2022 IEC TC82 WG2 秋季会议光伏组件零部件标准最新状态

栏目：人物资讯时间：2022-11-23

　　2022年10月31至11月4日，IEC TC82 WG2 召开了2022秋季会议。来自全球各地的光伏专家在为期一周的会议里，就多项该光伏标准展开了深入讨论。

　　TüV 南德意志大中华集团一如既往积极参与IEC标准的制定和讨论，随时掌握标准最新发展动态，不断完善自身的服务范围和能力，从而协助客户端及时向市场提供满足最新标准要求的合格产品。

　　以下对此次会议讨论的主要内容和标准更新状态给大家做一个汇报：

　　从2022年春季会议以后，发布4项更新标准:

　　IEC 62759-1 ED2 Photovoltaic (PV) modules – Transportation testing – Part 1: Transportation and shipping of module package units (2022-07-07)

　　IEC TS 63342 ED1 C-Si photovoltaic (PV) modules - Light and elevated temperature induced degradation (LETID) test - Detection (2022-07-20)

　　IEC TS 63209-2 ED1 Photovoltaic modules - Extended-stress testing - Part 2: Polymeric component materials (2022-08-17)

　　IEC TS 62788-6-3 ED1 Measurement procedures for materials used in photovoltaic modules - Part 6-3: Adhesion testing for PV module laminates using the single cantilevered beam (SCB) method (2022-08-19)

　　光伏组件标准最新进展

　　IEC 61215:2021标准修正的提议

　　来自莱茵的Eckart Janknecht提出了对IEC 61215:2021的一些修正意见：

　　IEC 61215:2021 没有规定铭牌上的双面系数的公差如何规定。建议用实验室和厂家用测量双面系数时扩展不确定度的标准差表示公差，例如短路电流双面系数的公差，计算方式如下：

　　此处也可采用最大功率的双面率替代。

　　IEC 61215-1测试序列目前存在以下疑问：

　　E序列静态机械载荷测试结束后进行弯曲测试，然而柔性组件需与刚性结构结合进行静态机械载荷，后续无法进行弯曲测试。

　　热斑测试后无需进行Gate2的判断，因此之前进行初始稳定并不合理，建议可以将B序列的热斑和户外暴晒分为两个序列。

　　IEC 61215-2：

　　4.9.5.2中应该补充应避免任何杂散光从边缘照射到遮挡的电池片，否则可能影响热斑电池片的选择。不透明遮盖物的应在长度和宽度上均比电池片大2厘米(经验值)，在遮挡过程中，其位置至于电池片上应超出电池边缘1厘米。

　　4.15湿漏电测试应该与IEC61730保持一致，对cement joint 的情况应用1.35倍的安全系数。

　　4.11热循环测试的监控电流可以设置一个100mA的最小值。

　　IEC 61730-1 ed 3.0标准进展

　　工作组介绍了目前标准的变更，主要如下：

　　- 关于双面组件：新概念aBSI，即应用双面加严辐照度(以及相应的短路电流ISC-aBSI, 最大功率点电流Imp-aBSI)，在背面辐照为大于300 W/m2或为厂家宣传的辐照时适用。对于设计为两面都可长时间照射(辐照度>300 W/m2)的组件，每一面都需满足正面的相关测试需求。铭牌也需明确指出哪一侧设计为正面。

　　- 对于防护等级III的组件(系统电压 < 35 V)带电部件不再被认为具有危险，绝缘协调的要求为不同电位的带电部件之间至少有功能绝缘，爬电距离和电气间隙值参考Table 4。DTI不做要求。

　　- DTFI在之前的新闻稿中已做详细描述

　　- Marking：应包括静态机械载荷 (MST 34) 验证的额定负载：正(“+”或downward)和负(“-”或upward)以 Pa 为单位，不包括测试安全系数;应包括组件的温度等级：70°C，(如果按照 IEC TS 63126 level1或者2进行测试，则为 80°C或90°C)

