ГОСТ Р 56980.2-2022 (МЭК 61215-2:2021) Модули фотоэлектрические. Оценка соответствия техническим требованиям. Часть 2. Методы испытаний

     4.6 Испытания на стойкость к местному перегреву

4.6.1 Назначение

Испытания предназначены для проверки способности фотоэлектрического модуля выдерживать локальный перегрев.

Метод испытаний заключается в определении максимально нагретого фотоэлектрического элемента при нормальном режиме работы испытуемого образца, создании состояния выделения в этом элементе максимальной тепловой энергии и выдержке его в этом состоянии.

Хотя в этих испытаниях абсолютная температура и относительное снижение максимальной мощности не являются критериями успешных испытаний, для гарантии безопасной работы фотоэлектрического модуля испытания проводят при наиболее жестких условиях местного перегрева.

В зависимости от технологии изготовления фотоэлектрических элементов и фотоэлектрических модулей установлено два варианта проведения испытаний. Первый вариант (см. 4.6.5) обычно применяют для испытаний фотоэлектрических модулей, изготовленных из отдельных фотоэлектрических элементов, выполненных на полупроводниковой пластине, например для фотоэлектрических модулей на основе кристаллического кремния. Для наиболее распространенных монолитных тонкопленочных фотоэлектрических модулей (CdTe, CIGS, a-Si и пр.) испытания проводят по второму варианту (см. 4.6.6).

Двусторонние фотоэлектрические модули также испытывают по 4.6.5.

4.6.2 Местный перегрев в фотоэлектрических модулях

Области местного перегрева возникают в фотоэлектрическом модуле, когда протекающий через него рабочий ток превышает ток короткого замыкания затененного или поврежденного фотоэлектрического элемента или нескольких фотоэлектрических элементов. Такой(ие) фотоэлектрический(е) элемент(ы) попадает(ют) под обратное смещение и выделяет(ют) тепло, что может привести к его (их) перегреву.

Перегрев может быть вызван, например, повреждением или рассогласованием параметров фотоэлектрических элементов, повреждением соединений, частичным затенением или загрязнением.

Если выделение тепла достаточно велико или достаточно сконцентрировано, фотоэлектрические элементы с обратным смещением могут перегреваться, что может привести к плавлению пайки, ухудшению герметизации, тыльного или лицевого покрытий, растрескиванию подложки и покрытий. Для предотвращения повреждений вследствие местного перегрева устанавливают шунтирующие диоды.

Обратные характеристики фотоэлектрических элементов могут существенно отличаться. С точки зрения особенностей местного перегрева различают два типа фотоэлектрических элементов: элементы с высоким шунтирующим сопротивлением, у которых обратные характеристики ограничены по напряжению, и элементы с низким шунтирующим сопротивлением, у которых обратные характеристики ограничены по току.

В случае фотоэлектрических элементов с низким шунтирующим сопротивлением:

- наихудший вариант затенения происходит при полном затенении фотоэлектрического элемента (или его большей части);

- отказы вследствие местного перегрева происходят очень быстро, поскольку нагрев носит локальный характер;