目前,IEC61215共發(fā)行了兩個(gè)版本,一版是IEC61215:1993,二版是IEC61215:2005。而國(guó)標(biāo)GB/T9535:1998《地面用晶體硅光伏組件設(shè)計(jì)鑒定和定型》就是等效采用一版IEC61215:1993。結(jié)合第2部分幾個(gè)方面的描述,我們從光譜、輻照度、溫度和濕度等方面來(lái)分析IEC61215:2005標(biāo)準(zhǔn)對(duì)紫外老化試驗(yàn)測(cè)試條件的要求。紫外老化試驗(yàn)機(jī)是該試驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備,標(biāo)準(zhǔn)集團(tuán)(香港)有限公司可提供。
光譜的定義:
標(biāo)準(zhǔn)中10.10.2節(jié)d)部分的描述為“紫外輻射光源,在組件試驗(yàn)平面上其輻照度均勻性為±15%,無(wú)可探測(cè)的小于280nm波長(zhǎng)的輻射,能產(chǎn)生根據(jù)10.10.3規(guī)定的感興趣光譜范圍內(nèi)需要的輻照度"。下面的圖1和圖2分別是UVA-340燈管和UVB-313燈管的光譜圖,從圖中可以看出,UVA-340燈管發(fā)出的光譜*符合標(biāo)準(zhǔn)中10.10.2節(jié)d)部分,而UVB-313燈管發(fā)出的光譜只有少量譜線的波長(zhǎng)小于280nm,幾乎符合標(biāo)準(zhǔn)中10.10.2節(jié)d)部分。
輻照度設(shè)定:
標(biāo)準(zhǔn)中10.10.3節(jié)a)部分的描述為“使用校準(zhǔn)的輻射儀測(cè)量組件試驗(yàn)平面上的輻照度,確保波長(zhǎng)在280nm到385nm的輻照度不超過(guò)250W/m2(約等于5倍自然光水平),且在整個(gè)測(cè)量平面上的輻照度均勻性到達(dá)±15%",同時(shí)10.10.3節(jié)c)部分的描述為“使組件經(jīng)受波長(zhǎng)在280nm到385nm范圍的紫外輻射為15kWh/m2,其中波長(zhǎng)為280nm到320nm的紫外輻射為5kWh/m2,在試驗(yàn)過(guò)程中維持組件的溫度在前面規(guī)定的范圍"。
以下我們分別對(duì)UVA-340燈管和UVB-313燈管的輻照度進(jìn)行設(shè)定,并計(jì)算在設(shè)定輻照度下,運(yùn)行多長(zhǎng)時(shí)間可以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)中10.10.3節(jié)c)部分對(duì)輻照能的要求。
1.單獨(dú)使用UVA燈管
當(dāng)在340nm設(shè)定輻照度0.68W/m2時(shí),相當(dāng)于在280-385nm波段的輻照度為35.2W/m2(小于250W/m2,符合標(biāo)準(zhǔn)10.10.3節(jié)a)部分的要求),而在280-320nm波段的輻照度為3.1W/m2。我們假設(shè)UVA燈管運(yùn)行X小時(shí),組件經(jīng)受波長(zhǎng)在280nm到385nm范圍的紫外輻射為15kWh/m2,而燈管運(yùn)行Y小時(shí),波長(zhǎng)為280nm到320nm的紫外輻射為5kWh/m2。具體計(jì)算如下:
35.2W/m2x“X"hours=15000Wh/m2X=426小時(shí)
3.1W/m2x“Y"hours=5000Wh/m2Y=1613小時(shí)
由以上計(jì)算可知,當(dāng)在340nm設(shè)定輻照度0.68W/m2時(shí),因?yàn)椴ㄩL(zhǎng)從280nm到320nm上的輻照度較小,所以需要1613小時(shí),紫外輻射才能達(dá)到5kWh/m2。也就是說(shuō),使用UVA燈管時(shí),運(yùn)行1613小時(shí)才達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)中10.10.3節(jié)c)部分對(duì)輻照能的要求,比較費(fèi)時(shí)。
2.單獨(dú)使用UVB燈管