　　- documentation：新增项目与marking对应。此外增加新章节5.2.3.2适合的环境以及安装条件，若组件的温度根据IEC TS 63126测试，documentation应做两种情况的声明：如果安装时气流不受限制，组件可以安装在任何地方;若安装气流受限，则被限制在一些炎热的地方使用。安装人员应评估特定地理位置以及系统设计是否会导运行温度大于T98(参照IEC TS 63126的附录A)。

　　IEC 61730-2 ed 3.0标准进展

　　工作组介绍了目前标准的变更，主要如下：

　　- 目检增加要求：无蠕变

　　- 如果粘合区域被认为是cemented joint则需要在湿热测试时连接5N重物

　　- 随着测试电压的增加，接线端子测试后需进行目检、绝缘和湿漏电测试。

　　- 即使接线盒符合IEC 62790，也应进行接线端子测试

　　- MST 57 中增加了新的段落“在接线盒的粘合区域cemented joint的距离”

　　此外双面组件的测试要求也参照IEC 61215系列ed.2.0 2021进行了更新，附录C中

　　工作组也回应了之前讨论的几点：第一是如果想通过脉冲电压测试来验证电气间隙，必须考虑气压(海拔高度)的修正。第二点，关于不同层背板之间的界面处是否需要符合最小电气间隙的要求，工作组表示需评估之间的距离可以被认为是爬电距离还是电气间隙。

　　IEC TS 62915光伏组件重测导则

　　自春季会议后，工作组收到了对CD稿的诸多反馈意见，工作组表示会争取在2022年底前递交FDIS。工作组长Itai Suez介绍了该标准主要的修订部分并给出了对收到的意见的反馈，总结为以下几点：

　　- 关于测试组合，对需要考虑重测的测试组合给出了一个详细的举例，列出了当电池片和封装材料的改变以及对应的每种变化需要做哪些测试。由于对每种组合都进行类似的详细解释将带来巨大的工作量，工作组希望该例子能为组合变动需要做哪些测试提供指导。

　　- 关于零部件等级的重测，工作组表示该需求不在此标准范围内。目前IEC 62788-2-1 和 62788-1目前正在进行修正，将和前板背板工作组讨论如何在论述方面保持一致。

　　- 关于高温组件的测试，本次修订将与 IEC 63126协调，列出从level 0到1或者2需要做哪些测试。

　　IEC 61853系列标准

　　继春季会议后，IEC 61853-3的WD起草已完成，该WD考虑了双面组件，其次光谱修正部分也进行了重新阐释，并简化了组件功率矩阵的内延和外延。之后将落实对同系列的其他几个标准更新，根据61853-3调整 61853-1的功率矩阵测量部分与，更新61853-4的气象数据，采用更合适的波段。工作组接下来会对目前的双面公式进行验证，并考虑如何评估和计算地面反射的辐照度。

　　IEC 61853-2/AMD1 Spectral responsivity, incidence angle and module operating temperature measurements

　　莱茵的Werner Herrmann 对IEC61853-2的修正进行了报告，着重讲解了NOMT中辐照度系数u0和风速系数u1的确定方法，其中有如下更新：

　　- 数据记录的区间更改为小于60s，不再需要高频的数据记录

　　- 记录至少一个月的数据

　　- 数据处理方面保留更高质量的数据：在进行数据采集时，在采样记录区间内的数据应为连续的，并且采样应包括晴天无云层遮挡的天气。若在采用时一个传感器的数据出现在可靠范围之外，则不能采用该传输线的数据。根据如下公式筛选辐照度、温度以及组件温度的数据：

　　根据上次会议提出的方案C确定u0和u1。处理数据时采用面内辐照度以及组件温度与环境温度的差，调整u0直至98%筛选的数据在数据线风速WS=0下方(左图)，调整u1直至组件温度的测量值与计算值的平均偏差接近(右图)。

