با پیشرفتهای چشمگیر فناوری فتوولتائیک از ابتدای قرن بیستم و کاهش هزینههای تولید پنل های خورشیدی، بازار انرژی تجدیدپذیر با رشد سریع و رقابت فزایندهای روبرو شده است. در این شرایط، شناخت دقیق عوامل تعیینکننده کیفیت و اطمینان از عملکرد واقعی پنل های خورشیدی اهمیت بسیار بالایی پیدا میکند. بر این اساس، دو پرسش کلیدی مطرح میشود: چه پارامترهایی، کیفیت یک پنل خورشیدی را تضمین میکنند و چه معیارهایی تضمینکننده دوام و عملکرد مطمئن آنها در طول زمان هستند؟
پاسخ به این سوالات بدون اتکا به آزمایشها و تستهای تخصصی ممکن نیست؛ چرا که استانداردهای بینالمللی خاصی همچون IEC 61215 و IEC 61730 چارچوبی جامع برای ارزیابی و اعتبارسنجی کیفیت، ایمنی و عملکرد پنل های خورشیدی تعریف کردهاند. این استانداردها، مجموعهای از شرایط محیطی و آزمونهای فنی را شامل میشوند که از مرحله تولید تا تست نهایی پنلها باید رعایت شود تا محصولاتی با کیفیت، پایدار و ایمن عرضه شود.
نکته برجسته در این مسیر، وجود آزمایشگاههای تخصصی مجهز به تجهیزات پیشرفته تست و سنجش است. این آزمایشگاهها قادرند سلولها و پنل های خورشیدی تولیدی را با دقت و براساس پروتکلهای استاندارد، ارزیابی کنند و نقش کلیدی در تضمین دوام، کارایی و ایمنی نهایی محصول ایفا نمایند. چنین زیرساختهای تخصصی موجب تمایز تولیدکنندگان در بازار رقابت میشوند و به مصرفکننده نهایی اعتماد لازم را در خرید محصول میدهند.
شرکت دانشبنیان مانا انرژی پاک به عنوان بزرگترین تولیدکننده پنل خورشیدی در ایران، با راهاندازی پیشرفتهترین آزمایشگاه تخصصی فتوولتائیک در کشور، گام مهمی در تضمین کیفیت و عملکرد محصولات این صنعت برداشته است. همچنین این مجموعه در راستای بی طرفی و رعایت شفافیت ارزیابی ها، مدیریت این آزمایشگاه و اجرای تست های مربوطه را به گروه معتبری خارج از شرکت واگذار نموده است. این اقدام، امکان بررسی کیفیت و ایمنی محصولات داخلی و خارجی را در داخل کشور به صورت پیشرفته و با رعایت استاندادرها فراهم میکند.
در این مقاله، تمامی تستهای ضروری و حیاتی پنل های خورشیدی تولیدی مطابق با استانداردهای بینالمللی بهطور جامع بررسی خواهد شد. هدف ما ارائه توضیحاتی دقیق درباره انواع آزمونها است که به دو دسته اصلی تقسیم میشوند:
- تستهای تضمین کیفیت پنل خورشیدی، که شامل بیست و یک تست است و بر اساس استاندارد IEC 61215 اجرا میشود تا عملکرد و دوام پنل ها در شرایط مختلف محیطی و فنی ارزیابی شود.
- تستهای تضمین ایمنی پنل خورشیدی، که بر اساس استاندارد IEC 61730 حدود 25 تست را در بر میگیرد و طراحی و اجرا میشود تا سلامت و ایمنی پنلها را در برابر خطرات احتمالی مانند شوک های الکتریکی و شرایط ناخواسته تضمین نمایند.
برخی از آزمونها بین دو دسته اصلی تست های تضمین کیفیت و تضمین ایمنی پنل خورشیدی مشترک بوده و به همین دلیل، در بخش تضمین کیفیت بهصورت یکپارچه و دقیق تر از دو جنبه کیفیت و ایمنی مورد بررسی قرار میگیرند.
در ادامه، هر یک از این دستهها با جزئیات کامل شرح داده خواهد شد تا علاقهمندان با مطالعه این مطلب با استانداردهای کلیدی و فرآیندهای آزمون و تست پنل های خورشیدی در آزمایشگاه فتوولتائیک آشنا شوند.
آزمایش های تضمین کیفیت پنل های خورشیدی _ IEC61215
- بازرسی ظاهری
تست بازرسی ظاهری پنل خورشیدی یا Visual Inspection، یکی از مراحل کلیدی و پایهای در روند ارزیابی کیفیت پنل های خورشیدی تولید شده است که نقش بسیار مهمی در شناسایی عیوب ظاهری و ناپیوستگیهای سطح پنل ایفا میکند. این آزمون که در استاندارد بینالمللی کیفیت پنل های فتوولتائیک یعنی IEC 61215 جزو تستهای ضروری است، معمولاً در شرایط نوری معادل ۱۰۰۰ لوکس صورت میپذیرد تا امکان دیده شدن دقیقترین نقصها و عیوب از جمله ترکها، خراشها، لکهها، حبابها، ناپیوستگیهای شیشه و قاب، و همچنین نقصهای احتمالی در لحیمکاری سلولها فراهم شود.
بازرسی بصری در این مرحله بهعنوان یک روش غیرمخرب، به تولیدکنندگان این امکان را میدهد که بدون وارد کردن هیچگونه آسیب یا تغییر به پنلها، کیفیت ظاهری و یکپارچگی ساختاری آنها را بررسی کنند. اهمیت این تست در صنعت انرژی خورشیدی بسیار بالاست چرا که هر گونه نقص ظاهری میتواند باعث کاهش کارایی پنل، افت توان تولید برق و همچنین کوتاه شدن عمر مفید آن شود. به طور مثال، ترکهای ریز و شکستگیهای موجود در سلولها ممکن است به مرور زمان توسعه یافته و منجر به کاهش شدید راندمان شوند یا حتی خرابیهای کامل پنل خورشیدی را به دنبال داشته باشند.
- تعیین حداکثر توان پنل خورشیدی
تعیین حداکثر توان پنل خورشیدی یا Maximum Power Determination در آزمایشگاه فتوولتائیک به این صورت انجام میشود که پنل تحت تابش با شدت بین 700 تا 1100 وات بر متر مربع و در دمای 20 تا 50 درجه سانتیگراد قرار میگیرد. سپس با تغییر مقاومت بار متصل به پنل، ولتاژ و جریان خروجی در نقاط مختلف اندازهگیری میشود تا توان لحظهای (توان الکتریکی) حاصل از ضرب ولتاژ در جریان به دست آید. نقطهای که این توان بیشینه شود، به عنوان حداکثر توان خروجی پنل شناخته میشود.
این آزمایش باعث میشود بتوان توان واقعی و عملکرد پنل خورشیدی را تحت شرایط تابش و دمای متفاوت تحلیل کرد و ظرفیت تولید انرژی آن را به دقت مشخص نمود. این روش بدون اشاره به شرایط خاص، امکان ارزیابی کارایی پنل در شرایط نزدیک به واقعیت محیطی را فراهم میکند و برای طراحی و بهینهسازی سیستمهای خورشیدی کاربردی است.
انجام تست تعیین حداکثر توان، نهتنها توان واقعی پنل خورشیدی را تحت شرایط تابش و دماهای متفاوت تحلیل میکند، بلکه ظرفیت تولید انرژی آن را بهدقت مشخص میسازد. با این روش، میتوان به ارزیابی کارایی پنل در شرایط نزدیک به واقعیت محیطی پرداخت و بهاینترتیب، اطلاعات ارزشمندی برای طراحی و بهینهسازی سیستم های خورشیدی بهدست آورد.
- تست عملکرد در شرایط استاندارد
بررسی عملکرد پنل خورشیدی در شرایط استاندارد یا همان تست Performance at Standard Test Conditions (STC) یکی از مراحل کلیدی در ارزیابی عملکرد پنل های خورشیدی است که تحت شرایط مشخصی انجام میشود. این تست در دمای ۲۵ درجه سلسیوس، تابش نور ۱۰۰۰ وات بر متر مربع و با طیف نوری 1.5 AM انجام میگیرد. هدف از این تست بررسی کارایی پنلها در شرایط ایدهآل و تعیین حداکثر توان تولیدی آنها است.
برای انجام این تست پس از تنظیم شرایط مطابق با استاندارد، پنل تحت تابش نور قرار گرفته و دادهها در بازههای زمانی مشخص ثبت میشود. این فرایند معمولاً برای چند دقیقه ادامه مییابد تا اطمینان حاصل شود که دادههای بهدستآمده نمایانگر عملکرد واقعی پنل خورشیدی در شرایط استاندارد است. در نهایت، دادههای ثبت شده تحلیل میشوند تا حداکثر توان تولیدی پنل، ولتاژ و جریان در شرایط STC تعیین گردد.
