EN IEC 62788-1-4 Procedimentos de medição para materiais usados ​​em módulos fotovoltaicos - Parte 1-4: Cápsulas - Medição de transmitância óptica e cálculo de transmitância de fótons solares ponderados, índice de amarelecimento e comprimento de onda de corte UV

A base de uma norma europeia, posteriormente publicada pela Comissão Eletrotécnica Internacional (IEC), “EN IEC 62788-1-4 Procedimentos de medição para materiais usados ​​em módulos fotovoltaicos - Parte 1-4: Encapsulamentos - Medição de transmitância óptica e cálculo de transmitância de fótons solares ponderados, índice de amarelecimento e comprimento de onda de corte UV” descreve um método para medir a transmitância óptica de materiais de encapsulamento usados ​​em módulos fotovoltaicos (PV).

As medições padronizadas neste procedimento quantificam a permeabilidade esperada do encapsulamento para a célula fotovoltaica. O cálculo subsequente da transmitância solar ponderada permite a comparação entre diferentes materiais. Os resultados para material não intemperizado podem ser usados ​​nas folhas de dados de um fabricante de encapsulamento, no desenvolvimento de material ou processo de um fabricante, no controle de qualidade da produção (aceitação do material) ou aplicados na análise do desempenho do módulo.

Este método de medição também pode ser usado para monitorar o desempenho de materiais de encapsulamento após exposição ao intemperismo para ajudar a avaliar sua durabilidade. As medições padronizadas são projetadas para examinar uma região interna dentro de um módulo fotovoltaico sem os efeitos da difusão de oxigênio ao redor das células, por exemplo. O cálculo subsequente do índice de icterícia permite quantificar a durabilidade e considerar a aparência. A alteração na transmitância, no índice de amarelecimento e no comprimento de onda de corte ultravioleta (UV) pode ser usada por fabricantes de encapsulamento ou módulos para comparar a durabilidade de diferentes materiais.

Para os fins desta norma, aplicam-se os seguintes termos e definições:

• A transmitância solar ponderada da radiação de fótons expressa a fração da radiação espectral de fótons solares que é transmitida opticamente da amostra em toda a faixa do espectro solar terrestre (280 nm a 2 nm). A irradiância de fótons descreve a energia específica do comprimento de onda do fluxo óptico e não deve ser confundida com a irradiância espectral.
• A transmitância representativa da radiação de fótons solares ponderada expressa a proporção da radiação de fótons espectrais solares transmitida opticamente da amostra em toda a faixa do espectro solar terrestre (300 nm a 1250 nm). No caso de um dispositivo fotovoltaico, a transmitância representativa da radiação de fótons solares ponderada é definida em toda a faixa do espectro usada por um dispositivo fotovoltaico representativo (que pode não incluir comprimentos de onda tão baixos quanto 280 nm ou tão altos quanto 2 nm).
• O comprimento de onda de corte UV se refere ao comprimento de onda da luz no qual o encapsulamento é considerado opticamente absorvente e o encapsulamento é considerado transmissivo. Neste procedimento, 10% de transmitância absoluta é considerado o limite do comprimento de onda de corte UV. O comprimento de onda de corte UV também pode ser usado para medir os efeitos do desgaste.
• Gravação refere-se ao processo de submeter amostras a condições ambientais que podem incluir radiação ultravioleta, temperatura, umidade e ozônio. A abrasão pode ocorrer em ambientes artificiais ou naturais. O desgaste pode ocorrer em uma taxa nominal (de área) ou acelerada.
• O índice de amarelecimento refere-se ao valor calculado que descreve o amarelecimento da amostra de teste, conforme percebido pelo observador humano. Este valor pode ser usado para medir os efeitos das condições climáticas.

Em princípio, a transmitância espectral total de amostras laminadas contendo material de encapsulamento é medida usando um espectrofotômetro equipado com uma esfera integradora. A transmitância solar ponderada, o índice de amarelecimento e o comprimento de onda de corte UV são então calculados a partir das medições de transmitância. A transmitância medida usando este procedimento pode ser usada em uma análise óptica mais avançada para aumentar a precisão da análise de desempenho de PV ou para distinguir entre diferentes materiais de encapsulamento, conforme descrito no apêndice padrão (Anexo A). A transmitância medida usando este procedimento pode ser usada para estimar o desempenho do módulo (eficiência de corrente) se a eficiência quântica da célula fotovoltaica for conhecida, conforme descrito no Apêndice B. O método não tenta levar em conta mudanças na transmitância com o ângulo de incidência, que pode variar com a hora do dia, as condições do céu e a geometria do módulo, especialmente se a concentração óptica for usada.

O aparelho de teste utilizado nesses testes consiste em um espectrofotômetro de feixe duplo equipado com uma esfera integradora. Se a refletância da porta puder ser calculada adequadamente, um espectrofotômetro de feixe único pode ser usado. Detalhes sobre a estrutura e as configurações do dispositivo de teste estão incluídos nas normas ISO 13468-2 ou ASTM E424-71. Para o cálculo da transmitância solar ponderada usando o espectro esférico AM60904, como no padrão IEC 3-1.5, é necessária uma faixa de medição de pelo menos 280 nm a 2 nm. Um incremento de comprimento de onda não maior que 500 nm é preferível para medição, embora incrementos de até 1 nm com interpolação linear de até 1 nm sejam permitidos. Para reduzir o erro de medição, recomenda-se uma esfera integradora de pelo menos 5 mm de diâmetro com uma área de porta de pelo menos 5%.

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