　　此外IAM测试部分，会将当灯元尺寸大于电池尺寸时测量散射辐照度的设备放入附录中。

　　组件功率测试标准

　　IEC 60904-5开路电压法测量光伏器件电池等效温度

　　来自PL的Hiromi Tobita对于FDIS中提出的意见进行了反馈：

　　IEC 60904-5(RVD)中指出在户外测量辐照度与温度时，由于环境因素不稳定，应使用热绝缘胶带防护温度传感器，但没有具体示意，因此同意增加绝缘胶带如何粘贴和应用的示意图。但由于意见提出较迟，因此未被IEC采纳，下一步将决定如何在下一份ADM中增加该示意图。

　　IEC 60904-1-2: 双面光伏器件电流-电压特性测量

　　目前IEC 60904-1-2的更新删除了6.3采用双面照射法确定双面系数部分，原因是该方法会增加光强，因此串联电阻增加，对于某些类型的组件参数会造成近5%的误差。但有专家提出了异议，表示采用双面辐照的方法跟接近现实情况。对此Christos Monokroussos解释，双面系数用于衡量组件正面和背面电性能均在STC情况下的表现，不评估现实情况下的背面增益。另外有专家指出，范围中应表明限于单节电池，该点被采纳。

　　此外工作组拟在之前BIFIrel相对背面光强增益系数的计算公式基础上乘一个1000Wm-2，使得其与φPmax 和φIsc一致都是无量纲量。

　　工作组也对之前收到的评论进行反馈，给出了不同意以及部分同意的理由。其中CA指出该标准要求的模拟器不均匀度等级至少为B，而60904-1中表示模拟器的等级根据IEC 60904-9至少为CCC级，实际的等级要求取决于最终用途。60904-1-2提供了测量双面设备测量I-V特性的程序。因此提议将该要求改为模拟器的不均匀性应保持在用于表征双面设备的辐照度水平。对此Christos Monokroussos解释该标准参照的是IEC61215，IEC 61215需要模拟器为CAA等级或更高，由于测试方法会影响双面设备的功率标定，因此有必要表明模拟器的不均匀度至少保持在B等级。

　　IEC 60904-2 标准光伏器件要求

　　工作组的Harald Müllejans给予了先前收到评论的反馈，并作出如下补充以及修改：

　　- 标准对于由离散电池制成的参考件提出了附加的要求，如果仅使用参考件的短路电流，则单个电池的短路电流匹配应在±1 %以内;如果额外使用其他参数(例如最大功率)，则各个电池的短路电流和填充因子都应匹配在±1%以内。

　　- 修改了电池片160°视角的示意图，增加了俯视图和接线侧的侧视图：

　　此外值得注意的是，13.2自然光部分，AM1和AM2并非定义光谱形状而是对空气质量的要求，为避免误解对此会将13.2的d)部分进行更准确的表述。

　　该标准的FDIS将在会议举行后的两周之内敲定。

　　IEC 62804-1 Ed2晶硅组件PID极化

　　NREL的Peter Hacke介绍了IEC 62804-1的进展，自上次会议后CD草案跟新了引用标准，测试流程也进行了修正，如下：

　　该测试方法已交给三个实验室评估(ASU, Canadian Solar and NREL)，但由于测试材料的性质有出入，因此还需进一步测试。

　　另外Peter Hacke展示了Keisuke Ohdaira的研究，数据表明PID的衰减在天气晴朗的情况下有明显的恢复。但Peter Hacke指出这与介质中的正电荷种类有关，PID现象不是简单的漏电流，更像是极化，因此也可能无法恢复。

　　此标准还需增加PID恢复的测试流程并说明哪些测试步骤是可选的，哪些是必需的。

　　IEC TS 63126

　　IEC TS 63126并不适用于在大多数组件的安装条件，主要是在极热的气候条件下或者组件与屋顶结构之间几乎没有或没有间隙时，需要采用此标准。新的IEC 61730 ed3以及IEC 62788-2-1都涉及了IEC TS 63126。IEC TS 63126需要对措辞进行调整以使其与61730-1和-2以及新的背板标准 62788-2-1保持一致，具体包括以下几点：