تست Performance at STC به عنوان معیاری برای مقایسه پنلهای مختلف در بازار عمل میکند و به مشتریان این امکان را میدهد که انتخاب بهتری داشته باشند. با توجه به اینکه عملکرد واقعی پنل های خورشیدی تحت شرایط محیطی متغیر ممکن است متفاوت باشد، این تست به عنوان یک نقطه شروع برای ارزیابی کیفیت و کارایی پنل ها محسوب میشود.
- تعیین حداکثر توان در شرایط STC و NMOT
تست تعیین حداکثر توان در شرایط STC (Standard Test Conditions) بهعنوان یک روش استاندارد و معتبر برای ارزیابی عملکرد پنل های خورشیدی تحت شرایط ایدهآل انجام میشود. در این تست، تابش نور خورشید با شدت 1000 وات بر متر مربع، دمای سلول 25 درجه سلسیوس و سرعت باد 1 متر بر ثانیه در نظر گرفته میشود. این شرایط به تولیدکنندگان این امکان را میدهد که حداکثر توان خروجی پنل خورشیدی را در شرایط ایدهآل مشخص کنند و به مصرفکنندگان اطلاعات دقیقی درباره کارایی پنلها ارائه دهند. بهعبارتی، این تست میتواند بهعنوان یک معیار کلیدی برای مقایسه بین محصولات مختلف استفاده شود و به خریداران کمک کند تا انتخاب بهتری داشته باشند.
در مقابل، تست تعیین حداکثر توان در شرایط NMOT (Nominal Module Operating Temperature) به بررسی عملکرد واقعی پنلها در شرایط محیطی نزدیک به واقعیت میپردازد. در این شرایط، تابش نور با شدت 800 وات بر متر مربع، دمای محیط برابر با 20 درجه سانتیگراد و سرعت باد 1 متر بر ثانیه در نظر گرفته میشود. این تست بهطور خاص طراحی شده است تا عملکرد پنلها را در دماهای عملیاتی و تحت شرایط جوی متغیر ارزیابی کند. نتایج این آزمایش به تولیدکنندگان کمک میکند تا درک بهتری از نحوه عملکرد پنلها در دماهای مختلف و شرایط جوی داشته باشند.
تفاوتهای موجود بین تستهای STC و NMOT نشاندهنده اهمیت ارزیابی عملکرد پنلها در شرایط مختلف است. در حالی که تست STC بهعنوان یک مرجع ایدهآل عمل میکند، تست NMOT به تولیدکنندگان و مصرفکنندگان این امکان را میدهد که درک بهتری از کارایی واقعی پنلها در شرایط عملیاتی داشته باشند. این اطلاعات میتواند به بهینهسازی طراحی سیستمهای خورشیدی و انتخاب پنلهای مناسب برای پروژههای مختلف کمک کند. در نهایت، این تستها به تولیدکنندگان اجازه میدهند تا کیفیت محصولات خود را بهبود بخشند و به مصرفکنندگان اطمینان بیشتری در مورد عملکرد پنلهای خورشیدی ارائه دهند.
- آزمایش عایق بندی پنل خورشیدی
تست عایق (Insulation Test) در پنل های خورشیدی بهعنوان یک فرآیند کلیدی برای ارزیابی کیفیت و عملکرد عایقهای الکتریکی این سیستمها شناخته میشود. این تست معمولاً با اعمال ولتاژ بالا به عایقها انجام میشود تا بررسی شود آیا این عایقها قادر به جلوگیری از نشت جریان الکتریکی هستند و میتوانند ایمنی سیستم را حفظ کنند یا خیر. هدف اصلی این تست شناسایی هرگونه نقص یا آسیب در عایقهاست که ممکن است منجر به خطرات جدی ایمنی، از جمله شوک الکتریکی یا آتشسوزی شود.
در طول این تست، پنل های خورشیدی تحت ولتاژ مشخصی قرار میگیرند و سپس مقاومت عایق اندازهگیری میشود. مقادیر بالای مقاومت نشاندهنده کیفیت خوب عایق و اطمینان از عملکرد صحیح آن است. این تست بهویژه در شرایطی که پنلها در معرض رطوبت، گرد و غبار یا تغییرات دما قرار دارند، از اهمیت ویژهای برخوردار است. در واقع، شرایط محیطی نامساعد میتواند به تدریج کیفیت عایقها را کاهش دهد و خطرات ایمنی را افزایش دهد.
علاوه بر این، انجام منظم تست عایق به تولیدکنندگان کمک میکند تا اطمینان حاصل کنند که پن های خورشیدی آنها از نظر کیفیت در سطح بالایی قرار دارند و میتوانند در شرایط مختلف جوی بهطور مؤثر عمل کنند. این تست همچنین میتواند به شناسایی مشکلات پنهان در مراحل اولیه کمک کند، که در غیر این صورت ممکن است به خرابیهای جدیتر و هزینههای بالای تعمیرات منجر شود.
در نهایت، تست عایق نهتنها به افزایش ایمنی و کارایی پنلها کمک میکند، بلکه به بهبود طول عمر سیستم های خورشیدی نیز میانجامد. با توجه به اهمیت روزافزون انرژ های تجدیدپذیر و استفاده گسترده از پنل های خورشیدی، این تست بهعنوان یک مرحله حیاتی در فرآیند تولید و نصب پنلها باید مورد توجه قرار گیرد.
- تعیین ضریب حرارتی
ضرایب حرارتی آلفا (α)، بتا (β) و گاما (γ) در پنلهای خورشیدی یا همان پارامترهای معروف Temperature Coefficient، از جمله پارامترهای کلیدی هستند که به تحلیل و ارزیابی عملکرد پنلها در مواجهه با تغییرات دما کمک میکنند. هر یک از این ضرایب تأثیرات مختلف دما بر پارامترهای الکتریکی پنل را نشان میدهند و درک آنها برای بهینهسازی عملکرد سیستم های خورشیدی ضروری است.
ضریب آلفا (α)
ضریب آلفا به تغییرات جریان اتصال کوتاه (Isc) اشاره دارد و میزان تغییر جریان خروجی پنل خورشیدی را در پاسخ به تغییر دما نشان میدهد. معمولاً مقدار این ضریب کمی مثبت یا نزدیک به صفر است، به این معنا که با افزایش دما، تغییر در جریان خروجی پنل بسیار کم است. این ویژگی به این معناست که پنلها در برابر نوسانات دما نسبتاً مقاوم هستند و تغییرات اندکی در جریان تولیدی آنها رخ میدهد.
ضریب بتا (β)
ضریب بتا به تغییر ولتاژ مدار باز (Voc) مربوط میشود و معمولاً مقداری منفی دارد. این ضریب نشاندهنده این است که با افزایش دما، ولتاژ پنل کاهش مییابد. این کاهش ولتاژ میتواند تأثیر قابل توجهی بر کارایی کلی سیستم خورشیدی داشته باشد، زیرا ولتاژ پایینتر به معنای کاهش توان خروجی در شرایط دمای بالا است. بنابراین، در طراحی و انتخاب پنل های خورشیدی، توجه به ضریب بتا یا همان ضریب دمایی ولتاژ مدار باز ضروری است تا از بهینهترین عملکرد در شرایط دمایی مختلف اطمینان حاصل شود.
ضریب گاما (γ)
ضریب گاما به تغییر حداکثر توان خروجی پنل (Pmax) تحت تاثیر افزایش دما اشاره دارد و معمولاً نیز مقداری منفی است. این بدان معناست که با افزایش دما، حداکثر توانی که میتوان از پنل استخراج کرد، کاهش مییابد. این کاهش توان خروجی میتواند بهویژه در روزهای گرم و آفتابی که تقاضا برای انرژی بیشتر است، مشکلساز شود. بنابراین، در طراحی سیستم های خورشیدی، باید به این ضریب توجه ویژهای شود تا عملکرد بهینهای در شرایط مختلف جوی حاصل گردد.
ضرایب حرارتی پنل خورشیدی، از طریق تحقیقات دقیق و اندازهگیری ولتاژ، جریان و توان پنل در بازههای مختلف دمایی بهدست میآیند. اطلاعات حاصل از این اندازهگیریها نهتنها برای بهینهسازی عملکرد پنلها در شرایط واقعی محیطی حیاتی است، بلکه در طراحی سیستم های خورشیدی پایدار و کارآمد نیز نقش بسزایی دارند.
در نهایت، درک و استفاده از ضرایب حرارتی آلفا، بتا و گاما میتواند به مهندسان و طراحان کمک کند تا بهترین نوع پنلها را انتخاب کرده و محل نصب آنها را به گونهای تعیین کنند که بیشترین بهرهوری از انرژی خورشیدی حاصل شود. این امر بهویژه در زمینههای مختلف کاربردی، از جمله تأمین انرژی برای ساختمانها و تأسیسات صنعتی، اهمیت دارد و میتواند به کاهش هزینهها و افزایش کارایی کمک کند.
- تعیین توان پنل در شرایط تابش ضعیف
تست تعیین حداکثر توان در تابش کم برای پنل های خورشیدی (Maximum Power Determination at Low Irradiance) به بررسی و ارزیابی حداکثر توان تولیدی این پنلها در شرایطی که تابش نور خورشید بهطور مستقیم به آنها نمیتابد، اختصاص دارد. این تست بهویژه در روزهای ابری، ساعات پایانی روز و شرایط جوی نامساعد اهمیت ویژهای پیدا میکند. در این مواقع، شدت تابش نور معمولاً کمتر از ۲۰۰ وات بر متر مربع است و این وضعیت میتواند به چالشهایی برای تولید انرژی از پنلها منجر شود.
