EN IEC 62788-1-6 Procedury pomiarowe materiałów stosowanych w modułach fotowoltaicznych - Część 1-6: Kapsułki - Metody badań do określania stopnia utwardzenia w octanie etylenowo-winylowym

Norma „EN IEC 62788-1-6 Procedury pomiarowe materiałów stosowanych w modułach fotowoltaicznych – Część 1-6: Enkapsulacje – Metody badań do określania stopnia utwardzenia kopolimeru etylenu i octanu winylu”, oparta na normie europejskiej, a później opublikowana przez Międzynarodową Komisję Elektrotechniczną (IEC), opisuje terminologię, sprzęt testowy, środowisko testowe, przygotowanie próbek, procedury testowe i raport z badań dotyczące pomiaru stopnia utwardzenia warstwy enkapsulacji z kopolimeru etylenu i octanu winylu (EVA) stosowanej w modułach fotowoltaicznych (PV).

Niniejsza norma obejmuje różnicową kalorymetrię skaningową (zarówno protokoły entalpii resztkowej, jak i topnienia/zamrażania) oraz metody oznaczania zawartości żelu. Producenci materiałów lub modułów mogą stosować tę procedurę w celu sprawdzenia, czy dodatek sieciujący jest obecny i aktywny. Procedurę tę można również stosować do walidacji procesu produkcji modułów (laminowania) w celach kontroli jakości i procesu. Tę procedurę można również stosować do oceny jednorodności składu pianki EVA w obrębie rolki oraz do porównywania zmienności składu pianki EVA pomiędzy rolkami. Procedura ta ma zastosowanie do nieutwardzonych lub niedawno utwardzonych płyt EVA oraz do nieutwardzonych lub niedawno utwardzonych płyt EVA z modułów fotowoltaicznych. Tę procedurę testową można stosować również do usieciowanych kopolimerów etylenowych innych niż EVA.

Temperatury wyznaczone dla pomiarów kalorymetrycznych w tej procedurze są zoptymalizowane pod kątem EVA. Dlatego też, jeżeli procedura testowa jest stosowana do innych materiałów kapsułkujących, zakres temperatur testowych można dostosować do temperatury aktywności środka utwardzającego lub temperatury topnienia/zamrażania materiału bazowego.

Dla celów niniejszej normy, oprócz terminów i definicji podanych w normie IEC TS 61836, stosuje się następujące definicje:

• Stopień utwardzenia jest bezwymiarowym parametrem charakteryzującym stopień usieciowania w tworzywie EVA. W przeciwieństwie do gęstości usieciowania, która jest wielkością fizyczną zdefiniowaną w teorii sprężystości gumy, stopień utwardzenia polimeru można ocenić za pomocą dowolnej metody eksperymentalnej, która polega na rozdzieleniu częściowo utwardzonych próbek względem siebie lub względem materiału odniesienia. Stopień utwardzenia można powiązać z zawartością żelu, która stanowi masowy procent materiału nierozpuszczalnego (przyjmując, że jest usieciowany) w próbce.
• Strumień ciepła to strumień ciepła przepływający przez dany obszar w kierunku gradientu temperatury.
• Różnicowa kalorymetria skaningowaTechnika termoanalityczna opisana w normie ISO 11357-1 odnosi się do pomiaru różnicy między ilością strumienia ciepła potrzebną do zmiany temperatury próbki materiału i odniesienia jako funkcji temperatury lub czasu. Podczas charakteryzacji metodą różnicowej kalorymetrii skaningowej zarówno próbka, jak i wzorzec utrzymywane są niemal w tej samej temperaturze. Różnicową kalorymetrię skaningową można stosować do pomiaru ilości ciepła wytwarzanego lub pochłanianego podczas przetwarzania (utwardzania) pianki EVA. Efekty sieciowania wynikające ze zmian w strukturze cząsteczkowej EVA można również badać za pomocą różnicowej kalorymetrii skaningowej w przejściach fazowych (zeszklenie, temperatura topnienia i temperatura krystalizacji). Sposób wyznaczania temperatur przemian fazowych opisano w normach ISO 11357-2 i ISO 11357-3.
• Różnicowy kalorymetr skaningowy to przyrząd służący do pomiaru różnicy przepływu ciepła między tyglem testowym (zawierającym próbkę) i tyglem odniesienia (zwykle pustym).
• Zawartość żelu to procentowa masa polimeru, która jest nierozpuszczalna w określonym rozpuszczalniku po ekstrakcji zgodnie z określonymi warunkami testu. Żel zazwyczaj składa się z nierozpuszczalnego, usieciowanego materiału.

W zasadzie stopień utwardzenia EVA można szybko określić stosując metodę wtórną, np. różnicową kalorymetrię skaningową opisaną w tej normie. Do celów bezpośredniej produkcji i kontroli jakości można również stosować ustalone alternatywne metody wtórne lub specjalny sprzęt określony w załączniku do niniejszej normy (załącznik A).

Jeżeli wyniki uzyskane metodą wtórną mają być porównywane pomiędzy różnymi instytucjami, należy je skalibrować przy użyciu wolniejszej, bardziej uniwersalnej metody pierwotnej, takiej jak badanie zawartości żelu opisane w niniejszej normie, podobne do procedur opisanych w normach ISO 6427, ISO 10147 i ASTM D2765.

Podstawową metodę można również stosować w pracach badawczo-rozwojowych, jeśli wyniki uzyskane metodą wtórną mają być porównywane pomiędzy różnymi formulacjami EVA. W niniejszej normie opisano procedurę testową dla metody podstawowej. Wyniki uzyskane metodą pierwotną lub wtórną można porównać z wynikami testów kwalifikacyjnych modułu (seria norm IEC 61215) lub dodatkowymi danymi dotyczącymi trwałości w terenie, aby określić minimalny wymagany stopień utwardzenia.

Przykłady korelacji pomiędzy metodami wtórnymi i pierwotnymi zamieszczono w Załączniku A. Pomiary różnicowej kalorymetrii skaningowej dla EVA można interpretować w odniesieniu do entalpii reakcji sieciowania lub charakterystyk przejścia topnienia/zamrażania, jak opisano w niniejszej normie. Ponieważ przejście topnienia/zamrażania nie zależy od stężenia resztkowego nadtlenku, metodę topienia/zamrażania wykorzystującą różnicową kalorymetrię skaningową można stosować do próbek pobranych z modułów rozmieszczonych w terenie. Ograniczenia metod pierwotnych i wtórnych przedstawiono w Załączniku A.

Nasza organizacja dysponuje silną kadrą, która śledzi rozwój nauki i techniki na świecie i nieustannie się doskonali. Wśród licznych prac testowych, pomiarowych, analitycznych i oceniających świadczonych dla firm z różnych sektorów znajdują się również usługi testowe zgodne z normą „EN IEC 62788-1-6 Procedury pomiarowe materiałów stosowanych w modułach fotowoltaicznych - Część 1-6: Kapsuły - Metody badań służące do określania stopnia utwardzenia w kopolimerze etylenu i octanu winylu”.