　　– 一般而言，62788-2-1 不会分别使用 A4 和 A5 的level 1和2。

　　– 原始版本中没有明确说明背板的两面都应测试2000 小时。

　　– 对于前板或电池侧的背板，应在 A3 中测试 4000 小时。

　　– 背板在空气侧的测试时间应为 2000 小时。

　　此外，IEC 61730 中并未直接要求进行密封剂特定测试，但需要 IEC TS 63126 才能获得 level1和2的认证。但IEC TS 63126的密封剂测试也分为A3，A4和A5，需要考虑是否像和背板一样只考虑 A3。考虑针对level2和3在61730-1中增加新热故障安全测试(120°C，2000小时)。最后，模块T98 温度的计算需要标准化。

　　还有一些问题有待讨论，当组件进行level1和level2认证时，对IEC61730和61215中包含TC序列的部分，是进行完整序列测试还是只进行部分测试。另外由于UV条件不同，需要开辟单独的环境箱进行测试，会造成实验室和厂家的不便。

　　最后Michael Kempe指出当前标准中计算T98有效距离的模型的问题，并介绍了新的计算方法，参会专家对于新公式进行了激烈的讨论，该公式下一步还需更多实证数据的验证。

　　新研究以及提议：

　　PV recycling ReSi-Norm, Standardization Activities

　　ReSi-Norm项目当前的结果由来自VED Renewables的Norbert Lenck进行了介绍，他指出光伏循环利用目前所遇到的挑战。在过去的几年里，光伏废弃物的数量非常少，一方面是由于目前使用的回收技术水平较低，而另一方面更高水平的回收利用需要大量的投资，基于过去几年的回收量很难进行。但由于目前装机量迅猛增长，未来几年的光伏废弃将会增加。因此需要为高水平的回收利用方法制定标准。

　　目前典型的回收利用方法是铝边框和电缆接线盒中铜走典型金属回收路线，但玻璃部分被用于玻璃棉或者填充材料，回收利用水平较低。对此Frauenhofen的材料循环与资源战略研究所提供了一种回收工艺，采用电液裂解分馏一方面可将银浆分离，另一方面可以得到具有相似比例的硅和玻璃的混合物品，用静电隔离法将硅以及玻璃混合物分离可分别得到纯度较高的硅和玻璃，此种方法可得到能用于循环利用的高质量材料：

　　? 玻璃可直接进入玻璃窑炉

　　? 硅用于溅射靶材或太阳能级

　　? 高纯度的银

　　目前该标准化活动已在进行，德国电工委员会成立了一个内部工作组，来自电气、光伏和材料行业的专家参与其中，“VDE 应用指南”已完成编撰。

　　值得一提的是，这种方法仅针对已应用的光伏产品，例如工业建筑的屋顶系统和地面安装系统，工厂和产线端产生的不良产品并不适用。

　　Prediction of photovoltaic energy generation for vertically installed photovoltaic modules

　　来自PVSQ的Yuki Aoto介绍，根据现有收集的水平表面太阳辐照度数据模拟不同的平面辐照度时发现，在不同平面倾角不同的情况下，模拟值与实际测量值的差异也不同。在屏幕倾角较小时(角度为36°时)估计值和测量值几乎相同，而平面垂直于地面时辐照度的估计值与测量值的相对误差较大。这是因为在模拟辐照时，现有的评估方法通常将数据分为直射辐照和散射辐照，而忽略地面反射的分量。而往往随着平面倾斜角的增加，平面接受到的地面反射分量的也会增加。因此采用现有的方法估算平面辐照度会影响对BIPV和BAPV发电量的评估。因此提出，为了更精确地根据目前已有的水平面太阳辐照来预测垂直面的太阳辐照度，模拟BIPV和BAPV的发电量，需要开发一个模型用于计算地面反射辐照，目前已有大纲。