در شرایط کم تابش، پنل های خورشیدی باید توانایی خود را در تولید انرژی نشان دهند. این تست به تولیدکنندگان امکان میدهد تا عملکرد پنلها را در شرایط واقعی و متنوع محیطی ارزیابی کنند. بهعلاوه، نتایج این تست به مصرفکنندگان اطلاعات دقیقی درباره کارایی پنلها در شرایط کمنور ارائه میدهد و به آنها کمک میکند تا انتخابهای بهتری در خرید پنلهای خورشیدی داشته باشند.
نتایج بهدستآمده از این تست میتواند به طراحان و مهندسان کمک کند تا سیستم های خورشیدی را به گونهای طراحی کنند که در شرایط کم تابش نیز عملکرد بهینهای داشته باشند. این اطلاعات میتواند شامل تغییرات در انتخاب پنل، استفاده از سیستم زاویه متغیر باشد. بهعنوان مثال، پنلهایی که دارای فناوریهای پیشرفتهتر مانند سلول های خورشیدی با کارایی بالا هستند، میتوانند در شرایط کم تابش عملکرد بهتری نسبت به پنلهای سنتی داشته باشند.
تست تعیین حداکثر توان در تابش کم نهتنها برای ارزیابی عملکرد پنلها در شرایط کم نور اهمیت دارد، بلکه میتواند در برنامهریزی و طراحی سیستمهای خورشیدی در مناطق با تابش کم نیز کاربرد داشته باشد. بهعنوان مثال، در مناطقی که تابش خورشیدی بهطور طبیعی کمتر است، اطلاعات بهدستآمده از این تست میتواند به بهینهسازی سیستمهای خورشیدی کمک کند و در نتیجه، بازدهی انرژی را افزایش دهد.
- تست فضای باز
تست قرارگیری پنل خورشیدی در فضای باز (Outdoor Exposure Test) به عنوان یک مرحله اساسی در ارزیابی عملکرد و دوام پنل های خورشیدی در شرایط واقعی محیطی شناخته میشود. این تست به منظور بررسی نحوه واکنش پنلها به عوامل جوی مختلف، از جمله نور خورشید، باران، برف و باد انجام میگیرد. هدف اصلی این فرآیند، تحلیل تأثیرات بلندمدت این عوامل بر کارایی و عمر مفید پنل های خورشیدی است.
با توجه به اینکه پنل های خورشیدی معمولاً در فضای باز و در معرض شرایط جوی قرار دارند، انجام این تست به تولیدکنندگان این امکان را میدهد که نقاط قوت و ضعف محصولات خود را شناسایی کنند. در این راستا، پنلها برای یک دوره زمانی مشخص در شرایط جوی متنوع قرار میگیرند. در طول این مدت، اطلاعات مهمی مانند میزان تولید انرژی، دما و رطوبت به دقت ثبت میشود. این دادهها به تحلیل دقیقتر عملکرد پنلها در شرایط واقعی کمک کرده و به تولیدکنندگان اجازه میدهد تا درک بهتری از چگونگی کارکرد محصولات خود در شرایط مختلف داشته باشند.
علاوه بر این، تست قرارگیری پنلها در شرایط فضای باز به شناسایی مشکلات بالقوهای که ممکن است در طول زمان به وجود بیایند، کمک میکند. به عنوان مثال، تغییرات فصلی و جوی میتوانند منجر به زنگزدگی، آسیب به عایقها یا کاهش کارایی پنلها شوند. این تست به تولیدکنندگان این امکان را میدهد که بهطور مؤثری این مشکلات را شناسایی کرده و راهحلهایی برای بهبود طراحی و کیفیت محصولات خود ارائه دهند.
در نهایت، تست قرارگیری پنل های خورشیدی در فضای باز نهتنها به ارزیابی عملکرد آنها در شرایط آب و هوایی طبیعی کمک میکند، بلکه به ارتقاء کیفیت و قابلیت اطمینان این محصولات نیز میانجامد. با توجه به افزایش تقاضا برای انرژی های تجدیدپذیر و اهمیت بهینه سازی سیستم های خورشیدی، این تست به عنوان یک ابزار حیاتی در فرآیند توسعه و تولید پنل های خورشیدی باید مورد توجه قرار گیرد. به این ترتیب، تولیدکنندگان قادر خواهند بود تا محصولات خود را به گونهای طراحی کنند که در برابر چالشهای محیطی مقاومتر و کارآمدتر باشند.
- تست مقاومت در برابر نقاط داغ
تست مقاومت پنل خورشیدی در برابر نقاط داغ (Hot-Spot Endurance Test) به عنوان یک فرآیند کلیدی برای ارزیابی عملکرد و ایمنی این پنلها در شرایط بحرانی شناخته میشود. این تست به بررسی تأثیرات نقاط داغ، که ممکن است به دلیل عوامل مختلفی مانند سایهگیری، عدم همترازی، آلودگی یا مشکلات فنی ایجاد شوند، میپردازد. نقاط داغ در پنل های خورشیدی میتوانند منجر به کاهش کارایی، آسیب به سلولها و حتی خطر آتشسوزی شوند، که این موضوع اهمیت بالای ارزیابی مقاومت پنلها در برابر چنین شرایطی را نشان میدهد.
در این تست، شرایطی شبیهسازی میشود که در آن یک یا چند سلول خورشیدی به دلیل عوامل مذکور دچار افزایش دما میشوند. این شبیهسازی به تولیدکنندگان این امکان را میدهد که عملکرد پنلها را در شرایطی که ممکن است در واقعیت با آن مواجه شوند، ارزیابی کنند. در طول این فرآیند، پنل های خورشیدی تحت دماهای بالا و شرایط مختلف قرار میگیرند تا مشخص شود که آیا میتوانند بهطور مؤثر در برابر نقاط داغ مقاومت کنند یا خیر.
تست استقامت نقاط داغ همچنین به شناسایی نقاط ضعف در طراحی و ساخت پنل های خورشیدی کمک میکند. با تحلیل نتایج بهدستآمده از این تست، تولیدکنندگان میتوانند به بهبود کیفیت و کارایی محصولات خود بپردازند و از بروز مشکلات جدی جلوگیری کنند. به عنوان مثال، اگر در طول تست مشخص شود که یک نوع خاص از سلولها به نقاط داغ حساستر هستند، تولیدکنندگان میتوانند تغییراتی در طراحی یا مواد استفادهشده ایجاد کنند تا این مشکلات را کاهش دهند.
علاوه بر این، انجام این تست به مصرفکنندگان نیز اطمینان میدهد که پنل های خورشیدی خریداریشده قادر به تحمل شرایط سخت هستند و در طول زمان بهدرستی عمل خواهند کرد. این موضوع میتواند به افزایش اعتماد مشتریان به محصولات و برندهای مختلف کمک کند و در نتیجه، بازار پنل های خورشیدی را تقویت نماید.
- تست تابش UV
آزمایش اشعه ماورا بنفش، که به عنوان UV Preconditioning یا UV Chamber شناخته میشود، یکی از مراحل حیاتی در ارزیابی مقاومت اجزای پنل های خورشیدی در برابر تابش اشعه UV خورشید است. با توجه به اینکه اجزای مختلف پنل های فتوولتائیک به مدت طولانی در معرض نور خورشید قرار میگیرند، این آزمایش به منظور شناسایی و ارزیابی مواد مستعد تخریب در برابر اشعه های مضر UV ضروری است. استانداردهای بینالمللی بهطور خاص این تست را به عنوان یک روش معتبر برای سنجش دوام و کارایی مواد در شرایط واقعی محیطی الزام کردهاند.
آزمایشگاه تخصصی مانا انرژی با تجهیز به اتاقک تست UV، این آزمایش را طبق استانداردهای تعریفشده انجام میدهد. در این آزمایش، تابش اشعه فرابنفش در محدوده 280 تا 400 نانومتر به میزان 15 KWh/m² به مدت 168 ساعت بر روی پنل های تولیدی اعمال میشود. این فرآیند به طور دقیق شبیهسازی میکند که پنلها در طول زمان چگونه تحت تأثیر تابش UV قرار میگیرند و چه تغییراتی در ساختار و عملکرد آنها ایجاد میشود.
برای اطمینان از اجرای صحیح تست و بهبود فرآیندهای آزمایش، فضای آزمایشگاه مانا انرژی به تجهیزات جمعآوری دادهها و حسگرهای تابش و دما مجهز شده است. این تجهیزات به کارشناسان این امکان را میدهند که اطلاعات دقیقی از شرایط آزمایش جمعآوری کنند و در نتیجه، تحلیلهای بهتری انجام دهند. دادههای استخراجشده از نتایج تست به طور مداوم توسط کارشناسان متخصص بررسی میشود و این اطلاعات به عنوان مبنایی برای بهبود مواد اولیه و فرآیندهای تولید به کار گرفته میشود.
