KR20140104692A - 태양전지모듈 환경평가 방법 - Google Patents

태양전지모듈 환경평가 방법 Download PDF

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KR20140104692A
KR20140104692A KR1020130018478A KR20130018478A KR20140104692A KR 20140104692 A KR20140104692 A KR 20140104692A KR 1020130018478 A KR1020130018478 A KR 1020130018478A KR 20130018478 A KR20130018478 A KR 20130018478A KR 20140104692 A KR20140104692 A KR 20140104692A
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김경수
강기환
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한국에너지기술연구원
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere

Abstract

본 발명은 태양전지모듈의 환경평가 방법에 관한 것으로, 이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 태양전지모듈 환경평가 방법은, 다수의 태양전지모듈에 대해 예비컨디셔닝, 외관검사, 최대출력결정, 절연시험 및 습윤누설전류시험이 포함된 제1시험을 수행하는 제1시험수행단계; 상기 다수의 태양전지모듈 중 일부에 대해 옥외노출시험, UV 전처리 시험, 온도사이클 시험, 온도계수 측정, 낮은 조사강도에서의 특성, 공칭 태양전지 동작 온도(NOCT) 측정, STC 및 NOCT에서의 성능, 습도-동결 시험 및 단자강도 시험이 포함도니 제2시험을 수행하는 제2시험수행단계; 상기 다수의 태양전지모듈 중 다른 일부에 대해 옥외노출시험, 바이패스 다이오드 열시험 및 열점 내구성 시험이 포함된 제3시험을 수행하는 제3시험수행단계; 상기 다수의 태양전지모듈 중 또 다른 일부에 대해 옥외노출시험, 고온고습시험, 기계적 하중시험 및 우박시험이 포함된 제4시험을 수행하는 제4시험수행단계; 상기 다수의 태양전지모듈 중 나머지에 대해 옥외노출시험 및 염수분무시험이 포함된 제5시험을 수행하는 제5시험수행단계; 및 상기 다수의 태양전지모듈에 대해 습윤누설전류시험이 포함된 제6시험을 수행하는 제6시험수행단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

