Solarmodule sind als integrale Bestandteile von Photovoltaikanlagen (PV) während ihrer gesamten Lebensdauer verschiedenen Umweltbedingungen ausgesetzt. Unter diesen Bedingungen können Feuchtigkeits- und Temperaturschwankungen die Leistung und Zuverlässigkeit von Solarmodulen erheblich beeinträchtigen. Um die Haltbarkeit und Langlebigkeit von Solaranlagen unter realen Betriebsbedingungen zu gewährleisten, sind strenge Prüfprotokolle wie der Feuchte-Wärme-Test unerlässlich.
Der Feuchte-Hitze-Test wird bei einer Temperatur von 85 °C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 85 % für einen ununterbrochenen Zyklus von 1.000 Stunden durchgeführt. Dieser Test gilt als Äquivalent für mehr als 25 Jahre unter härtesten klimatischen Bedingungen und im Freien. Ziel ist es, die Fähigkeit der PV-Solarmodule zu ermitteln, den Auswirkungen einer langfristigen Durchdringung mit Feuchtigkeit standzuhalten. Dieser proaktive Ansatz ermöglicht es den Herstellern, Designverbesserungen und Materiallösungen einzuführen, um die Haltbarkeit und Leistung der Produkte weiter zu verbessern. Darüber hinaus ist die Prüfung auf feuchte Wärme unerlässlich für die Einhaltung von Industrienormen und Zertifizierungen, wie z. B. die Normen der Internationalen Elektrotechnischen Kommission (IEC) und die Zertifizierungsanforderungen der Underwriters Laboratories (UL). Die Erfüllung dieser Normen beweist die Qualität und Zuverlässigkeit von Solarmodulen, schafft Vertrauen bei den Verbrauchern und fördert die Marktakzeptanz.
Verständnis der Feuchte Wärme Prüfung
Die Feuchte-Wärme-Prüfung, ein Teilbereich der Umweltprüfungen, simuliert die kombinierten Auswirkungen von hohen Temperaturen und Feuchtigkeit, denen PV-Solarmodule während ihrer Lebensdauer ausgesetzt sein können. In der Regel werden die Solarmodule in Umweltkammern über einen längeren Zeitraum, in der Regel etwa 1000 Stunden oder mehr, erhöhten Temperaturen (85 °C) und hoher Luftfeuchtigkeit (85 % relative Luftfeuchtigkeit) ausgesetzt. Damit PV-Solarmodule die Prüfung bestehen, dürfen nach längerer Einwirkung dieser rauen Umgebungsbedingungen keine signifikanten Leistungseinbußen oder strukturellen Schäden zu beobachten sein.
Wärme- und Feuchtigkeits-Testkammer
Bewertungsparameter
Während der feuchten Wärmeprüfung werden die folgenden Parameter überwacht, um die Leistung und Zuverlässigkeit der Solarmodule zu bewerten:
a. Leistungsabgabe: Die wichtigste Messgröße ist die Verschlechterung der Leistungsabgabe im Laufe der Zeit. Von Solarmodulen wird erwartet, dass sie ihre spezifizierte Leistung auch unter extremen Umweltbedingungen beibehalten. Ein signifikanter Rückgang der Leistungsabgabe deutet auf mögliche Effizienzverluste oder Materialverschlechterung innerhalb der Solarmodulstruktur hin.
b. Isolationswiderstand: Hohe Luftfeuchtigkeit kann die Isolationseigenschaften von Solarmodulen gefährden und zu elektrischen Leckagen oder Kurzschlüssen führen. Messungen des Isolationswiderstands werden durchgeführt, um die Fähigkeit zur Aufrechterhaltung der elektrischen Integrität unter feuchten Bedingungen zu bewerten.
c. Visuelle Inspektion: Die visuelle Inspektion wird vor und nach der Prüfung durchgeführt, um sichtbare Anzeichen von Schäden zu erkennen, z. B. Delaminierung, Verschlechterung der Glasbeschichtung, Korrosion des Rahmens, Risse in der Rückseitenfolie, Fehler in der Befestigung oder Verfärbungen. Die Erkennung dieser sichtbaren Schäden liefert wertvolle Erkenntnisse über die strukturelle Integrität und die langfristige Haltbarkeit der Module.
Beispiele für Delaminationsversagen nach einem Hitzedampftest
REFERENZEN
Sinovoltaics: Damp Heat Testing
Sequential and Weathering Module Testing and Comparison to Fielded Modules, NREL PV Module Reliability Workshop 2015
Hacke, P., Owen-Bellini, M., Kempe, M., Miller, D. C., Tanahashi, T., Sakurai, K., ... & Mathiak, G. (2019). Combined and sequential accelerated stress testing for derisking photovoltaic modules. In Advanced Micro-and Nanomaterials for Photovoltaics (pp. 279-313). Elsevier.