電位誘導(dǎo)衰減試驗(yàn)檢測(cè)
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發(fā)布時(shí)間:2025-07-23 17:14:00 更新時(shí)間:2025-07-22 17:14:01
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作者:中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測(cè)中心
電位誘導(dǎo)衰減試驗(yàn)檢測(cè)
電位誘導(dǎo)衰減(Potential Induced Degradation, PID)現(xiàn)象是光伏(PV)組件在實(shí)際運(yùn)行中面臨的一項(xiàng)嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。當(dāng)組件在潮濕環(huán)境下長(zhǎng)時(shí)間承受負(fù)偏壓(相對(duì)于地電位)時(shí),組件內(nèi)部的載流子(如鈉離子)會(huì)在電勢(shì)" />
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作者:中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測(cè)中心
電位誘導(dǎo)衰減(Potential Induced Degradation, PID)現(xiàn)象是光伏(PV)組件在實(shí)際運(yùn)行中面臨的一項(xiàng)嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。當(dāng)組件在潮濕環(huán)境下長(zhǎng)時(shí)間承受負(fù)偏壓(相對(duì)于地電位)時(shí),組件內(nèi)部的載流子(如鈉離子)會(huì)在電勢(shì)差驅(qū)動(dòng)下發(fā)生遷移,聚集在電池片表面或界面處,形成漏電流通道,導(dǎo)致組件功率顯著衰減,嚴(yán)重時(shí)衰減率可達(dá)30%甚至更高。這種現(xiàn)象在高電壓串聯(lián)系統(tǒng)中(如大型地面電站、屋頂電站)或靠近沿海等高濕、高鹽霧環(huán)境地區(qū)尤為突出。因此,準(zhǔn)確評(píng)估光伏組件抵抗PID效應(yīng)的能力,對(duì)于保障電站長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行和投資回報(bào)率至關(guān)重要。
電位誘導(dǎo)衰減試驗(yàn)的核心檢測(cè)項(xiàng)目是評(píng)估光伏組件在特定嚴(yán)苛條件下(高溫高濕并施加高負(fù)偏壓)的功率衰減程度及其穩(wěn)定性。具體項(xiàng)目包括:
最大功率衰減率 (Pmax Degradation):測(cè)試前后組件最大功率點(diǎn)的衰減百分比,是衡量PID嚴(yán)重性的最直接指標(biāo)。通常要求衰減率低于5%或預(yù)設(shè)閾值。
絕緣電阻變化:測(cè)試組件在施加高壓前后以及恢復(fù)后的絕緣電阻值,評(píng)估PID是否導(dǎo)致材料劣化或絕緣性能下降。
功率恢復(fù)率:在移除偏壓和恢復(fù)環(huán)境后,組件功率的恢復(fù)能力,評(píng)估衰減是否可逆。
外觀檢查
電致發(fā)光 (EL) 成像分析:通過(guò)EL測(cè)試觀察測(cè)試后電池片是否存在裂紋、黑心、黑邊等缺陷,這些缺陷常與PID效應(yīng)關(guān)聯(lián)。
進(jìn)行PID測(cè)試需要專業(yè)的設(shè)備和環(huán)境控制系統(tǒng):
恒溫恒濕試驗(yàn)箱 (Environmental Chamber):核心設(shè)備,需精確控制內(nèi)部環(huán)境為高溫高濕狀態(tài)(如85°C ± 2°C / 85% RH ± 5% RH)。
高壓直流電源 (High Voltage DC Power Supply):提供測(cè)試所需的穩(wěn)定高負(fù)偏壓(通常為-1000V ± 15V,依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)或客戶要求),并能精確控制和記錄電壓、電流。
組件接線裝置 (Jig/Fixture):用于可靠地將組件輸出端(通常是正極)連接到高壓電源的負(fù)極,并將組件邊框或鋁框接地(或連接到高壓電源正極),形成回路。
電子負(fù)載/太陽(yáng)能模擬器 (Electronic Load / Solar Simulator):用于在測(cè)試前、后以及中間過(guò)程測(cè)量組件的I-V特性曲線和關(guān)鍵電性能參數(shù)(Pmax, Voc, Isc, FF)。
絕緣電阻測(cè)試儀 (Insulation Resistance Tester/Megohmmeter):用于測(cè)量組件引出端與邊框/框架之間的絕緣電阻。
數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) (Data Acquisition System, DAQ):實(shí)時(shí)監(jiān)控和記錄環(huán)境參數(shù)(溫度、濕度)、施加電壓、漏電流等關(guān)鍵數(shù)據(jù)。
電致發(fā)光 (EL)測(cè)試儀:用于測(cè)試前后對(duì)組件進(jìn)行EL成像,檢測(cè)潛在缺陷。
標(biāo)準(zhǔn)的PID測(cè)試方法通常遵循以下主要步驟(以IEC 62804-1為例):
