在光伏產(chǎn)業(yè)的研發(fā)與質(zhì)量驗(yàn)證環(huán)節(jié),戶外長期服役狀態(tài)下組件的耐候表現(xiàn)是評價(jià)產(chǎn)品可靠性的重要維度。光伏組件長期暴露在自然環(huán)境中,太陽輻射內(nèi)的紫外波段會持續(xù)作用于封裝膠膜、背板、玻璃等構(gòu)件,逐步引發(fā)材料黃變、層間剝離、力學(xué)性能衰減等現(xiàn)象,直接影響光伏組件的輸出性能與實(shí)際服役周期。在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下復(fù)刻這類自然老化過程,依靠自然露天暴曬周期漫長,很難適配產(chǎn)品迭代、樣品檢驗(yàn)的節(jié)奏,光伏組件紫外老化試驗(yàn)箱便成為光伏行業(yè)開展紫外光加速耐候試驗(yàn)的重要載體。該設(shè)備廣泛應(yīng)用于光伏制造企業(yè)、科研院校以及相關(guān)檢測機(jī)構(gòu),可針對單晶硅組件、地面用晶體硅光伏組件、地面用薄膜光伏組件等各類樣品開展標(biāo)準(zhǔn)化紫外老化驗(yàn)證工作。
設(shè)備的運(yùn)行邏輯依托熒光紫外燈管輸出特定波段光譜,以此復(fù)刻陽光內(nèi)紫外線帶來的材料破壞效應(yīng),試驗(yàn)過程可以按照標(biāo)準(zhǔn)要求完成光照連續(xù)運(yùn)行、光照間隙交替等多種工況設(shè)置,將戶外數(shù)年的紫外暴露效應(yīng)壓縮在實(shí)驗(yàn)室可控周期之內(nèi)。整套設(shè)備由箱體結(jié)構(gòu)、加熱系統(tǒng)、光源系統(tǒng)、控制系統(tǒng)以及保護(hù)模塊共同組成,各部分協(xié)同完成溫度調(diào)控、紫外輻照輸出、運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測等一系列工作。
光伏組件紫外老化試驗(yàn)箱的箱體外殼選用鋼板噴塑處理,內(nèi)部工作室采用不銹鋼拉絲板材制作,具備適配試驗(yàn)環(huán)境的耐腐蝕能力,能夠承受長期試驗(yàn)過程中的溫度變化與環(huán)境介質(zhì)影響。試樣安裝架配置不銹鋼軌道結(jié)構(gòu),操作人員可以根據(jù)試件規(guī)格、試驗(yàn)對輻照距離的要求進(jìn)行位置調(diào)整,便于不同尺寸樣品的安放固定,保障樣品接收輻照的條件趨于一致。加熱單元采用翅片式合金加熱管完成升溫作業(yè),升溫過程平穩(wěn),利于實(shí)現(xiàn)工作室內(nèi)溫度分布的均衡,加熱系統(tǒng)作為獨(dú)立單元運(yùn)行,不會對光照輻射回路以及設(shè)備控制線路造成干擾。

光源單元采用紫外熒光燈管,輸出光譜覆蓋280?400nm區(qū)間,光譜分布貼合相關(guān)國標(biāo)對于試驗(yàn)光譜的要求,能夠模擬夏日赤道正午陽光的紫外輻射條件。設(shè)備配置分離式紫外輻射測量儀器,傳感器與主機(jī)分開布置,適配不同工況下的輻照采集,便于試驗(yàn)人員掌握箱體內(nèi)部紫外輻射的實(shí)際狀態(tài)。控制系統(tǒng)搭載進(jìn)口溫控儀表,按鍵操作模式便于試驗(yàn)人員完成各項(xiàng)參數(shù)設(shè)定,整機(jī)電氣元器件選用成熟的工業(yè)部件,整流器與啟輝器配合,保障紫外燈管的正常點(diǎn)亮,溫度感知元件實(shí)時(shí)采集箱內(nèi)溫度,完成閉環(huán)調(diào)控。整套設(shè)備可以設(shè)定總試驗(yàn)時(shí)長,同時(shí)支持黑板溫度的監(jiān)控,光照模式的連續(xù)、間隙交替均可按需配置。
設(shè)備在設(shè)計(jì)階段融入多類保護(hù)機(jī)制,缺水保護(hù)、加熱器短路保護(hù)等功能可以在異常工況下做出響應(yīng),降低設(shè)備部件因運(yùn)行故障出現(xiàn)損壞的概率。在標(biāo)準(zhǔn)適配層面,該設(shè)備可以執(zhí)行多項(xiàng)光伏組件紫外試驗(yàn)對應(yīng)的國內(nèi)與國際標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)也兼容多項(xiàng)材料紫外老化相關(guān)的海外測試規(guī)范,輸出的試驗(yàn)條件可以匹配不同檢測方案的執(zhí)行需求。
在實(shí)際開展試驗(yàn)工作時(shí),操作人員需要建立規(guī)范化的操作與維護(hù)習(xí)慣,以此保障測試數(shù)據(jù)的重復(fù)性。設(shè)備安放位置需要保持通風(fēng),規(guī)避粉塵大量聚集的區(qū)域,設(shè)備運(yùn)行前檢查水路、電路連接狀態(tài),確認(rèn)樣品穩(wěn)固安置于試樣架上,樣品之間預(yù)留合適間隙,不要遮擋光源照射路徑。紫外光線會對人體皮膚、眼部帶來刺激,操作人員在箱門開啟狀態(tài)下,應(yīng)當(dāng)減少直接暴露在紫外輻射之下的時(shí)間。每次試驗(yàn)結(jié)束,需要清理內(nèi)腔殘留的碎屑污漬,做好箱體干燥處理;長期不啟用設(shè)備時(shí),需要切斷電源,做好防塵防護(hù)。
日常維護(hù)過程中,燈管是需要重點(diǎn)關(guān)注的部件,隨著使用時(shí)長累積,燈管會出現(xiàn)紫外輸出衰減,即便燈管依舊可以點(diǎn)亮,光譜輸出也會發(fā)生偏移,影響試驗(yàn)結(jié)果。在斷電并且燈管充分冷卻之后,可以使用無塵軟布對燈管表面進(jìn)行擦拭,除去表面積攢的灰塵,擦拭過程避免手部油脂直接接觸燈管玻璃表面。水路系統(tǒng)需要做好水位檢查,避免缺水觸發(fā)保護(hù)停機(jī);定期查看傳感器探頭,防止污漬覆蓋影響感知精度。電氣接線端子定期檢查緊固狀態(tài),若設(shè)備出現(xiàn)非人為的異常故障,不建議人員自行拆解,應(yīng)當(dāng)交由熟悉設(shè)備結(jié)構(gòu)的技術(shù)人員排查處理。
借助光伏組件紫外老化試驗(yàn)箱完成加速耐候測試,研發(fā)人員能夠提前觀測組件材料經(jīng)過紫外輻射之后外觀、結(jié)構(gòu)層面的變化,評估封裝材料、背板等關(guān)鍵構(gòu)件的耐受能力,為配方選型、結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供試驗(yàn)依據(jù),幫助企業(yè)把控產(chǎn)品在戶外環(huán)境的耐受表現(xiàn),為光伏組件的質(zhì)量管控提供實(shí)驗(yàn)室層面的數(shù)據(jù)支撐。