توجه به نتایج این آزمایش به تولیدکنندگان این امکان را میدهد که نقاط ضعف موجود در مواد و طراحیهای خود را شناسایی کرده و به بهبود کیفیت محصولات خود بپردازند. با این رویکرد، تولیدکنندگان قادر خواهند بود تا پنلهایی با عمر مفید بیشتر و عملکرد بهینهتر تولید کنند، که این موضوع در نهایت به افزایش رضایت مشتریان و تقویت جایگاه برند در بازار کمک میکند.
به طور کلی، آزمایش اشعه ماورا بنفش به عنوان یک مرحله کلیدی در فرآیند توسعه و ارزیابی پنل های خورشیدی شناخته میشود.
- تست چرخه حرارتی
تست چرخه حرارتی (Thermal Cycling Test) که به عنوان یک مرحله اساسی در ارزیابی پنل های خورشیدی شناخته میشود، به منظور سنجش مقاومت و دوام این پنلها در برابر تغییرات دمایی سریع و مکرر طراحی شده است. این تست به شبیهسازی شرایط واقعی محیطی میپردازد که در آن پنلها ممکن است به طور مکرر در معرض دماهای بالا و پایین قرار گیرند. این وضعیت به ویژه در مناطق با تغییرات دمایی شدید، که میتواند تأثیرات قابل توجهی بر عملکرد و عمر مفید پنلها داشته باشد، اهمیت بیشتری پیدا میکند.
در فرآیند این تست، پنلها به طور دورهای بین دماهای بالا و پایین قرار میگیرند. بهطور خاص، این تست شامل 200 چرخه حرارتی است که در محدوده دمایی 40- تا 85 درجه سانتیگراد انجام میشود. هر یک از این چرخهها معمولاً شامل افزایش و کاهش دما به میزان مشخصی در مدت زمان کوتاه است. هدف اصلی این فرآیند، بررسی تأثیر تغییرات دما بر روی مواد و اتصالات پنلها میباشد. انبساط و انقباض ناشی از این تغییرات دما میتواند منجر به ایجاد تنشهای مکانیکی در ساختار پنل خورشیدی شود و در نتیجه، آسیبهای جدی به آن وارد کند.
پس از اتمام چرخههای حرارتی، ارزیابی عملکرد الکتریکی و فیزیکی پنلها آغاز میشود. در این مرحله، هرگونه آسیب، ترکخوردگی یا تغییر در کارایی پنلها شناسایی میشود. این ارزیابی به تولیدکنندگان این امکان را میدهد که نقاط ضعف موجود در طراحی و مواد استفادهشده را شناسایی کنند و بهبودهای لازم را در فرآیند تولید اعمال نمایند. همچنین، این اطلاعات به آنها کمک میکند تا محصولاتی با کیفیت بالاتر و عمر مفید بیشتر ارائه دهند.
تست چرخه حرارتی به عنوان یک ابزار حیاتی در فرآیند توسعه و ارزیابی پنل های خورشیدی شناخته میشود. با توجه به اهمیت روزافزون انرژی های تجدیدپذیر و نیاز به سیستمهای پایدارتر، این تست به تولیدکنندگان کمک میکند تا پنلهایی طراحی کنند که در برابر چالشهای محیطی مقاومتر و کارآمدتر باشند. این رویکرد نه تنها به بهبود کیفیت محصولات کمک میکند، بلکه در نهایت به توسعه پایدار در صنعت انرژی های تجدیدپذیر نیز میانجامد.
- تست یخ زدگی رطوبت
آزمایش یخزدگی رطوبت پنل های خورشیدی (Humidity Freeze Testing)، که به عنوان یک مرحله کلیدی در ارزیابی این محصولات شناخته میشود، به منظور سنجش عملکرد و مقاومت این پنلها در برابر شرایط محیطی مرطوب و سرد طراحی شده است. این تست به شبیهسازی شرایطی میپردازد که در آن پنلها ممکن است در معرض رطوبت بالا و دماهای پایین قرار گیرند. این وضعیت میتواند منجر به یخزدگی و آسیب به مواد و اتصالات پنل های خورشیدی شود، که تأثیرات منفی بر عملکرد کلی آنها خواهد داشت.
در فرآیند این آزمایش، پنلها ابتدا در شرایط رطوبت بالا قرار میگیرند. سپس، به دماهای زیر صفر منتقل میشوند. این چرخه معمولاً به مدت مشخصی ادامه مییابد و شامل 10 چرخه دمایی از 40- تا 85 درجه سانتیگراد با رطوبت 85 درصد است. هدف اصلی این تست، بررسی تأثیرات ترکیبی رطوبت و یخزدگی بر روی ساختار پنلها میباشد. در این شرایط، انجماد آب موجود در مواد و اتصالات میتواند منجر به ایجاد تنشهای داخلی و آسیبهای ساختاری شود که در نهایت بر کارایی پنل خورشیدی تأثیر میگذارد.
پس از اتمام دوره تست، عملکرد پنلها از نظر الکتریکی و فیزیکی مورد ارزیابی قرار میگیرد. در این مرحله، هرگونه نشانهای از آسیب، ترکخوردگی یا کاهش کارایی شناسایی میشود. این ارزیابی به تولیدکنندگان این امکان را میدهد که نقاط ضعف موجود در طراحی و مواد استفادهشده را شناسایی کرده و بهبودهای لازم را در فرآیند تولید اعمال نمایند. بهعلاوه، نتایج این آزمایش میتواند به آنها کمک کند تا محصولاتی با کیفیت بالاتر و عمر مفید بیشتر توسعه دهند.
آزمایش یخزدگی رطوبت نه تنها اطلاعات ارزشمندی در مورد کیفیت و دوام پنل های خورشیدی ارائه میدهد، بلکه به مصرفکنندگان نیز اطمینان میدهد که پنل های خریداریشده قادر به تحمل شرایط محیطی سخت هستند. این موضوع میتواند به افزایش اعتماد مشتریان و در نتیجه، تقویت بازار پنل های خورشیدی کمک کند.
- تست رطوبت و گرمای همزمان
آزمایش گرمای مرطوب در آزمایشگاه پنل های خورشیدی (Damp Heat Test) که به عنوان یکی دیگر از مراحل کلیدی در ارزیابی پنل شناخته میشود، به منظور بررسی مقاومت این پنلها در برابر شرایط محیطی گرم و مرطوب طراحی شده است. این تست به طور خاص به تحلیل تأثیر ترکیب رطوبت و دما بر عملکرد الکتریکی و فیزیکی پنلها میپردازد. هدف اصلی این آزمایش اطمینان از عملکرد بهینه پنل ها در شرایط جوی مختلف، به ویژه در مناطق گرم و مرطوب است. شرایطی که میتواند منجر به بروز مشکلاتی نظیر زنگزدگی، فساد مواد عایق و کاهش کارایی پنل های خورشیدی شود.
در فرآیند این آزمایش، پنلها به مدت مشخصی در دمای بالا و رطوبت زیاد قرار میگیرند. به طور معمول، این شرایط شامل 1000 ساعت در دمای 85 درجه سانتیگراد با رطوبت 85 درصد است. این دوره طولانیمدت به محققان این امکان را میدهد تا تأثیرات مداوم و تجمعی این شرایط بر روی مواد و ساختار پنلها را به دقت بررسی کنند. در این مدت، مواد مختلف پنل ممکن است تحت تأثیر رطوبت و دما دچار تغییرات شیمیایی و فیزیکی شوند که میتواند بر روی عملکرد کلی آنها تأثیر بگذارد.
پس از اتمام دوره تست، ارزیابی دقیق عملکرد الکتریکی و فیزیکی پنلها آغاز میشود. در این مرحله، هرگونه تغییر، آسیب یا کاهش کارایی شناسایی و مورد تحلیل قرار میگیرد. این ارزیابی به تولیدکنندگان این امکان را میدهد که با مقایسه نتایج به دست آمده با استانداردهای معتبر بینالمللی، نقاط ضعف موجود در طراحی و مواد استفادهشده را شناسایی کنند یا از کیفیت فرآیند تولید خود اطمینان حاصل نمایند. در نتیجه، این اطلاعات به آنها کمک میکند تا بهبودهای لازم را در فرآیند تولید اعمال کرده و محصولاتی با کیفیت بهتر ارائه دهند.
- تست استحکام پایانهها
تست استحکام پایانهها بر روی پنل های خورشیدی، که تحت عنوان Robustness of Terminations شناخته میشود، نقش بسیار مهمی در تضمین کیفیت و دوام اتصالات کابلها و پایانه های پنل دارد. این آزمون معمولاً با استفاده از دستگاههای تخصصی انجام میشود تا مقاومت کابلها و اتصالات در برابر نیروهای مکانیکی مختلف مانند پیچش و کشش به دقت ارزیابی شود. در روند این تست دو فرآیند اصلی وجود دارد که هر یک اهمیت خاص خود را در ارزیابی عملکرد پایانهها دارند.