1. 預(yù)處理與初始測(cè)量: 將待測(cè)組件在標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件(STC)或特定條件下(如25°C)進(jìn)行I-V特性測(cè)試和EL成像,記錄初始Pmax及其他參數(shù)。測(cè)量絕緣電阻。
2. 連接與放置: 使用專用夾具將組件輸出端(正極)連接到高壓電源的負(fù)極,將組件的金屬邊框或指定接地點(diǎn)連接到高壓電源的正極(施加負(fù)偏壓于內(nèi)部電路)。確保連接可靠。將連接好的組件放入恒溫恒濕試驗(yàn)箱內(nèi)。
3. 環(huán)境設(shè)定與偏壓施加: 將試驗(yàn)箱設(shè)定至目標(biāo)測(cè)試條件(通常是85°C, 85% RH)。待溫濕度穩(wěn)定后,施加規(guī)定的負(fù)偏壓(如IEC 62804-1: 2023 類型1 方法為 -1000V ±15V)。開(kāi)始計(jì)時(shí)。
4. 持續(xù)測(cè)試與監(jiān)控: 在規(guī)定的測(cè)試時(shí)長(zhǎng)(通常為96小時(shí)或48小時(shí),具體依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)或協(xié)議)內(nèi),保持恒定的溫濕度和電壓,并持續(xù)監(jiān)控環(huán)境參數(shù)、施加電壓和漏電流。
5. 中間測(cè)量(可選): 某些測(cè)試程序要求在測(cè)試過(guò)程中取出組件進(jìn)行中間I-V測(cè)試和/或EL檢查(需注意取出和恢復(fù)過(guò)程對(duì)環(huán)境穩(wěn)定性的影響)。
6. 測(cè)試結(jié)束與恢復(fù): 達(dá)到規(guī)定時(shí)間后,先關(guān)閉高壓電源,再將組件從試驗(yàn)箱中取出。讓組件在標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境(如25°C, <50% RH)下恢復(fù)至少2小時(shí)。
7. 最終測(cè)量: 在恢復(fù)后進(jìn)行最終的I-V特性測(cè)試(STC條件下)、EL成像和絕緣電阻測(cè)試。
8. 數(shù)據(jù)分析與判定: 計(jì)算最大功率衰減率((Pmax_initial - Pmax_final) / Pmax_initial * 100%)。分析絕緣電阻變化、EL圖像差異及功率恢復(fù)情況。根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范判定組件是否通過(guò)PID測(cè)試。
電位誘導(dǎo)衰減試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)化確保了測(cè)試結(jié)果的可比性和可靠性。國(guó)際上廣泛認(rèn)可的主要標(biāo)準(zhǔn)有:
1. IEC 62804-1:2023: 《光伏組件 - 電位誘導(dǎo)衰減測(cè)試方法 - 第1部分:晶體硅》 這是目前最核心的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),規(guī)定了晶體硅光伏組件(包括單晶和多晶)PID測(cè)試的兩種方法(類型1:96小時(shí)/-1000V;類型2:48小時(shí)/-1500V)以及詳細(xì)的測(cè)試流程、環(huán)境條件、判定要求(如I級(jí)要求最大功率衰減≤5%)。
2. UL 61730-2 (Annex H): 《光伏組件安全鑒定 - 第2部分:試驗(yàn)要求》 該標(biāo)準(zhǔn)將PID測(cè)試作為評(píng)估組件長(zhǎng)期安全可靠性的重要試驗(yàn)之一,其測(cè)試條件(如85°C/85% RH/-1000V/96小時(shí))與IEC 62804-1類型1一致。
3. GB/T 38911-2020: 《光伏用玻璃 電位誘導(dǎo)衰減耐受性能測(cè)試方法》 中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),雖然主要針對(duì)封裝玻璃對(duì)PID的耐受性,但其測(cè)試原理和環(huán)境條件與組件PID測(cè)試高度相關(guān)。
4. 行業(yè)規(guī)范及客戶特定要求: 許多大型電站投資者、EPC或組件買家會(huì)基于IEC標(biāo)準(zhǔn)制定更嚴(yán)格的內(nèi)部規(guī)范或采購(gòu)協(xié)議,例如要求更長(zhǎng)的測(cè)試時(shí)間(如192小時(shí))、更低的衰減率閾值(如≤2%)或額外的恢復(fù)性能要求。
這些標(biāo)準(zhǔn)不僅規(guī)定了統(tǒng)一的測(cè)試條件(溫濕度、電壓、時(shí)間)和合格判據(jù)(通常要求最大功率衰減率不超過(guò)5%),還詳細(xì)描述了測(cè)試設(shè)備的精度要求、樣品準(zhǔn)備、測(cè)量程序等,為客觀評(píng)價(jià)組件的抗PID性能提供了依據(jù)。選擇遵循哪個(gè)標(biāo)準(zhǔn)通常取決于目標(biāo)市場(chǎng)、客戶要求或認(rèn)證需求。
證書編號(hào):241520345370
證書編號(hào):CNAS L22006
證書編號(hào):ISO9001-2024001
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