EN IEC 62788-1-4 Procedimientos de medición para materiales utilizados en módulos fotovoltaicos - Parte 1-4: Cápsulas - Medición de la transmitancia óptica y cálculo de la transmitancia de fotones ponderada solar, el índice de amarillez y la longitud de onda de corte UV

La base de una norma europea, publicada posteriormente por la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC), “EN IEC 62788-1-4 Procedimientos de medición de materiales utilizados en módulos fotovoltaicos - Parte 1-4: Encapsulamientos - Medición de la transmitancia óptica y cálculo de la transmitancia de fotones ponderada solar, índice de amarillez y longitud de onda de corte UV” describe un método para medir la transmitancia óptica de materiales de encapsulamiento utilizados en módulos fotovoltaicos (PV).

Las mediciones estandarizadas en este procedimiento cuantifican la permeabilidad esperada de la encapsulación a la celda fotovoltaica. El cálculo posterior de la transmitancia solar ponderada permite la comparación entre diferentes materiales. Los resultados del material no meteorizado se pueden utilizar en las hojas de datos de un fabricante de encapsulación, en el desarrollo de materiales o procesos de un fabricante, en el control de calidad de producción (aceptación de materiales) o aplicarse en el análisis del rendimiento del módulo.

Este método de medición también se puede utilizar para monitorear el desempeño de los materiales de encapsulación después de la exposición a la intemperie para ayudar a evaluar su durabilidad. Las mediciones estandarizadas están diseñadas para examinar una región interior dentro de un módulo fotovoltaico sin los efectos de la difusión de oxígeno alrededor de las celdas, por ejemplo. El cálculo posterior del índice de ictericia permite cuantificar la durabilidad y considerar la apariencia. Los fabricantes de encapsulados o módulos pueden utilizar el cambio en la transmitancia, el índice de amarillez y la longitud de onda de corte ultravioleta (UV) para comparar la durabilidad de diferentes materiales.

Para los efectos de esta norma, se aplican los siguientes términos y definiciones:

• La transmitancia solar ponderada de la radiación fotónica expresa la fracción de la radiación fotónica espectral solar que se transmite ópticamente desde la muestra en todo el rango del espectro solar terrestre (280 nm a 2 nm). La irradiancia de fotones describe la energía específica de la longitud de onda del flujo óptico y no debe confundirse con la irradiancia espectral.
• La transmitancia de la radiación fotónica ponderada solar representativa expresa la relación entre la radiación fotónica espectral solar transmitida ópticamente desde la muestra a lo largo del rango del espectro solar terrestre (300 nm a 1250 nm). En el caso de un dispositivo fotovoltaico, la transmitancia de la radiación fotónica ponderada solar representativa se define en todo el rango del espectro utilizado por un dispositivo fotovoltaico representativo (que puede no incluir longitudes de onda tan bajas como 280 nm o tan altas como 2 nm).
• La longitud de onda de corte UV se refiere a la longitud de onda de la luz en la que la encapsulación se considera ópticamente absorbente y la encapsulación se considera transmisiva. En este procedimiento, la transmitancia absoluta del 10 por ciento se considera el umbral de la longitud de onda de corte UV. La longitud de onda de corte UV también se puede utilizar para medir los efectos del desgaste.
• El grabado se refiere al proceso de someter muestras a condiciones ambientales que pueden incluir radiación ultravioleta, temperatura, humedad y ozono. La abrasión puede ocurrir en entornos artificiales o naturales. El desgaste puede ocurrir a un ritmo nominal (área) o acelerado.
• El índice de amarillez se refiere al valor calculado que describe el color amarillento de la muestra de prueba tal como lo percibe el observador humano. Este valor se puede utilizar para medir los efectos de las condiciones climáticas.

En principio, la transmitancia espectral total de muestras laminadas que contienen material de encapsulación se mide utilizando un espectrofotómetro equipado con una esfera integradora. Luego se calculan la transmitancia solar ponderada, el índice de amarillez y la longitud de onda de corte UV a partir de las mediciones de transmitancia. La transmitancia medida con este procedimiento se puede utilizar en un análisis óptico más avanzado para aumentar la precisión del análisis del rendimiento fotovoltaico o para distinguir entre diferentes materiales de encapsulación, como se describe en el apéndice estándar (Anexo A). La transmitancia medida con este procedimiento se puede utilizar para estimar el rendimiento del módulo (eficiencia de corriente) si se conoce la eficiencia cuántica de la celda fotovoltaica, como se describe en el Apéndice B. El método no intenta tener en cuenta los cambios en la transmitancia con el ángulo de incidencia, que puede variar con la hora del día, las condiciones del cielo y la geometría del módulo, especialmente si se utiliza concentración óptica.

El aparato de prueba utilizado en estos ensayos consiste en un espectrofotómetro de doble haz equipado con una esfera integradora. Si la reflectancia del puerto se puede calcular adecuadamente, se puede utilizar un espectrofotómetro de haz único. Los detalles sobre la estructura y las configuraciones del dispositivo de prueba están incluidos en las normas ISO 13468-2 o ASTM E424-71. Para el cálculo de la transmitancia solar ponderada utilizando el espectro esférico AM60904 como en la norma IEC 3-1.5, se requiere un rango de medición de al menos 280 nm a 2 nm. Se prefiere un incremento de longitud de onda no mayor a 500 nm para la medición, aunque se permiten incrementos de hasta 1 nm con interpolación lineal hasta 1 nm. Para reducir el error de medición, se recomienda una esfera integradora de al menos 5 mm de diámetro con un área de puerto de al menos el 5 por ciento.

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