اولین تست، تست پیچش است که در آن نمونه کابل یا اتصال روی دستگاه مخصوص قرار میگیرد و پارامترهای پیچش و زمان انجام تست تنظیم میشود. سپس دستگاه به صورت دقیق پیچش مشخصی را به کابل اعمال میکند و میزان مقاومت و پایداری کابل در برابر این پیچش طی مدت زمان تعریف شده، ثبت و تحلیل میشود. این فرآیند به بررسی توان کابلها در تحمل نیروهای چرخشی کمک میکند که در شرایط واقعی کارکرد پنل ممکن است رخ دهند.
تست دوم، تست کشش است که در آن نمونه کابل یا اتصال بر روی دستگاه نصب شده و نقطه یا موقعیت اولیه آن علامتگذاری میشود تا تغییر طولها قابل اندازهگیری باشد. با تعیین تعداد دفعات و میزان کشش، دستگاه نیروهای کششی مشخصی را به کابل وارد کرده و مقاومت کابل در برابر اعمال این نیروها ثبت میگردد. این تست برای اطمینان از تحمل کابلها و پایانهها در مقابل نیروهای کششی که ممکن است از وزن کابلها، باد یا حرکتهای محیطی ایجاد شود، بسیار حیاتی است.
اهمیت این تستها در این است که آنها دوام اتصالات پایانه پنل های خورشیدی و چسبندگی جعبه تقسیم را تضمین میکنند، به گونهای که در طول استفاده در شرایط عملیاتی مختلف، از جمله تغییر دما، رطوبت و تنشهای مکانیکی، عملکرد صحیح و ایمنی سیستم حفظ شود. این تستها همچنین به کاهش خطرات احتمالی ناشی از قطع یا آسیب کابلها کمک کرده و از خرابیهای زودهنگام جلوگیری میکنند. به طور کلی، اجرای دقیق این آزمونها بخشی اساسی از فرآیند کنترل کیفیت پنل های خورشیدی در آزمایشگاه است که اطمینان میدهد تجهیزات توانایی مقاومت در شرایط سخت محیطی را داشته و طول عمر مفیدی را ارائه میدهند.
- تست جریان نشتی خیس
آزمایش جریان نشتی خیس یا Wet Leakage Current Test یکی از آزمونهای حیاتی است که برای ارزیابی میزان عایقبندی و ایمنی پنل های خورشیدی در شرایط مرطوب انجام میشود. این آزمایش به منظور اطمینان از عدم نفوذ رطوبت به قسمتهای فعال و حساس ماژول طراحی شده است، زیرا ورود رطوبت میتواند باعث افزایش احتمال بروز جریانهای نشتی و در نتیجه ایجاد خطرات الکتریکی شود که هم برای کارکرد پنل و هم برای ایمنی کاربران مشکلساز خواهد بود. در این فرآیند پنل به طور کنترل شده در معرض رطوبت یا محلول قرار میگیرد تا شرایطی مشابه محیطهای واقعی و پررطوبت برای آن شبیهسازی شود. پس از این مرحله، جریان نشتی پنل اندازهگیری میگردد تا مطمئن شوند که پنل توانایی حفظ عایق الکتریکی مناسب و عملکرد ایمن را حتی در زمان مواجهه با رطوبت حفظ میکند.
این آزمایش اهمیت بسیار بالایی دارد چرا که رطوبت و آب، به ویژه در محیطهای مرطوب یا بارانی، میتوانند باعث نفوذ جریان ناخواسته از طریق قسمتهای مختلف پنل، از جمله سیمکشیها و اتصالات، شوند که نه تنها عمر مفید پنل را کاهش میدهد بلکه خطر شوک الکتریکی را نیز افزایش میدهد. بنابراین آزمایش جریان نشتی خیس تضمین میکند که ساختار ماژول به خوبی مقاومت کرده و از عایقبندی مناسبی برخوردار است تا از وقوع آسیبها جلوگیری کند.
- آزمایش بار مکانیکی
پنل های خورشیدی، چه به صورت نصب شده روی سقفها، در نمای ساختمانها یا به عنوان واحدهای مجزا، تحت تأثیر فشارها و بارهای مکانیکی متنوعی قرار دارند که میتواند تاثیر بسیار زیادی بر ساختار و کارایی آنها داشته باشد. بارهای ناشی از تجمع برف سنگین یا شدت بادهای شدید نمونههایی از عواملی هستند که میتوانند به بخشهای مختلف پنل و اتصالات آن فشار وارد کنند و در نتیجه باعث آسیب یا افت کارکرد پنل شوند.
برای ارزیابی ظرفیت پنل خورشیدی در مقابله با این فشارها، آزمایش بار مکانیکی اجرا میشود که طی آن بارهایی بین 2400 تا 5400 پاسکال به سطح پنل اعمال میشود. این بازه بارگذاری مشابه فشارهای ایجاد شده توسط بادهای شدید، برف سنگین، یا حتی تحمل وزن اجسام توسط پنل است و هدف آن سنجش مقاومت ماژول در برابر انواع تنشهای شدید مکانیکی است.
در آزمایشگاه تخصصی مانا انرژی، این تستها با استفاده از تجهیزات دقیق و پیشرفته انجام میشوند که میتوانند اعمال بارهای مکانیکی استاتیک و دینامیک را به پنل خورشیدی شبیهسازی کنند. دستگاهها به گونهای تنظیم میشوند که بار به صورت یکنواخت و کنترل شده به کل سطح پنل وارد شود تا واکنش مکانیکی پنل به این فشارها به دقت مشاهده و ثبت گردد. این فرآیند امکان تشخیص نقاط ضعف ساختاری، بررسی کیفیت اتصالات و اطمینان از پایداری مکانیکی پنل را فراهم میکند و نقش تعیینکنندهای در تضمین طول عمر مفید پنل و حفظ کارایی آن در شرایط محیطی سخت ایفا میکند. آزمایش بار مکانیکی، بخشی ضروری از استانداردهای ایمنی و عملکرد پنل های خورشیدی است که به تولیدکنندگان کمک میکند تا محصولاتی با کیفیت و قابل اعتماد ارائه دهند و کاربران بتوانند با اطمینان کامل از سیستم های خورشیدی بهرهمند شوند.
- تست ضربه تگرگ
طوفانهای تگرگ میتوانند آسیبهای فیزیکی قابل توجهی به پنل های خورشیدی وارد کنند که این موضوع یکی از اصلیترین نگرانیها در زمینه دوام و کارایی سیستم های فتوولتائیک به شمار میرود. در آزمایشگاه تخصصی مانا انرژی، این امکان فراهم شده است که تست ضربه تگرگ مطابق با استانداردهای بینالمللی و با تجهیزات پیشرفته انجام شود تا مقاومت پنلها در برابر این نوع فشارهای ناگهانی و شدید سنجیده شود. برای اجرای این آزمایش، از دستگاه پرتابگری استفاده میشود که قادر است گلولههای یخی با قطر و وزن مشخص را با سرعتهای کنترل شده به سمت ماژول خورشیدی، که به صورت ثابت و روی پایه نصب شده است، پرتاب کند. این شلیکها مکرر و در زوایای متعدد انجام میشود تا واقعگرایانهترین شبیهسازی از ضربات تگرگ به پنل فراهم گردد.
هدف اصلی از این آزمایش، ارزیابی توانایی پنل خورشیدی در مقاومت در برابر اثرات فیزیکی ناشی از برخورد تگرگ است؛ به گونهای که در صورت تحمل این ضربات بدون ایجاد شکستگی، ترک یا دیگر آسیبهای ساختاری، نشاندهنده کیفیت بالای مواد و طراحی ماژول است. پس از انجام پرتاب گلولههای یخی، پنل خورشیدی مورد بررسی دقیق قرار میگیرد تا هرگونه نقص یا آسیب سطحی و حتی تغییرات در عملکرد الکتریکی آن تشخیص داده شود. این بررسیها به ویژه شامل ارزیابی میزان حفظ توان خروجی و عدم کاهش ایمنی الکتریکی میشود.
اجرای دقیق و علمی تست ضربه تگرگ باعث افزایش اعتماد مصرفکنندگان و تولیدکنندگان به دوام و کیفیت پنل های خورشیدی میشود و تضمین میکند که محصولات عرضه شده به بازار، در شرایط طبیعی بارش تگرگ یا شرایط محیطی سخت عملکردی بدون نقص داشته باشند. این روش آزمایشی جزو الزامات استانداردهای معتبر بینالمللی است و نقش مهمی در ارتقاء سطح ایمنی و پایداری سیستم های خورشیدی ایفا میکند تا بتوان به مدت طولانی از سرمایهگذاری در انرژی خورشیدی بهرهمند شد.
