ГОСТ Р 57902-2017 (IEC/TS 62804-1:2015) Модули фотоэлектрические. Испытания на деградацию, вызванную высоким напряжением. Часть 1. Фотоэлектрические модули на основе кристаллического кремния

     1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на наземные фотоэлектрические модули на основе кристаллического кремния. Стандарт устанавливает методы испытаний на стойкость к кратковременному воздействию высокого напряжения, приводящему к деградации фотоэлектрических модулей в процессе эксплуатации.

Стандарт распространяется на фотоэлектрические модули, которые содержат:

- фотоэлектрические элементы из кристаллического кремния с пассивирующим/просветляющим диэлектрическим покрытием, механизмы деградации которых могут быть обусловлены подвижностью ионов, влияющих на электрическое поле вблизи поверхности фотоэлектрических элементов или электрически взаимодействующих с ними;

- стеклянное покрытие на рабочей поверхности.

Настоящий стандарт не распространяется на фотоэлектрические модули с концентраторами солнечного излучения, а также модули, выполненные из тандемных фотоэлектрических элементов.

Примечание - Настоящий стандарт может быть применен к фотоэлектрическим модулям, состоящим из многопереходных (многослойных и матричных) фотоэлектрических элементов на основе кристаллического кремния, если механизмы и процессы их деградации в условиях испытаний, установленных в разделе 7, аналогичны механизмам и процессам деградации указанных фотоэлектрических модулей из элементов с одним p-n переходом. В этом случае при начальных и завершающих испытаниях должны учитываться особенности измерения вольт-амперных характеристик (ВАХ) таких модулей*.

________________

* См. [1].

В условиях эксплуатации периодически возникают ситуации, когда на один фотоэлектрический модуль поступает все напряжение постоянного тока фотоэлектрической системы, предельное значение которого определяется при создании системы исходя из характеристик фотоэлектрических модулей или установленного значения, и может быть равно максимально допустимому напряжению модуля. Относительно кратковременные воздействия такого высокого напряжения на фотоэлектрические модули в процессе эксплуатации вызывают различные механизмы в деталях конструкции модуля, приводящие к возникновению разницы потенциалов между цепями фотоэлектрических элементов и заземленными поверхностями модуля и, как следствие, к деградации. В фотоэлектрических модулях на основе кристаллического кремния указанная деградация, прежде всего, связана с ионным переносом в герметиках и покрытиях рабочей и тыльной поверхностей; разогревом носителей заряда в фотоэлектрических элементах; перераспределением зарядов, которое ухудшает характеристики слоев и поверхности фотоэлектрических элементов; разрушением клеевых соединений; коррозией компонентов. В некоторых конструкциях под действием высокого напряжения происходит разрушение p-n переходов и изменение характеристик пробоя. Деградация усугубляется высокой температурой и влажностью, а также при загрязнении модулей проводящими, кислотными, щелочными или ионно-содержащими веществами, вызывающими повышение поверхностной проводимости.

Стандарт устанавливает два метода воздействия высоким напряжением, отличающиеся тем, как создают разницу потенциалов между цепями фотоэлектрических элементов и поверхностями модуля, а также климатической нагрузкой (температура и влажность). Результаты испытаний соответствуют уровням климатической нагрузки и полярности заземления, примененным в соответствующем испытании. Испытания по двум методам не обязательно дают одинаковые результаты.

Испытания проводят без освещения испытуемых образцов, которое также может влиять на скорость деградации. Проведение испытаний при освещении более точно моделирует условия эксплуатации, однако на момент выхода настоящего стандарта отсутствуют достаточные данные для определения испытательных нагрузок и режима их воздействия.

Настоящий стандарт предназначен для оценки стойкости модулей к деградации, вызванной воздействием на них высокого напряжения, вне зависимости от уровня фактических нагрузок при их эксплуатации в различных климатических условиях и в различных фотоэлектрических системах.

Настоящий стандарт не предназначен для определения точного гарантированного значения уровня деградации фотоэлектрических модулей, поскольку, во-первых, ни один из методов не включает в себя все факторы окружающей среды, которые могут повлиять на деградацию модулей в реальных условиях эксплуатации; во-вторых, в разных фотоэлектрических системах и при разных условиях эксплуатации условия деградации, связанной с воздействием на фотоэлектрические модули высокого напряжения, будут различны. При приведении данных об уровне деградации на основании настоящего стандарта следует ставить ссылку на настоящий стандарт и метод испытаний (A или B).

Испытания настоящего стандарта не предназначены для выявления и оценки деградации в результате явлений, связанных с воздействием высокого напряжения, которые могут проявиться за относительно длительный срок. Например, разрушение герметизации, которое приводит к проникновению влаги внутрь модуля и последующей коррозии.

Проведение повторных испытаний фотоэлектрических модулей одного и того же типа в соответствии с настоящим стандартом может быть использовано не только для выявления деградации модуля в результате воздействия высокого напряжения, но и для оценки влияния на такую деградацию изменчивости применяемых материалов и условий изготовления.