EN IEC 62788-1-6 Procedimientos de medición para materiales utilizados en módulos fotovoltaicos - Parte 1-6: Cápsulas - Métodos de ensayo para determinar el grado de curado en etileno-acetato de vinilo

La norma “EN IEC 62788-1-6 Procedimientos de medición de materiales utilizados en módulos fotovoltaicos - Parte 1-6: Encapsulamientos - Métodos de prueba para determinar el grado de curado en etileno-acetato de vinilo”, que se basa en una norma europea y posteriormente publicada por la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC), describe la terminología, el equipo de prueba, el entorno de prueba, la preparación de la muestra, los procedimientos de prueba y el informe de prueba para medir el grado de curado de la capa de encapsulación de etileno-acetato de vinilo (EVA) utilizada en módulos fotovoltaicos (PV).

En esta norma se incluyen la calorimetría diferencial de barrido (tanto los protocolos de entalpía residual como de fusión/congelación) y los métodos de contenido de gel. Los fabricantes de materiales o módulos pueden utilizar este procedimiento para verificar que el aditivo de reticulación esté presente y activo. El procedimiento también se puede utilizar para validar el proceso de fabricación (laminación) del módulo con fines de control de calidad y proceso. El procedimiento también se puede utilizar para evaluar la uniformidad de la formulación de EVA dentro de un rollo y para comparar la variación de la formulación de EVA de un rollo a otro. Este procedimiento es aplicable a láminas de EVA no curadas o recientemente curadas y a EVA no curada o recientemente curada de módulos fotovoltaicos. Este procedimiento de prueba también es aplicable a copolímeros etilénicos reticulados distintos del EVA.

Las temperaturas determinadas para las mediciones de calorimetría en este procedimiento están optimizadas para EVA. Por lo tanto, si el procedimiento de prueba se aplica a otros materiales de encapsulación, el rango de temperaturas de prueba se puede ajustar de acuerdo con la temperatura activa del agente de curado o la temperatura de fusión/congelación del material base.

A los efectos de esta norma, además de los términos y definiciones dados en la norma IEC TS 61836, se aplican las siguientes definiciones:

• El grado de curado es el parámetro sin unidad que caracteriza el grado de reticulación dentro del EVA. A diferencia de la densidad de reticulación, que es una cantidad física definida por la teoría de la elasticidad del caucho, el grado de curado de un polímero se puede evaluar mediante cualquier método experimental que separe muestras parcialmente curadas entre sí o frente a un material de referencia. El grado de curado puede estar relacionado con el contenido de gel, que es el porcentaje de masa de material insoluble (que se supone está reticulado) en la muestra.
• El flujo de calor es el flujo térmico a través de un área determinada en la dirección del gradiente de temperatura.
• Calorimetría diferencial de barridoLa técnica termoanalítica descrita en la norma ISO 11357-1 se refiere a la medición de la diferencia en la cantidad de flujo de calor necesaria para cambiar la temperatura de una muestra de material y una referencia en función de la temperatura o el tiempo. Tanto la muestra como la referencia se mantienen casi a la misma temperatura durante la caracterización por calorimetría diferencial de barrido. La calorimetría diferencial de barrido se puede aplicar para medir la cantidad de calor generado o absorbido durante el procesamiento (curado) de EVA. Los efectos de la reticulación resultantes de los cambios en la estructura molecular del EVA también se pueden estudiar utilizando calorimetría diferencial de barrido en las transiciones de fase (transición vítrea, punto de fusión y temperatura de cristalización). La determinación de las temperaturas de transición de fase se explica en las normas ISO 11357-2 e ISO 11357-3.
• Un calorímetro diferencial de barrido es un instrumento que se utiliza para medir la diferencia de flujo de calor entre un crisol de prueba (que contiene la muestra) y un crisol de referencia (normalmente vacío).
• El contenido de gel es el porcentaje en masa de polímero que es insoluble en un solvente específico después de la extracción de acuerdo con las condiciones de prueba especificadas. El gel generalmente consiste en material reticulado insoluble.

En principio, el grado de curado del EVA se puede deducir rápidamente utilizando un método secundario como la calorimetría diferencial de barrido descrita en esta norma. También podrán utilizarse métodos secundarios alternativos establecidos o equipos especiales definidos en el anexo de esta norma para fines de producción directa y control de calidad (Anexo A).

Si se deben comparar los resultados del método secundario entre diferentes instituciones, se deben calibrar utilizando un método primario más lento y más universal, como la prueba de contenido de gel descrita en esta norma, similar a los procedimientos descritos en ISO 6427, ISO 10147 y ASTM D2765.

El método primario también se puede aplicar a la investigación y el desarrollo si se quieren comparar los resultados del método secundario entre formulaciones de EVA. En esta norma se describe un procedimiento de prueba para el método primario. Los resultados de los métodos primarios o secundarios se pueden correlacionar con pruebas de calificación de módulo (serie de normas IEC 61215) o datos de durabilidad de campo adicionales para determinar el grado mínimo de curado requerido.

En el Apéndice A se incluyen ejemplos de correlaciones entre métodos secundarios y primarios. Las mediciones de calorimetría diferencial de barrido para EVA se pueden interpretar con respecto a la entalpía de la reacción de reticulación o las características de la transición de fusión/congelación como se describe en esta norma. Dado que la transición de fusión/congelación no depende de la concentración de peróxido residual, el método de fusión/congelación por calorimetría diferencial de barrido se puede aplicar a muestras obtenidas de módulos implementados en campo. Las limitaciones de los métodos primarios y secundarios se incluyen en el Apéndice A.

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