- تست دیود بای پس
تست دیود بایپس در پنل های خورشیدی (Bypass Diod Test) به منظور بررسی عملکرد حرارتی و الکتریکی دیودهای بایپس انجام میشود که نقش بسیار مهمی در حفاظت از پنل در برابر ایجاد نقاط داغ (Hot Spots) دارد. این دیودها در پنل های خورشیدی به کار میروند تا از بروز این نقاط داغ جلوگیری کنند که ممکن است در اثر سایه اندازی، آلودگی یا نقص در سلولها ایجاد شوند و باعث کاهش شدید عملکرد و حتی آسیب دائمی به پنل شوند. در این تست، با استفاده از جریانهای پالس و جریانهای ثابت، عملکرد دیودها مورد ارزیابی دقیق قرار میگیرد. دستگاه تست، جریانهای مختلفی را به دیود اعمال کرده و همزمان ولتاژ و دمای آن را اندازهگیری میکند تا رفتار دیود را تحت شرایط مختلف دمایی و الکتریکی مشاهده کند.
دادههای بهدست آمده به صورت مقادیر ولتاژ، جریان و دما ذخیره شده و به اپراتور نمایش داده میشود تا بتوان تحلیل دقیقی از سلامت و کارایی دیودهای بای پس انجام داد. هدف اصلی این تست، اطمینان از عملکرد صحیح و پایدار دیودها در شرایط کاری متنوع است، چرا که عملکرد نادرست دیودهای بایپس میتواند منجر به نقاط داغ شود که به سلول های خورشیدی آسیب جدی وارد میکند و در نتیجه افت چشمگیر در بازدهی و عمر مفید پنل ایجاد میکند.
به عبارت دیگر، این آزمایش کمک میکند تا دیودهای بایپس از نظر تحمل دمایی و جریان در شرایط واقعی عملکرد مناسبی داشته باشند و از مشکلات احتمالی که میتواند عملکرد کل سیستم فتوولتائیک را تحت تأثیر قرار دهد جلوگیری شود. بنابراین تست دیود بایپس یکی از مراحل حیاتی در کنترل کیفیت و تضمین دوام پنل های خورشیدی است.
- تست PID
تست کاهش عملکرد ناشی از اختلاف پتانسیل یا PID (Potential Induced Degradation) یکی از آزمونهای بسیار حیاتی در ارزیابی کیفیت و دوام پنل های فتوولتائیک است که به بررسی تأثیرات ناشی از اختلاف ولتاژ بین پنل خورشیدی و زمین یا سایر اجزای سیستم میپردازد. این پدیده زمانی رخ میدهد که اختلاف پتانسیل قوی بین قاب پنل و زمین ایجاد شود و با گذشت زمان باعث نشت جریان و ایجاد تخریب در سلول های خورشیدی گردد.
در آزمایشگاه تخصصی مانا انرژی، تست PID با بهرهگیری از تجهیزات پیشرفته و مطابق با استانداردهای معتبر بینالمللی انجام میشود. در این تست، منابع ولتاژ بالا به پنل متصل میشوند تا شرایط واقعی ایجاد تفاوت پتانسیل که پنلها در طول عمر خود با آن مواجه میشوند، شبیهسازی شود. این ولتاژ میتواند مثبت یا منفی باشد و برای بررسی کامل تأثیرات PID به کار میرود.
پنل ها تحت شرایط کنترل شده مانند دما و رطوبت بالا برای مدت زمان مشخصی نگه داشته میشوند تا اثراتPID به وضوح نمایان شود و امکان ارزیابی میزان تخریب و کاهش عملکرد فراهم گردد. به طور معمول، این شرایط شبیه محیطهای گرم و مرطوب است که در آن خطر اثرات PID بیشتر مطرح میشود. پس از اتمام این دوره، عملکرد پنل های خورشیدی با دادههای اولیه مقایسه شده و کاهش توان تولید یا تغییرات در پارامترهای الکتریکی نشاندهنده وقوع PID است. این تست باعث میشود تا اطمینان حاصل شود که پنلها در برابر این پدیده پایداری مناسبی دارند و بتوانند در طی سالها کارکرد، انرژی خود را با کیفیت و ظرفیت اولیه در اختیار سیستم قرار دهند. اجرای آزمایش PID به تولیدکنندگان و سرمایه گذاران کمک میکند تا ریسک افت عملکرد ناشی از اختلاف پتانسیل را پیش از نصب سیستم مدیریت و از آسیبهای احتمالی جلوگیری کنند.
به این ترتیب تست PID نقش کلیدی در تضمین کیفیت، افزایش طول عمر و پایداری پنل های خورشیدی دارد و بخشی اساسی از استانداردهای کنترل کیفیت در صنعت انرژی خورشیدی محسوب میشود.
آزمایش های ایمنی پنل های خورشیدی _ IEC61730
- بازرسی ظاهری براساس استاندارد IEC 61730
در استاندارد IEC 61730 که بهطور خاص بر ایمنی پنل های خورشیدی تمرکز دارد، بازرسی ظاهری پنل های تولید شده (Visual Inspection)، یکی از مراحل مهم تست ایمنی محسوب میشود. هدف از این بازرسی، شناسایی هرگونه نقص یا عیب ظاهری است که میتواند بر ایمنی الکتریکی و مکانیکی پنل تأثیرگذار باشد. این شامل بررسی ترکها، شکستگیها، حبابها، جداشدگیها (delamination)، آسیبهای حرارتی نظیر سوختگی و همچنین اطمینان از درست بودن محل اتصالات و برچسبهای مشخصات فنی است. در IEC 61730 بازرسی ظاهری از دید ایمنی انجام شده و علاوه بر تشخیص نقصهای فیزیکی، به منظور جلوگیری از خطرات احتمالی از جمله شوک الکتریکی، آتشسوزی و صدمات مکانیکی به کاربران صورت میگیرد. همچنین بررسی ضخامت لایههای عایق و بهکارگیری صحیح مواد عایق در این استاندارد تشدید شده است تا از ایمنی بلندمدت پنلها اطمینان حاصل شود.
- تست عملکرد پنل خورشیدی در شرایط استاندارد
تست عملکرد پنل خورشیدی در شرایط استاندارد آزمایشگاهی یا Standard Test Conditions (STC) بر اساس استاندارد IEC 61730 یکی از مراحل کلیدی تضمین ایمنی پنل های فتوولتائیک محسوب میشود. این شرایط استاندارد شامل تثبیت دما، شدت تابش و سایر پارامترهای محیطی است که امکان مقایسه دقیق و یکسان عملکرد پنل ها را فراهم میآورد. طبق استاندارد IEC 61730، عملکرد پنل خورشیدی در دمای ۲۵ درجه سانتیگراد، شدت تابش ۱۰۰۰ وات بر متر مربع و طیف نور آمادی با شرایط خاص اندازهگیری میشود. هدف اصلی از اجرای این تست، تأیید توان خروجی، ولتاژ مدار باز، جریان اتصال کوتاه، و دیگر پارامترهای الکتریکی کلیدی پنل تحت شرایط یکسان و قابل بازتولید است تا کارایی آن در شرایط بهینه تضمین شود.
- تعیین حداکثر توان پنل
تعیین حداکثر توان پنل خورشیدی بر اساس استاندارد IEC 61730، فرآیندی دقیق و استانداردشده است که با هدف ارزیابی عملکرد واقعی و ایمن پنلهای فتوولتائیک در شرایط کنترلشده آزمایشگاهی انجام میشود. این استاندارد بر ایمنی و عملکرد پنل تأکید دارد و تضمین میکند که تمامی پارامترهای کلیدی پنل، از جمله حداکثر توان خروجی، تحت شرایط اندازهگیری و تأیید شوند.
در این روش، پنلها در محیطی کاملاً کنترل شده قرار میگیرند و با استفاده از تجهیزات پیشرفته، جریان و ولتاژ تولیدی آنها در شرایط مطلوب ثبت میشود تا توان بیشینه یا Maximum Power Point (MPP) دقیقاً مشخص گردد. به این ترتیب میتوان بازده تبدیل انرژی پنل را نیز محاسبه کرد که نسبت توان الکتریکی خروجی به توان نوری ورودی است و معیار مهمی در سنجش عملکرد پنل خورشیدی به شمار میرود.
با اجرای این تست، تولیدکنندگان و مصرفکنندگان اطمینان مییابند که پنلها قادر به ارائه بازدهی پایدار و عملکرد مطمئن در طول عمر مفید خود هستند و میتوانند در شرایط واقعی نصب، انرژی مورد نیاز را با بازدهی تعریفشده تامین کنند. اهمیت این استاندارد در این است که نتایج آن قابل مقایسه بین محصولات مختلف از برندها و تولیدکنندگان متعدد باشد و معیار جامعی برای انتخاب پنل های خورشیدی با کیفیت و ایمن فراهم آورد.
- تست ثبات لیبل ها
تست پایداری نشانهگذاریها در پنل های خورشیدی، که بهعنوان Durability of Marking شناخته میشود، به بررسی مقاومت و دوام علامتها و برچسبهای موجود بر روی این پنلها میپردازد. در این آزمایش، با استفاده از یک تکه پارچه مرطوب به مدت ۱۵ ثانیه و سپس با تکه پارچهای دیگر که به حلالهای نفتی (petroleum spirits) آغشته شده است، به مدت ۱۵ ثانیه بر روی نشانهگذاریها فشار متوسطی اعمال میشود. پس از انجام این آزمون، نشانهگذاریها باید بهطور واضح و خوانا باقی بمانند. همچنین، برداشتن برچسبها نباید به آسانی ممکن باشد و آنها نباید دچار تابخوردگی یا لوله شدن شوند.
