在光伏系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程中，組件面臨各種環(huán)境挑戰(zhàn)，其中就包括冰雹。當(dāng)冰雹以高速撞擊組件表面時(shí)，可能對(duì)光伏系統(tǒng)造成嚴(yán)表面破損、電池?fù)p傷、連接線斷裂等嚴(yán)重影響。因此，了解冰雹對(duì)組件的影響和組件的抗沖擊能力，對(duì)確保系統(tǒng)的可靠性和持久性至關(guān)重要。本期美能光伏將深入探討冰雹對(duì)光伏組件的影響及相關(guān)的測(cè)試和解決方案。

IEC61215標(biāo)準(zhǔn)-冰雹沖擊試驗(yàn)

冰雹沖擊試驗(yàn)是通過(guò)人工制作的冰球代替冰雹從不同角度以一定的動(dòng)量撞擊組件，檢測(cè)組件產(chǎn)生的外觀缺陷、電性能衰減率，以確定組件承受冰雹撞擊的能力。

冰雹沖擊試驗(yàn)可通過(guò)冰雹沖擊試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行，工作原理是空壓機(jī)將空氣壓縮至儲(chǔ)氣罐，外接壓力表及一定內(nèi)徑(如25mm)的槍管，連接處安裝一電磁閥，由電磁閥控制開(kāi)啟。槍管前端安裝光電測(cè)速裝置。調(diào)節(jié)壓力表，使冰球達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求的沖擊速度。制作一定內(nèi)徑(如25mm)的冰球模具，將制成的冰球置于槍管內(nèi)，開(kāi)啟電磁閥，壓縮空氣推動(dòng)冰球以一定的速度(如23m/s)撞擊太陽(yáng)能光伏組件。組件受試點(diǎn)經(jīng)冰球撞擊后，經(jīng)外觀目測(cè)、I-V測(cè)試、絕緣電阻測(cè)試后判別組件質(zhì)量是否合格，試驗(yàn)步驟如下：

1. 準(zhǔn)備工作

2. 安裝光伏組件：安裝待測(cè)試的光伏組件，確保其位置和固定方式符合試驗(yàn)要求。

3. 設(shè)置試驗(yàn)參數(shù)：設(shè)置撞擊速度、角度和能量等參數(shù)。

4. 進(jìn)行試驗(yàn)：發(fā)射冰雹樣本：?jiǎn)?dòng)發(fā)射系統(tǒng)，發(fā)射模擬冰雹的樣本。

5. 數(shù)據(jù)分析：分析損傷情況：評(píng)估組件在冰雹撞擊下的損傷情況，包括外觀變形、破裂、電性能變化等；結(jié)果評(píng)估：將試驗(yàn)結(jié)果與IEC 61215標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比，評(píng)估組件的抗沖擊性能和耐久性。試驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)遵守相關(guān)的安全操作規(guī)程，確保人員和設(shè)備的安全。

冰球的尺寸、速度和溫度對(duì)組件抗沖擊能力的影響

制備直徑為25、40和70mm的冰球，用氣槍對(duì)球形冰試樣進(jìn)行加速，使其達(dá)到目標(biāo)速度。使用不同內(nèi)徑的圓形玻璃管來(lái)引導(dǎo)冰球。三種不同直徑的冰球樣本以相同的速度在兩種不同的冷凍溫度（-5°C和-20°C）下射到霍普金森桿上后，負(fù)載與響應(yīng)時(shí)間的測(cè)試結(jié)果如表1所示，包括樣品溫度和質(zhì)量以及樣品的直徑，在各個(gè)測(cè)試組中均可以觀察到單調(diào)增加的趨勢(shì)。但整體數(shù)據(jù)仍存在一定的離散性，較低的溫度 (-20°C)會(huì)導(dǎo)致峰值載荷增加和斷裂時(shí)間縮短。

表1.不同直徑冰球的實(shí)驗(yàn)結(jié)果

通過(guò)比較直徑為40 mm的樣品的平均值發(fā)現(xiàn)，溫度降低會(huì)導(dǎo)致加載速率翻倍，從而導(dǎo)致更高的應(yīng)力速率。對(duì)于-20°C下的25、40和70 mm的冰球，峰值力比相同速度下-5°C下的峰值力高約70%、59%和44%。

圖2比較了70mm直徑樣品在兩種溫度下的載荷與時(shí)間曲線。降低樣品溫度將導(dǎo)致峰值力增加，并減少達(dá)到峰值力所需的時(shí)間;以及25和40 mm的樣本在-20°C下的載荷與時(shí)間曲線。

圖2.負(fù)載與時(shí)間曲線圖3為三個(gè)直徑的冰球撞擊過(guò)程中拍攝的照片，圖中可見(jiàn)冰球?qū)﹄姵仄挠绊懞陀纱水a(chǎn)生的裂縫。

圖3.冰球樣本對(duì)霍普金森桿和電池片的影響(12800 fps)結(jié)果表明，隨著尺寸和沖擊速度的增加，峰值力和對(duì)應(yīng)的時(shí)間都增加；冰球溫度也起著重要作用；較低的溫度導(dǎo)致較高的峰值力和較短的峰值時(shí)間；即：溫度越低，峰值力越大，峰值時(shí)間越短。研究光伏組件的抗沖擊能力可以幫助減輕損失，根據(jù)IEC61215標(biāo)準(zhǔn)，光伏組件應(yīng)至少抵抗以80公里/小時(shí)的速度發(fā)射的25毫米冰雹的沖擊，而氣候變化正在加劇，在頻繁出現(xiàn)冰雹氣候的環(huán)境中，實(shí)際上需要承受的冰雹沖擊是40毫米或更多，更大的直徑和更高的速度，使制造商能夠在足夠的安全裕度下評(píng)估產(chǎn)品。

美能冰雹沖擊試驗(yàn)機(jī)

了解冰雹對(duì)光伏組件的影響對(duì)于確保光伏系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要，冰雹沖擊試驗(yàn)旨在模擬真實(shí)環(huán)境下的冰雹沖擊情況，通過(guò)測(cè)試評(píng)估，幫助生產(chǎn)商更好地抵御自然環(huán)境帶來(lái)的挑戰(zhàn)。

聯(lián)系：400-008-6690

介紹：

美能冰雹沖擊試驗(yàn)機(jī)是基于IEC61215標(biāo)準(zhǔn)MQT17條款開(kāi)發(fā)的冰雹測(cè)試設(shè)備，通過(guò)氣壓沖擊不同直徑大小的(人工制作的冰球用于模擬冰雹)冰球，并以恒速撞擊組件，模擬冰雹氣候?qū)M件的影響，驗(yàn)證組件的抗沖擊能力。

功能特點(diǎn):

• 高精度紅外線測(cè)速傳感器

• 配置多種夾具，滿足不同結(jié)構(gòu)組件

可滿足發(fā)射25、35、45mm直徑冰球的需求

光伏組件冰雹沖擊試驗(yàn)機(jī)作為保障光伏產(chǎn)品質(zhì)量和穩(wěn)定運(yùn)行的重要工具，在太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)中扮演著不可或缺的角色。來(lái)自美能光伏的冰雹沖擊試驗(yàn)機(jī)，模擬真實(shí)冰雹沖擊環(huán)境，確保組件在惡劣天氣下的可靠性。是評(píng)估光伏組件抗沖擊能力的關(guān)鍵手段。美能光伏愿通過(guò)不斷的創(chuàng)新和努力，更好地利用太陽(yáng)能這一清潔能源，為構(gòu)建更美好的未來(lái)貢獻(xiàn)力量。