當(dāng)在310nm設(shè)定輻照度0.68W/m2時(shí),相當(dāng)于在280-385nm波段的輻照度為31.3W/m2(小于250W/m2,符合標(biāo)準(zhǔn)10.10.3節(jié)a)部分的要求),而在280-320nm波段的輻照度為18.8W/m2。我們假設(shè)UVB燈管運(yùn)行X小時(shí),組件經(jīng)受波長(zhǎng)在280nm到385nm范圍的紫外輻射為15kWh/m2,而燈管運(yùn)行Y小時(shí),波長(zhǎng)為280nm到320nm的紫外輻射為5kWh/m2。具體計(jì)算如下:
31.3W/m2x“X"hours=15000Wh/m2X=479小時(shí)
18.8W/m2x“Y"hours=5000Wh/m2Y=266小時(shí)
由以上計(jì)算可知,當(dāng)在310nm設(shè)定輻照度0.68W/m2時(shí),只需266小時(shí)組件經(jīng)受波長(zhǎng)在280nm到320nm的紫外輻射為5kWh/m2。而在280nm到385nm波段,需要479小時(shí),組件經(jīng)受的紫外輻射為15kWh/m2。也就是說(shuō),使用UVB燈管時(shí),運(yùn)行479小時(shí)可以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)中10.10.3節(jié)c)部分對(duì)輻照能的要求,比UVA燈管快很多。
3.共同使用UVA和UVB燈管
盡管使用UVB燈管可以縮短試驗(yàn)時(shí)間,但是如同本文3.1節(jié)中所述,UVB燈管發(fā)出的光譜還有極少一部分的波長(zhǎng)小于280nm,也就說(shuō)不*符合IEC61215:2005標(biāo)準(zhǔn)對(duì)紫外光譜的要求。但是如果單獨(dú)使用UVA燈管,則測(cè)試時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。所以可以將兩種燈管結(jié)合起來(lái)使用。如先使用UVB燈管,假設(shè)運(yùn)行時(shí)間為X小時(shí),再使用UVA燈管,假設(shè)運(yùn)行時(shí)間為Y小時(shí),具體計(jì)算如下:
18.8W/m2x“X"hours+3.1W/m2x“Y"hours=5000Wh/m2
31.3W/m2x“X"hours+35.2W/m2x“Y"hours=15000Wh/m2
以上兩式,計(jì)算所得:X=229小時(shí),Y=222小時(shí),即先運(yùn)行UVB燈管229小時(shí),再運(yùn)行UVA燈管222小時(shí),即可達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)中10.10.3節(jié)c)部分對(duì)輻照能的要求。兩種燈管一共運(yùn)行451小時(shí),比單獨(dú)使用UVB燈管還快。一般情況下,我們推薦使用這種方法。
溫度控制:
標(biāo)準(zhǔn)中10.10.2節(jié)a)部分的描述為“在經(jīng)受紫外輻照時(shí)能控制組件溫度的設(shè)備,組件的溫度范圍必須在60℃±5℃"。而這一溫度要求*在QUV的溫度范圍之內(nèi),試驗(yàn)時(shí)只要設(shè)定黑板溫度為60℃±5℃即可。
濕度控制:
標(biāo)準(zhǔn)中沒(méi)有對(duì)濕度加以要求,所以試驗(yàn)時(shí)無(wú)需設(shè)置冷凝或水噴淋循環(huán)。
IEC 61215:2005標(biāo)準(zhǔn)在太陽(yáng)能行業(yè)應(yīng)用很廣泛。在使用QUV紫外光加速老化試驗(yàn)機(jī)執(zhí)行該標(biāo)準(zhǔn)時(shí),可先運(yùn)行UVB燈管229小時(shí),輻照度設(shè)定 0.68W/m2,再運(yùn)行UVA燈管222小時(shí),輻照度也是設(shè)定0.68W/m2。整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中黑板溫度設(shè)定60℃±5℃。雖然在標(biāo)準(zhǔn)中,目前沒(méi)有對(duì)濕度加以要求,但是現(xiàn)在很多紫外標(biāo)準(zhǔn)都包含紫外光照和冷凝或水噴淋循環(huán)。
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