هدف اصلی این ارزیابی اطمینان از این است که اطلاعات حیاتی مانند مشخصات فنی، هشدارها و دستورالعملها در طول عمر پنلها به وضوح قابل مشاهده باقی بمانند. این موضوع از اهمیت بالایی برخوردار است، زیرا هرگونه آسیب به علامتگذاریها میتواند منجر به عدم دسترسی به اطلاعات ضروری برای نصب، نگهداری و استفاده صحیح از سیستمهای خورشیدی شود. علاوه بر حفظ اطلاعات، دوام علامتگذاریها به ایمنی سیستمهای خورشیدی نیز کمک میکند. به عنوان مثال، هشدارهای مربوط به خطرات یا نکات ایمنی باید همواره در دسترس باشند تا کاربران بتوانند با اطمینان بیشتری از این سیستمها استفاده کنند.
- آزمایش عایق بندی پنل خورشیدی
تست عایق بندی در پنل های خورشیدی یا Insulation Test یکی از مراحل حیاتی در تضمین ایمنی الکتریکی این دستگاهها است که بر اساس استاندارد بینالمللی IEC 61730 انجام میشود. این تست برای ارزیابی کیفیت عایقبندی پنلها طراحی شده است تا اطمینان حاصل شود که جریان برق به طور ایمن در ساختار ماژول حفظ شده و هیچگونه نشتی جریان یا اتصال کوتاه الکتریکی که میتواند موجب برقگرفتگی، آسیب به تجهیزات یا خطر آتشسوزی شود، رخ ندهد. در این فرآیند، تست مقاومت عایقی پنل انجام میشود که شامل اندازهگیری میزان مقاومت بین اجزای الکتریکی مختلف و قاب فلزی یا زمین است.
این اندازهگیری با استفاده از تجهیزات تخصصی صورت میگیرد که مقدار مقاومت الکتریکی را در شرایط استاندارد تعیین میکند و هرگونه کاهش مقاومت یا وجود جریان نشتی را شناسایی میکند. معیارهای پذیرش این تست در IEC 61730 به گونهای تعریف شدهاند که پنل فقط در صورتی تایید میشود که قادر به حفظ مقاومت بالا و جلوگیری از نشتی جریان حتی در شرایط محیطی دشوار باشد. ضمن اینکه تست اتصال زمین (grounding test) نیز انجام میشود تا تضمین شود تمام بخشهای فلزی پنل به زمین متصل بوده و جریان خطا به صورت ایمن هدایت گردد.
اهمیت این تست به دلیل حفاظت از کاربران، تکنسینها و تجهیزات متصل به پنل بسیار بالا است به گونهای که ایمنی الکتریکی پنلها یکی از پایههای اصلی استاندارد IEC 61730 به شمار میآید. انجام این تستها باعث افزایش اعتماد مصرفکنندگان به کیفیت و ایمنی پنلهای خورشیدی میشود و از بروز خطرات احتمالی در طول عمر مفید دستگاه جلوگیری میکند. به همین دلیل، تست عایقبندی به عنوان بخش جداییناپذیر فرایند تضمین کیفیت پنل های خورشیدی در صنعت انرژی های تجدیدپذیر پذیرفته شده است.
- آزمایش دسترسی
Accessibility Test برای ماژولهای فوتوولتائیک (PV) بر اساس استاندارد IEC 61730، به منظور اطمینان از حفاظت کافی در برابر دسترسی به قطعات برقدار و خطرناک با ولتاژ بالاتر از 35 ولت انجام میشود. هدف این تست، ارزیابی ساختار ماژول است تا تضمین شود که افراد در هنگام استفاده از پنل خورشیدی به قطعات الکتریکی پرخطر دسترسی نداشته و در معرض خطر شوک الکتریکی قرار نگیرند.
برای انجام این تست، از تجهیزاتی مانند فیکسچر استوانهای (cylindrical test fixture) و اهممتر یا دستگاه تست اتصال (continuity tester) استفاده میشود. تست به گونهای طراحی شده که بررسی کند آیا ماژول PV به اندازه کافی عایقبندی شده و ساختارش از دسترسی به قطعات دارای ولتاژ محافظت میکند یا خیر.
این تست جزو آزمونهای ایمنی ماژولهای خورشیدی براساس IEC 61730 است که بخش دوم استاندارد (IEC 61730-2) شرایط و روشهای آزمون برای تایید ایمنی ماژولها را مشخص میکند. هدف اصلی، تضمین ایمنی کاربران و تکنسینها در مواجهه با پنلهای خورشیدی در شرایط نصب و نگهداری است.
- تست حساسیت به برش
هدف از طراحی و اجرای تست حساسیت به برش پنل خورشیدی، که به عنوان Cut susceptibility tester شناخته میشود، ارزیابی مقاومت سطح پشت پنل های فتوولتائیک در برابر آسیبهایی است که ممکن است در طول نصب و نگهداری به آنها وارد شود. این تست به ویژه از آن جهت اهمیت دارد که اطمینان حاصل شود کارشناسان نصب و نگهداری سیستمهای خورشیدی هنگام کار با پنلها با خطر برقگرفتگی مواجه نمیشوند.
در آزمایشگاه تخصصی مانا انرژی، فرآیند اجرای این تست به دقت طراحی شده است. در ابتدا، دستگاه مخصوصی برای اعمال برش یا خراش بر روی سطح پنلها مورد استفاده قرار میگیرد. این دستگاه به گونهای طراحی شده که بتواند فشار و عمق خراشها را به طور دقیق کنترل کند. در حین این فرآیند، مقاومت پنل در برابر آسیبها به دقت مورد بررسی قرار میگیرد تا هرگونه ضعف یا آسیبپذیری در طراحی شناسایی شود.
این ارزیابی به ما این امکان را میدهد که نقاط قوت و ضعف پنلهای خود را بهتر درک کرده و بهبودهای لازم را در طراحی و ساخت آنها اعمال نماییم. اجرای تست حساسیت به برش نه تنها به افزایش ایمنی و کارایی پنلهای خورشیدی کمک میکند، بلکه به ارتقاء کیفیت کلی محصولات در بازار انرژیهای تجدیدپذیر نیز منجر میشود.
- تست پیوستگی زمین
آزمایش تداوم زمین پنل خورشیدی (Ground Continuity Test) بهمنظور ارزیابی اتصال صحیح و مؤثر بین قسمتهای فلزی سیستم و زمین طراحی شده است. این آزمایش به عنوان یک مرحله حیاتی در نصب و نگهداری سیستمهای خورشیدی در نظر گرفته میشود و هدف اصلی آن اطمینان از این است که تمامی قسمتهای فلزی که ممکن است بهطور ناخواسته تحت ولتاژ قرار بگیرند، بهدرستی به زمین متصل شوند. این امر به ویژه برای کاهش خطرات ناشی از برقگرفتگی و افزایش ایمنی کاربران و تکنسینها اهمیت دارد.
در فرآیند این آزمایش، ابتدا ولتاژ مشخصی به سیستم اعمال میشود. این ولتاژ به گونهای انتخاب میشود که بتواند بهخوبی وضعیت اتصال زمین را ارزیابی کند. پس از اعمال ولتاژ، مقاومت بین قسمتهای فلزی و زمین اندازهگیری میشود. این اندازهگیری به ما اطلاعاتی درباره کیفیت اتصال زمین میدهد. اگر مقاومت اندازهگیری شده در حد مجاز باشد، نشاندهنده وجود اتصال مناسب و تداوم زمین است و این بدین معناست که سیستم در برابر خطرات برقگرفتگی بهخوبی محافظت شده است.
اهمیت این آزمایش تنها به کاهش خطرات برقگرفتگی محدود نمیشود. اتصال مناسب به زمین همچنین به عملکرد بهینه سیستمهای خورشیدی کمک میکند. در صورتی که اتصال زمین به درستی انجام نشود، نه تنها خطرات ایمنی افزایش مییابد، بلکه ممکن است عملکرد سیستم نیز تحت تأثیر قرار گیرد و کارایی آن کاهش یابد. این موضوع میتواند به کاهش عمر مفید پنلها و همچنین افزایش هزینههای نگهداری منجر شود.
- تست جریان نشتی مرطوب
آزمایش جریان نشتی مرطوب در پنلهای خورشیدی (Wet Leakage Current Test) بهمنظور ارزیابی ایمنی و عملکرد سیستمهای فتوولتائیک در شرایط مرطوب و بارانی طراحی شده است. این آزمایش از این جهت اهمیت دارد که پنلهای خورشیدی معمولاً در معرض آب و رطوبت قرار دارند و وجود نشتی میتواند خطرات جدی برای کاربران و تجهیزات به همراه داشته باشد.