　　Toxicity Testing of PV Modules According to ASTM and EPA Standards

　　来自亚利桑那州立大学的Mani Govindasamy博士指出了光伏组件在TCLP测试时存在的问题，目前没有国家或国际标准规定了进行毒性测试的样品应如何从组件中提取。毒性测试结果的有效性在很大程度上取决于提取样品的位置，特别是在层压区域内，以及提取样品的颗粒大小。因此，设计正确的样品提取程序，对避免有偏差或不准确的毒性测试结果至关重要。ASU-PTL提出了一种具有代表性的采样方式：取样点位于电池片、电池片焊带、空白区域(无电池片以及焊带)以及汇流条区域，代表尺寸为9.5mm，每块颗粒应100%被玻璃覆盖且玻璃有裂纹(无分层)。此外样ASU-PTL研究发现切割法容易将玻璃打碎，而钻取方式得到的样品TCLP测试结果会有近30%的差异，采用水刀切割的样品得到的TCLP测试结果差异在8%以内，该方法被普遍认同。经过上述方法提取的样品的TCLP结果表明，组件的铅以及镉含量皆通过了毒性测试。

　　Indoor installed BIPV

　　LIXIL Technology Innovation Division的Hisashi Ishii介绍了户外安装的BIPV痛点：安装保护和更换的操作都比较困难，而室内安装的BIVP相较之下更易操作。

　　目前室内安装的BIPV有五个种类，室内悬挂式、百叶窗式、卷帘式、内层附加式以及粘贴式，如下：

　　拟启动室内安装 BIPV的大纲制定的NP，标准将侧重于安装在靠近窗户区域的室内侧BIPV 组件的设计和安规认证，根据基础标准IEC 61215、IEC 61730、IEC 63092、IEC 63163 和建筑要求拟做如下调整：增加额外的安全需求，提出评估室内安装性能评价方法，调整和保留部分室外标准的测试项目。此外风载、冷凝、防火/防火、耐久、隔热以及绝缘这些测试都是必需的。

　　项目最新进展：

　　IEC TR Re-use of PV modules and circular economy的进展

　　6 月的 PT 会议决定形成所需安全和性能测试的概览表，目前仍在讨论所需的绝缘和情景分类，包括40 MΩm2是否可以降低，情景法如何讨论架构中的单个模块与系统，例如发电厂中由于突发情况而损坏的模块与正常运行直至生命周期结束的系统。

　　目前第一版草案已转根据之前收到的反馈返工并转换为 IEC 格式，第二版预计于一月中旬完成。

　　In-service inspections: Assessment of backsheet defects, impact on safety aspects and required procedure的进展

　　Anomalous项目组介绍了该项目的第一个进展。项目共选取12个组合的背板材料， 244个样品，已确定了背板异常的描述和分类，将背板异常导致的电气危害等级分为低、中、高、非常高四类，并制确定了背板异常出现后的检验和检测方案。

　　接下来将进行的两轮测试：

　　1.测试不同背板材料在不同地方的特性

　　2.测试背板材料以及组件在不同地方的特性，包括组件的EL电流电压曲线以及绝缘电阻

　　光伏零部件标准最新进展

　　IEC 62788-2-1 ED.1光伏组件中的聚合物材料第2-1部分聚合物前板和背板的安全要求;IEC 62788-2 ED.1/AMD1修正案光伏组件材料的测试程序第2部分.聚合物材料-前板和背板。

　　聚合物前板和背板作为太阳能光伏组件的关键零部件，其安全性能一直备受关注。IEC 62788-2-1是关于组件用前板和背板的安全性能要求，该标准结合了IEC TS 62788-2，IEC TS 62788-7-2，IEC TS 63126等标准，聚合物前板和后板必须符合该标准的要求，光伏组件才能满足IEC 61730的设计要求。TüV SüD一直积极参与IEC 62788-2-1标准的制定，来自Endurans Solar的Peter Pasmans作为背板组组长总结了春季会议之后前/背板讨论组的工作。讨论组计划在2022年WG2秋季会议之后提交IEC 62788-2-1的FDIS版本和IEC TS 62788-2 AMD1的DTS版本，FDIS版本提交后将不会对技术部分进行大量修改。

　　IEC 62788-2-1 Ed. 1和 IEC TS 62788-2 Ed. 2

　　开发流程

　　本次秋季会议首先总结了目前版本的IEC 62788-2-1标准和CDV版本的主要差异：

　　IEC 62788-2-1标准在技术内容变化不大的前提下文本结构发生了变更，变更后阅读性更强，原标准内关于测试方法的部分全部移到了IEC TS 62788-2;

