光伏组件加速老化试验可靠性及其寿命分布研究-全球速读

(资料图)

引言

在新能源理念的大力倡导下，光伏发电装置的规模不断扩大，预计到 2020 年我国光伏发电系统的装机总量将高于 150 GW[1] [2]。光伏组件是光伏发电系统的重要组成部分，其在长期运行过程中会产生许多问题，包括材料腐蚀、水汽侵蚀封装材料脱层、风和冰雹对光伏组件的机械损坏、安装过程中的机械损坏、热偏移、紫外辐射致其衰减以及光伏组件零部件的老化等[3]。因此光伏组件运行过程中的可靠性和衰减率成为光伏产业界最为关心的问题之一。

目前，光伏检测认证机构一直沿用 IEC61215 标准对光伏产品质量进行检测认证[4]。在常规环境下，环境应力因素对光伏组件性能的影响较小，须进行长时间观察和测试并收集相关数据才能明确光伏组件的质量问题。为了在较短时间内发现光伏组件的潜在问题，须要对其进行加速老化试验，包括紫外试验、热循环试验、湿-冻试验、湿-热试验等[5] [6]。通过上述试验可以测试 评估光伏组件的质量和使用寿命。

产品的可靠性是指产品在规定条件下、规定时间内完成规定功能的能力[7]。光伏组件在长期运行过程中会发生失效和衰减，并且光伏组件的失效和衰减符合浴盆曲线。

本文通过分析晶体硅光伏组件在湿-冻加速试验条件下的失效机理，提出了湿-冻加速试验下基于威布尔寿命分布的晶体硅光伏组件寿命分布模型，其模拟结果可以评估光伏组件在加速试验下的可靠度，为光伏组件加速试验结果的评估方法及其寿命预测提供参考依据。本文通过湿-冻加速试验的试验数据和统计学中的 F 检验法验证了威布尔寿命分布的有效性。