EN 61215-2 Terrestrische Photovoltaikmodule (PV) – Prüfverfahren

Die europäische Norm „EN 61215-2 Terrestrische Photovoltaikmodule (PV) – Bauartprüfung und Typgenehmigung – Teil 2: Prüfverfahren“ legt die Anforderungen an die Bauartprüfung terrestrischer Photovoltaikmodule für den Langzeitbetrieb im Außenbereich fest. Die Lebensdauer der so qualifizierten Module hängt von ihrer Bauart, ihrer Umgebung und den Betriebsbedingungen ab. Die Prüfergebnisse stellen keine quantitative Schätzung der Modullebensdauer dar.

In Klimazonen, in denen die Betriebstemperaturen überwiegend 70 Grad Celsius übersteigen, wird den Benutzern empfohlen, Tests unter höheren Temperaturtestbedingungen in Betracht zu ziehen, wie in IEC TS 63126 beschrieben. Benutzern, die Qualifikationsanforderungen für PV-Produkte mit kürzerer Lebenserwartung benötigen, wird empfohlen, Tests in Betracht zu ziehen, die für PV in Unterhaltungselektronik entwickelt wurden, wie in IEC TS 63163 beschrieben.

Benutzer, die sich darauf verlassen möchten, dass die im Standard IEC 61215 getesteten Eigenschaften in einem hergestellten Produkt konsistent auftreten, können den Standard IEC 62941 für Qualitätssysteme in der PV-Herstellung verwenden.

Diese Norm gilt für alle terrestrischen Flachmodulmaterialien, wie z. B. kristalline Siliziummodule und Dünnschichtmodule. Obwohl diese Norm für Module mit geringer Intensität (1 bis 3 Sonnen) verwendet werden kann, gilt sie nicht für Module, die bei intensiver Sonneneinstrahlung eingesetzt werden. Alle Tests für Module mit geringer Intensität werden mit den erwarteten Bestrahlungsstärken, Stromstärken, Spannungen und Leistungen bei der Auslegungsintensität durchgeführt.

Ziel dieser Testreihe ist es, die elektrischen und thermischen Eigenschaften des Moduls zu ermitteln und, soweit möglich, innerhalb angemessener Kosten- und Zeitvorgaben nachzuweisen, dass das Modul einer langfristigen Belastung unter üblichen Außenklimabedingungen standhält. Die beschleunigten Testbedingungen basieren empirisch auf den Bedingungen zur Reproduktion ausgewählter, beobachteter Feldausfälle und werden einheitlich für alle Modultypen angewendet. Die Beschleunigungsfaktoren können je nach Produktdesign variieren, sodass möglicherweise nicht alle Ausfallmechanismen aufgedeckt werden.

Allgemeinere Informationen zu beschleunigten Prüfverfahren, einschließlich Begriffsdefinitionen, finden sich in IEC 62506. Einige langfristige Degradationsmechanismen lassen sich aufgrund der langen Ausfallzeiten und der Notwendigkeit großflächig reproduzierbarer Belastungsbedingungen nur durch Komponentenprüfungen sinnvoll erkennen. Komponentenprüfungen, die einen ausreichenden Reifegrad erreicht haben, um zuverlässig Pass/Fail-Kriterien festzulegen, wurden als Ergänzung zu IEC 61215-1 in die IEC 61215-Reihe aufgenommen. Im Gegensatz dazu werden in dieser Reihe die in IEC 61215-2 beschriebenen Prüfverfahren an Modulen durchgeführt.

