A gyorsan fejlődő megújulóenergia-ágazatban a napelem modulok megbízhatósága rendkívüli környezeti igénybevétel mellett nem alku tárgya. A hosszú távú bankképesség és biztonság érdekében a gyártóknak kifinomult eszközöket kell alkalmazniuk Fotovoltaikus ipari-mechanikai és szerkezeti vizsgáló berendezések . Ezeket a rendszereket úgy tervezték, hogy több évtizedes szél-, hó- és jégeső hatást szimuláljanak egy sűrített időkereten belül, betartva az olyan nemzetközi szabványokat, mint az IEC 61215 és az UL 1703. Ez a műszaki elemzés a mechanikai terhelési követelményeket és a szerkezeti integritási referenciaértékeket vizsgálja, amelyek a modern PV-modulok tanúsításához szükségesek.
A mechanikai terhelésvizsgálat a PV-modulok szerkezeti érvényesítésének sarokköve. Kiértékeli az üveg, a keret és a rétegelt lemezek azon képességét, hogy ellenállnak-e a külső nyomásnak anélkül, hogy katasztrofális cellarepedések vagy keret deformálódnának. A módszertanok összehasonlításakor napelem modulok statikus mechanikai terhelési vizsgálata jellemzően erős hófelhalmozódás szimulálására szolgál, míg dinamikus mechanikai terhelésvizsgálat vs statikus terhelés protokollokat egyre gyakrabban alkalmazzák a széllökések okozta mikrofluktuációk megismétlésére. Míg a statikus tesztek a szerkezeti hozam alapértékét adják, a dinamikus tesztek jobbak a mikrorepedések feltárásában, amelyek idővel a teljesítmény csökkenéséhez vezethetnek.
| Teszt típusa | Szabványos szimuláció | Elsődleges hibamód észlelve |
| Statikus mechanikai terhelés | Egyenletes hó- és jégnyomás (5400 Pa-ig) | Üvegtörés és maradandó keretelhajlás |
| Dinamikus mechanikai terhelés | Vibrációs szélturbulencia (kb. 1000 ciklus) | Mikrorepedések a szilícium cellákban és a gyűjtősín fáradása |
Az egyszerű nyomáson túl a Fotovoltaikus ipari-mechanikai és szerkezeti vizsgáló berendezések számolnia kell a kinetikai hatásokkal és a szél által kiváltott oszcillációkkal. A napelemes jégeső ütközésvizsgáló gép sűrített levegős kilövőket használ a jéggolyók meghatározott sebességgel történő kilövésére, hogy az edzett üveg megfeleljen a biztonsági követelményeknek. Továbbá a modulok méretének növekedésével (pl. M12 lapkák) a szélállóság vizsgálata nagyméretű PV modulokhoz kritikus mérnöki fókuszponttá vált. A nagyobb felületek vitorlaként működnek, nagyobb nyomatékot hozva létre a rögzítő furatokon, ami nagy pontosságot igényel mechanikai szerkezetvizsgáló berendezések az alumíniumötvözet vázak nyírószilárdságának érvényesítésére.
A jégeső-teszt a helyi, nagy sebességű behatásokra összpontosít, míg a szélellenállás-teszt a modulszerelvény globális szerkezeti reakcióját értékeli.
| Paraméter | Üdvözlő hatásteszt | Szélállóság vizsgálata |
| Erőelosztás | Pont alapú kinetikus energia | Elosztott aerodinamikai nyomás |
| Technikai fókusz | Üvegtörési szívósság | A keret merevsége és a rögzítési furatok integritása |
| Normál sebesség/erő | 23 m/s és 30 m/s közötti jéggolyók | Pozitív és negatív nyomású ciklusok |
Az IEC 61215 teljesítéséhez egy modulnak szigorú szekvenciákon kell keresztülmennie, ahol fotovoltaikus modul szerkezeti integritási referenciaértékei stressz előtt és után mérik. A mérnökök használják automatizált PV-modul vázszilárdság-mérők terhelés alatti lehajlás mérésére szubmilliméteres pontossággal. Ha egy modulkeret túlzott "kúszást" mutat, vagy ha a cellák jelentős teljesítményveszteséget mutatnak az elektrolumineszcenciás (EL) képalkotás során a teszt után, a tervezés nem tekinthető elegendőnek. Megértés hogyan válasszunk fotovoltaikus mechanikai vizsgálóberendezést magában foglalja a többpontos pneumatikus működtetőkkel rendelkező rendszerek keresését, amelyek egyenletes erőkifejtést biztosítanak a teljes laminált felületen.
Modern Fotovoltaikus ipari-mechanikai és szerkezeti vizsgáló berendezések gyakran integrálják az EL képalkotó rendszerekkel. A az EL képalkotás jelentősége a mechanikai vizsgálatokban nem lehet túlbecsülni; lehetővé teszi a mérnökök számára, hogy lássák a mechanikai igénybevétel által okozott "láthatatlan" sérüléseket. Bár egy modul fizikailag sértetlennek tűnhet, napelemek mikrorepedéseinek kimutatása terhelési tesztek után Ez az egyetlen módja annak, hogy garantálja, hogy a modul nem szenved a "forró pontoktól" a területen. Ez a magas szintű diagnosztikai képesség különbözteti meg a professzionális szerkezeti tesztelőket az alapvető rakodóberendezésektől.
A csúcskategóriás termékek kiválasztása Fotovoltaikus ipari-mechanikai és szerkezeti vizsgáló berendezések stratégiai befektetés minden napelem gyártó számára. Mastering által PV modul szerelési rendszer terhelés számítások és szigorú a PV modulok tartósságának tesztelése szélsőséges időjárási körülmények között , a cégek csökkenthetik a szavatossági igényeket és növelhetik projektjeik bankképességét. Ahogy a modulok mérete és hatékonysága folyamatosan növekszik, a szerkezeti tesztelés pontossága továbbra is a jövő megújuló energia-infrastruktúrájának elsődleges biztosítéka marad.
Az IEC 61215 szerint a szabványos vizsgálat során szélterhelés esetén 2400 Pa-t, nagy hóterhelésnél pedig legfeljebb 5400 Pa-t kell alkalmazni a modul elülső felületére.
A statikus tesztek csak egyetlen nehézsúlyt mérnek. A dinamikus tesztek a szél vibráló természetét szimulálják, amely 25 éves élettartam alatt sokkal nagyobb valószínűséggel okoz mikrorepedéseket és az összeköttetések meghibásodását.
Jéggolyókat lövell (általában 25 mm átmérőjű) az üveg különböző pontjain, beleértve a sarkokat és a széleket is, hogy az üveg ne törjön össze, és biztonságos maradjon nyilvános telepítéshez.
A gyakori meghibásodások közé tartozik a keret kihajlása, az üvegtörés, a tömítés leválása és a maximális teljesítmény több mint 5%-os csökkenése a mechanikai igénybevétel után.
Igen, mivel a nagyobb modulok nagyobb felülettel rendelkeznek, lényegesen nagyobb mechanikai igénybevételnek vannak kitéve a befogási pontokon, ami robusztusabb vizsgálatot igényel annak biztosítására, hogy a keret ne húzódjon el a rögzítési rendszertől.