　　IEC 62788-2-1对于背板的要求主要分为两部分：1.单层材料的评估要求，2.整体背板的评估要求，不存在用背板半成品进行测试的要求。

　　单层材料的评估要求：

　　整体背板的评估要求：

　　增加了第4部分：Designation and ratings

　　该部分明确了背板适用于组件的评估要求，背板的系统电压等级需要和T98温度规定的材料耐温等级相协调;前板和背板的定义区别;前板和背板适用不同T98温度所满足的系统电压等级需要结合IEC 61730-1 和 IEC TS 63126，IEC TS 63126 内对背板的要求也将参考本标准;

　　增加了第5.5部分：Model and variant designation

　　明确了背板型号命名的基本原则，型号变更的基本要求;相似材料的测试要求进行了更新并移到第8部分。替代材料的要求会随 IEC TS 62915更新，更多关于前板背板重测要求将会在下一个版本更新。

　　可靠绝缘层的直流击穿测试要求与IEC 61730 一致。

　　绝缘穿透距离测试DTI(FBST 04)的测试要求从IEC 61730移到了本标准，并增加了在不同T98温度下对应的DTI要求示例

　　直流击穿(FBST 03)要求新增加了耐压测试的选项，并增加了在不同T98温度下对应的击穿测试要求示例。

　　材料等级(FBST 05)要求进行了更新与IEC 61730-1的要求一致。根据lamination protrusion test(原DTI测试)的结果确定需要进行CTI测试的层。

　　UV老化测试(FBST 08)是相对于CDV版本变化最大的地方，对于UV测试的要求变更为：白色和透明背板满足 T98 ≤ 70°C、70°C

　　热失效保护测试(Thermal failsafe test)要求没有变更

　　明确了该测试是为了防止单层材料在热应力之后由于伸率的降低造成开裂;是对传统TI/RTE (RTI)测试只评估单一方向拉伸强度的补充。测试条件和判定要求为：单层材料预处理之后，120℃的条件下老化2000小时。判定要求：MD/TD 方向老化后断裂伸长率(EaB)绝对值≥25%。

　　目前版本的IEC TS 62788-2标准和CD版本的主要差异：

　　原IEC 62788-2-1标准内关于测试方法的部分全部移到了IEC TS 62788-2。

　　关于样品预处理的要求进行了更新并对于哪些测试进行何种预处理给出了建议。

　　删除了卷曲测试。

　　对附着力测试部分(含附件)进行了彻底的审核和更新，添加了特定的用例并规范附件，以前的附录B因此被删除。详见下图：

　　增加了4.10.4磨损试验，参照附录C磨损试验。

　　IEC 62788-2 新版标准将新增一个“焊接凸点测试(Solder bump test)”该测试为序列老化测试具体要求如下：

　　试样层压结构：solder wire/BS/solder wire/E/G，MD和TD方向均需准备样品;

　　测试序列：UV1000/A3 (FBST 09) + TC200 (MQT 11 of IEC 61215-2);

　　根据前期循环比对测试建议序列为：2 x (UV1000/A3 + TC200);

　　判定要求：序列测试后样品外观，主要为开裂和脱层等严重的外观缺陷并对外观进行分级。

　　IEC 62788-1-1 ED1光伏组件用材料的测试流程 - 第1-1部分：封装材料用聚合物

　　IEC 62788-1-1标准的开发基于一系列IEC 62788-1-X标准，参考测试标准基本已经开发完成。目前IEC 62788-1-1处于DECFDIS阶段，讨论组开会频率每月1-2次，并且针对共挤胶膜的测试方案设计参考了中国光伏协会开发的现有标准。David Miller博士作为该标准的牵头人再次强调了62788系列标准的开发目的：为组件设计以及材料的研发提供参考数据和UCF报告;进料和出货检查规则以及原材料或成品生产过程控制;为组件安全性能测试和设计选型提供参考;提供重测导则依据以及产品长期可靠性研究依据;失效分析。并会讨论在标准中加入判定要求。