Für die Zwecke dieser Norm gelten die in IEC 60050 und IEC TS 61836 angegebenen Begriffe und Definitionen sowie die folgenden Definitionen:

• Die Genauigkeit eines Messgeräts beschreibt die Fähigkeit des Messgeräts, einen vorgegebenen Wert zu liefern, der dem wahren Wert der Messgröße nahe kommt. Dieser Begriff wird bei der Wahrwertnäherung verwendet. Je näher der vorgegebene Wert am entsprechenden wahren Wert liegt, desto besser ist die Genauigkeit.
• Mit Controller ist der Strahlungssensor gemeint (z. B. eine Referenzzelle oder ein Referenzmodul), der zum Erkennen von Drifts und anderen Problemen des Sonnensimulators verwendet wird.
• Der elektrisch stabile Leistungspegel bezieht sich auf den Zustand des PV-Moduls, in dem es bei langfristiger Einwirkung von natürlichem Sonnenlicht in allgemeinen Außenklimata betrieben wird, wie in der Norm IEC 60721-2-1 definiert.
• Unter Wiederholbarkeit von Messergebnissen versteht man den Grad der Übereinstimmung zwischen den Ergebnissen aufeinanderfolgender Messungen derselben Messgröße unter denselben Messbedingungen, d. h. mit demselben Messverfahren, durch denselben Beobachter, mit denselben Messgeräten, unter denselben Bedingungen, im selben Labor und in relativ kurzen Zeitabständen.
• Gate Nummer 1 ist ein Pass/Fail-Vergleich zwischen der Leistung eines Moduls und seinen Typenschildspezifikationen, wie in der Norm IEC 61215-1 beschrieben.
• Gate Nummer 2 ist der Pass/Fail-Vergleich zwischen der Leistung eines Moduls vor und nach der Belastung, wie in der Norm IEC 61215-1 beschrieben.

Bei der letzten Aktualisierung dieser Norm wurden wesentliche technische Änderungen vorgenommen. Nämlich,

• Zyklische (dynamische) mechanische Belastungstests wurden hinzugefügt.
• Eine Testmethode zum Erkennen spannungsinduzierter Degradation wurde hinzugefügt.
• Erforderliche Prüfverfahren für doppelseitige PV-Module wurden ergänzt.
• Die notwendigen Prüfmethoden für flexible Module wurden ergänzt. Hierzu zählen auch Biegeprüfungen.
• Die Simulatoranforderungen wurden überarbeitet, um sicherzustellen, dass die Unsicherheit sowohl klar definiert als auch minimiert wird.
• Es wurde eine Korrektur beim Hotspot-Dauertest vorgenommen, bei dem das Verfahren für monolithisch integrierte Dünnschichttechnologien zuvor zwei Abschnitte enthielt, die ein Verfahren beschrieben, das nur für Siliziummodule geeignet war.
• Beim thermischen Test der Bypassdiode wurde es als ausreichend erachtet, drei Dioden zum Testen auszuwählen, anstatt alle.
• Der nominale Modulbetriebstest und der zugehörige Leistungstest wurden aus der Normenreihe IEC 61215 entfernt.

Die in dieser Norm beschriebenen Prüfverfahren umfassen:

• Visuelle Inspektion
• Ermittlung der maximalen Leistung
• Isolationsprüfung
• Messung von Temperaturkoeffizienten
• Platzhalterabschnitt, früher
• Leistung unter Standardtestbedingungen
• Geringe Strahlungsleistung
• Freibewitterungstest
• Hot-Spot-Dauertest
• UV-Vorkonditionierungstest
• Temperaturwechseltest
• Feuchtigkeits-Gefrier-Test
• Feuchter Hitzetest
• Robustheit der Anschlüsse
• Nassleckstromprüfung
• Nassleckstromprüfung
• Hageltest
• Bypass-Diodentest
• Stabilisierung
• Zyklische (dynamische) mechanische Belastungsprüfung
• Potentialinduzierter Degradationstest
• Biegetest

Unsere Organisation, die seit Jahren Unternehmen aller Branchen mit einem breiten Spektrum an Prüf-, Mess-, Analyse- und Bewertungsaktivitäten unterstützt, verfügt über ein starkes Team von Mitarbeitern, die die globalen Entwicklungen in Wissenschaft und Technologie aufmerksam verfolgen und sich ständig weiterentwickeln. In diesem Zusammenhang bieten wir auch Prüfdienstleistungen gemäß der Norm „EN 61215-2 Terrestrische Photovoltaik (PV)-Module – Bauartqualifikation und Typgenehmigung – Teil 2: Prüfverfahren“ an.