در این فرآیند، جریان نشتی که از پنل به سایر قسمتهای سیستم منتقل میشود، اندازهگیری میشود. برای انجام این آزمایش، پنل در آب غوطه ور شده و ولتاژی برابر با ولتاژ سیستم به آن اعمال می شود و سپس میزان جریان نشتی به دقت بررسی میشود. این اندازهگیری به ما کمک میکند تا تشخیص دهیم آیا پنلها بهطور صحیح عایقبندی شدهاند یا خیر و آیا خطر برقگرفتگی یا آسیب به تجهیزات وجود دارد.
وجود نشتی در سیستم های خورشیدی میتواند ناشی از عوامل مختلفی باشد، از جمله خرابی در عایقها، آسیبهای فیزیکی به پنلها یا نفوذ آب. با شناسایی و رفع مشکلات نشتی، تولیدکنندگان میتوانند اطمینان حاصل کنند که محصولات آنها نه تنها از نظر عملکرد بهینه هستند، بلکه از نظر ایمنی نیز در سطح بالایی قرار دارند.
- تست ولتاژ ضربه
تست ولتاژ ضربهای (Impulse Voltage Test) در پنلهای خورشیدی به منظور ارزیابی مقاومت پنلها در برابر ولتاژهای ناگهانی و شدید، مانند رعد و برق یا نوسانات الکتریکی، انجام میشود. این تست شامل اعمال یک ولتاژ ضربهای با شدت بالا به پنلها است تا بررسی شود آیا عایقها و اجزای الکتریکی پنل میتوانند در برابر این نوع ولتاژها مقاومت کنند یا خیر.
در این تست، ولتاژ ضربهای معمولاً به مدت کوتاهی (در میلیثانیه) اعمال میشود و هدف آن شبیهسازی شرایط واقعی است که ممکن است در محیطهای طبیعی رخ دهد. نتایج این تست به تولیدکنندگان کمک میکند تا کیفیت عایق و عملکرد کلی پنلها را در برابر شرایط غیرعادی ارزیابی کنند. مقاومت در برابر ولتاژ ضربهای نه تنها به ایمنی سیستم کمک میکند، بلکه میتواند از آسیب به اجزای داخلی پنل و کاهش عمر مفید آن جلوگیری کند.
- تست دیود بای پس
همانطور که در آزمایش های کیفیت پنل خورشیدی اشاره کردیم، تست دیود بایپس بر روی پنل خورشیدی برای بررسی عملکرد حرارتی دیودهای بایپس انجام میشود. دیودهای بایپس به منظور جلوگیری از ایجاد نقاط داغ (hot spots) در پنلهای خورشیدی مورد استفاده قرار میگیرند. این نقاط داغ میتوانند باعث کاهش عملکرد پنل و حتی آسیب به آن شوند.
در این تست، از جریانهای پالس و جریان ثابت برای بررسی دیودها استفاده می شود. دستگاه با اعمال جریانهای مختلف و اندازهگیری ولتاژ و دمای دیود، عملکرد آن را تحت شرایط مختلف میسنجد. نتایج تست به شکل دادههای ولتاژ، جریان و دما ذخیره شده و به کاربر نمایش داده میشود. هدف از این تست، اطمینان از عملکرد صحیح دیودهای بایپس در شرایط مختلف دمایی و الکتریکی است تا از بروز مشکلات احتمالی در پنلهای خورشیدی جلوگیری شود.
- تست استقامت نقاط داغ
تست استقامت نقاط داغ (Hot-Spot Endurance Test) در پنلهای خورشیدی به منظور ارزیابی عملکرد و ایمنی پنلها در شرایطی که ممکن است نقاط داغ یا Hot-Spot در آنها ایجاد گردد، انجام میشود. این نقاط داغ میتوانند منجر به کاهش کارایی، آسیب به سلولها و حتی خطر آتشسوزی شوند. بنابراین، ارزیابی مقاومت پنلها در برابر این شرایط بحرانی اهمیت زیادی دارد. این تست به شبیهسازی شرایطی میپردازد که در آن یک یا چند سلول خورشیدی به دلیل عدم همترازی، آلودگی یا مشکلات فنی دچار افزایش دما میشوند.
- تست اضافه بار جریان معکوس
آزمایش اضافه بار جریان معکوس (Reverse Current Overload Test) بهمنظور ارزیابی عملکرد و ایمنی پنل خورشیدی در برابر شرایطی که جریان معکوس (جریان برگشتی) به آنها وارد میشود، طراحی شده است.
جریان معکوس معمولاً زمانی اتفاق میافتد که یک پنل خورشیدی بهطور ناخواسته به منبع ولتاژ پایینتر متصل شود، که میتواند منجر به گرم شدن بیش از حد و وارد آمدن آسیب به آن شود. برای انجام این تست در آزمایشگاه تخصصی مانا انرژی، جریان معکوس با شدت مشخص به پنل های خورشیدی اعمال شده و سپس بررسی میشود که آیا پنل میتواند بدون آسیب دیدن و در شرایط ایمن، این بار اضافی را تحمل کند.
- تست اشتعال پذیری
تست اشتعال پذیری یکی از مراحل مهم ارزیابی ایمنی پنلهای خورشیدی است که به بررسی قابلیت اشتعال مواد مورد استفاده در ساخت پنلها میپردازد و هدف آن تعیین خطرات احتمالی ناشی از آتشسوزی است.
در این آزمایش، نمونههایی از مواد مختلف پنل، مانند لایههای پلیمری و شیشه، تحت شرایط کنترلشده قرار میگیرند تا واکنش آنها به منبع آتش مورد بررسی قرار گیرد. این ارزیابی شامل اندازهگیری زمان اشتعال، شدت شعله و مدت زمان سوختن ماده است. نتایج این تست به ما کمک میکند تا اطمینان حاصل کنیم که پنلهای خورشیدی تولیدی در شرایط مختلف، به ویژه در برابر حرارت و شعله، ایمن هستند.
- تست شکستگی ماژول
تست شکستگی یا استحکام ماژول یا MBT (Module breakage tester) جهت اطمینان از مقاومت پنل های خورشیدی در برابر آسیبهای فیزیکی طراحی شده است. در آزمایشگاه تخصصی مانا انرژی از دستگاهی استفاده می شود که از پروفیلهای فولادی تشکیل شده و قادر است تغییر شکل یا انحراف ناشی از آزمایش شکست را به حداقل برساند. دو تیرک آلومینیومی برای نصب ماژول مورد آزمایش وجود دارد که این تیرکها میتوانند بهصورت دستی در صفحه عمودی تنظیم شوند تا با الزامات آزمایش و اندازه ماژول مطابقت داشته باشند. ویژگی اصلی این دستگاه برای اجرای تست استحکام ماژول، یک کیسه ضربهزننده است که پس از رها شدن از ارتفاع مشخص، به ماژول ضربه میزند.
- تست بار مکانیکی
پنل های خورشیدی، چه بر روی سقفها، در نمای ساختمانها یا بهصورت مستقل، اغلب در معرض فشار یا بار مکانیکی قرار می گیرند. یک لایه ضخیم برف یا وزشهای شدید باد میتواند تأثیر زیادی بر اجزای تشکیل دهنده پنل و اتصالات آن داشته باشد. . به عبارتی این آزمایش برای تعیین توانایی ماژول در مقاومت در برابر باد، برف، بار ساکن یا یخ است.
واحد تست بار مکانیکی آزمایشگاه تخصصی مانا انرژی با استفاده از تجهیزات ویژه به دقت، دوام و مقاومت پنل های خورشیدی را در برابر انواع بار مکانیکی (دینامیک یا استاتیک) آزمایش میکند.
- تست استحکام پایانهها
تست استحکام پایانهها بر روی پنلهای خورشیدی با استفاده از دستگاه خاصی به منظور ارزیابی مقاومت کابلها و اتصالات در برابر پیچش و کشش انجام میشود. تست استحکام پایانهها شامل دو تست زیر است:
- تست پیچش: نمونه (کابل یا اتصال) روی دستگاه قرار داده میشود و تنظیمات مربوط به پیچش و زمان تست وارد میشود. سپس دستگاه، پیچش را به کابل اعمال کرده و میزان مقاومت در برابر پیچش ثبت میشود.
- تست کشش: نمونه روی دستگاه نصب و موقعیت اولیه علامتگذاری میشود. با تنظیم تعداد دفعات کشش، دستگاه کشش را به کابل اعمال کرده و میزان مقاومت در برابر کشش ثبت میشود.
این تستها به منظور اطمینان از دوام و کیفیت پایانههای کابلهای پنلهای خورشیدی انجام میشود تا از عملکرد صحیح و طول عمر آنها در شرایط عملیاتی مختلف اطمینان حاصل شود.
- تست ضربه تگرگ
طوفانهای تگرگ میتوانند آسیبهای شدیدی به پنل های خورشیدی وارد کنند. در آزمایشگاه تخصصی مانا انرژی این امکان فراهم شده است که این تست مطابق با استانداردهای بینالمللی انجام شود. برای اجرای تست ضربه تگرگ از یک پرتابگر استفاده می شود که گلولههای یخی به اندازه مشخصی را به سمت ماژول نصبشده بر روی پایه شلیک میکند.