的結(jié)果；僅以機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?zāi)M組件長期運行過程中環(huán)境因素對其性能影響，從而進一步呈現(xiàn)機械載荷對光伏組件性能長期潛在的影響。

2.參考標準及測試方法

2.1參考標準

組件在運行過程中，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引入本文中來更短的時間內(nèi)呈現(xiàn)機械載荷作用而產(chǎn)生的潛在影響；影響組件運行環(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，均參考標準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版型組件進行如下測試：
樣品1作為空白樣品，進行TC50+TC50+HF10試驗；

樣品2、3作為試驗樣品進行SML+TC50+TC50+HF10試驗；

測試結(jié)束后，分別對3個樣品進行外觀檢查、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.所有的試驗樣品均有相同的最大功率變化趨勢；隨著老化時間增加，功率呈現(xiàn)減小的趨勢，所有樣品均在HF10試驗后功率衰減出現(xiàn)明顯拐點。

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試驗后的EL圖像；由表3可知，隨著老化時間增加，有缺陷的樣品電池缺陷逐漸變得嚴重；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對比也說明機械載荷后組件缺陷越嚴重，老化試驗后組件功率衰減越明顯；

4.測試結(jié)論

由上述試驗可知，機械載荷作用后光伏組件在長期運行過程中，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，進而對光伏組件的電性能影響也越來越大，即機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)部電池片缺陷越嚴重，電性能衰減更加嚴重。 

原標題：機械載荷對組件可靠性的長期影響