태양전지모듈 환경평가 방법{ENVIRONMENTAL TEST METHOD FOR PHOTOVOLTAIC MODULE}
본 발명은 태양전지모듈의 환경평가 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 태양전지모듈의 환경평가를 위한 시험방법에 관한 것이다.
태양광을 이용하여 전기를 생산하는 태양전지모듈은 대체로 실외에 설치되어 자연광이나 집광된 태양광 아래에서 오랜 기간 동안 지속적으로 사용된다. 그렇기 때문에 실외의 다양한 환경 속에서도 정상적으로 기능이 작동되어야 하는 것이 중요하다. 그에 따라 제품 출시 전에 다양하게 시험함으로써, 태양전지모듈에 대한 신뢰성을 확보하는 것이 중요하다.
이를 위해 기존에는 IEC 61215나 IEC 61646을 통해 규정한 시험 기준을 이용하여 태양전지모듈에 대한 신뢰성을 시험한다. 그리고 상기의 시험기준을 만족하면, 태양전지모듈이 보통 20년 정도의 내구 수명을 가질 것으로 예측되고 있으나, 실제로는 그와 같은 수명을 보여주지 못하는 경우도 많다.
또 태양전지모듈을 설치할 수 있는 지역을 환경적으로 구분하면, 고온고습지역, 고온건조지역, 저온건조 지역 등으로 구분할 수 있는데, 이러한 특정 환경은 태양전지모듈의 내구성에 영향을 줄 수 있는 요인이 된다. 그렇지만, 다양한 특정 환경에서 기존의 IEC 61215나 IEC 61646 규정에 따라 동일한 시험 방법과 시험 순서에 따라 평가를 하는 것은 태양전지모듈의 내구성 평가 시험방법으로 한계가 있는 문제가 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 다양한 환경에서 적용할 수 있는 태양전지모듈의 환경평가 방법을 제공하는데 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 태양전지모듈 환경평가 방법은, 다수의 태양전지모듈에 대해 예비컨디셔닝, 외관검사, 최대출력결정, 절연시험 및 습윤누설전류시험이 포함된 제1시험을 수행하는 제1시험수행단계; 상기 다수의 태양전지모듈 중 일부에 대해 옥외노출시험, UV 전처리 시험, 온도사이클 시험, 온도계수 측정, 낮은 조사강도에서의 특성, 공칭 태양전지 동작 온도(NOCT) 측정, STC 및 NOCT에서의 성능, 습도-동결 시험 및 단자강도 시험이 포함도니 제2시험을 수행하는 제2시험수행단계; 상기 다수의 태양전지모듈 중 다른 일부에 대해 옥외노출시험, 바이패스 다이오드 열시험 및 열점 내구성 시험이 포함된 제3시험을 수행하는 제3시험수행단계; 상기 다수의 태양전지모듈 중 또 다른 일부에 대해 옥외노출시험, 고온고습시험, 기계적 하중시험 및 우박시험이 포함된 제4시험을 수행하는 제4시험수행단계; 상기 다수의 태양전지모듈 중 나머지에 대해 옥외노출시험 및 염수분무시험이 포함된 제5시험을 수행하는 제5시험수행단계; 및 상기 다수의 태양전지모듈에 대해 습윤누설전류시험이 포함된 제6시험을 수행하는 제6시험수행단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 태양전지모듈 환경평가 방법은, 다수의 태양전지모듈에 대해 옥외노출시험, 외관검사, 최대출력결정, 절연시험 및 습윤누설전류시험이 포함된 제1시험이 수행되는 제1시험수행단계; 다수의 태양전지모듈 중 일부에 대해 UV 전처리 시험, 온도사이클 시험, 온도계수 측정, 낮은 조사강도에서의 특성, 공칭 태양전지 동작온도(NOCT) 측정, STC 및 NOCT에서의 성능, 습도-동결 시험 및 단자강도 시험이 포함된 제2시험을 수행하는 제2시험수행단계; 상기 다수의 태양전지모듈 중 다른 일부에 대해 바이패스 다이오드 열시험 및 열점 내구성 시험이 포함된 제3시험을 수행하는 제3시험수행단계; 상기 다수의 태양전지모듈 중 또 다른 일부에 대해 고온고습시험, 기계적 하중시험 및 우박시험이 포함된 제4시험을 수행하는 제4시험수행단계; 상기 다수의 태양전지모듈 중 나머지에 대해 염수분무시험이 포함된 제5시험을 수행하는 제5시험수행단계; 및 상기 다수의 태양전지모듈에 대해 습윤누설전류시험이 포함된 제6시험을 수행하는 제6시험수행단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또 한편, 이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 태양전지모듈 환경평가 방법은, 다수의 태양전지모듈에 대해 예비컨디셔닝, 외관검사, 최대출력결정, 절연시험 및 습윤누설전류시험이 포함된 제1시험을 수행하는 제1시험수행단계; 상기 다수의 태양전지모듈 중 일부 대해 가중 조건 옥외노출시험, 온도계수 측정, 공칭 태양전지 동작 온도(NOCT) 측정, STC 및 NOCT에서의 성능, 낮은 조사강도에서의 특성, 바이패스 다이오드 열시험 및 열점 내구성 시험이 포함된 제2시험을 수행하는 제2시험수행단계; 상기 다수의 태양전지모듈 중 다른 일부에 대해 가중 UV 전처리 시험, 온도사이클 시험, 가중 조건 습도-동결 시험 및 단자강도 시험이 포함된 제3시험을 수행하는 제3시험수행단계; 상기 다수의 태양전지모듈 중 또 다른 일부에 대해 온도사이클 시험이 포함된 제4시험을 수행하는 제4시험수행단계; 상기 다수의 태양전지모듈 중 또, 또 다른 일부에 대해 가중 조건 고온고습시험, 기계적 하중시험 및 우박시험이 포함된 제5시험을 수행하는 제5시험수행단계; 상기 다수의 태양전지모듈 중 나머지에 대해 염수분무시험이 포함된 제6시험을 수행하는 제6시험수행단계; 및 상기 다수의 태양전지모듈에 대해 습윤누설전류시험이 포함된 제6시험을 수행하는 제6시험수행단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또 다른 한편, 이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 태양전지모듈 환경평가 방법은, 다수의 태양전지모듈에 대해 가중 조건 옥외노출시험, 외관검사, 최대출력결정, 절연시험 및 습윤누설전류시험이 포함된 제1시험을 수행하는 제1시험수행단계; 상기 다수의 태양전지모듈 중 일부에 대해 가중 조건 UV 전처리시험, 온도사이클 시험, 온도계수 측정, 낮은 조사강도에서의 특성, 공칭 태양전지 동작온도(NOCT) 측정, STC 및 NOCT에서의 성능, 가중 조건 습도-동결시험 및 단자강도시험이 포함된 제2시험을 수행하는 제2시험수행단계; 상기 다수의 태양전지모듈 중 다른 일부에 대해 바이패스 다이오드 열시험 및 열점 내구성 시험이 포함된 제3시험을 수행하는 제3시험수행단계; 상기 다수의 태양전지모듈 중 또 다른 일부에 대해 가중 조건 고온고습시험, 기계적 하중시험 및 우박시험이 포함된 제4시험을 수행하는 제4시험수행단계; 상기 다수의 태양전지모듈 중 나머지에 대해 염수분무시험이 포함된 제5시험을 수행하는 제5시험수행단계; 및 상기 다수의 태양전지모듈에 대해 습윤누설전류시험이 포함된 제6시험을 수행하는 제6시험수행단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 제4시험수행단계에서 기계강도시험은 상기 고온고습시험이후에 진행되며, 상기 제4시험이 수행되는 태양전지모듈 중 하나의 앞뒷면을 1시간 동안 2400pa의 하중을 가하여 시험하고, 나머지의 앞뒷면을 1시간 동안 5400pa의 하중을 가하여 시험하는 것이 바람직하다. 그리고 상기 제4시험수행단계에서 우박시험은 상기 태양전지모듈 중 5400pa의 하중으로 기계강도시험이 진행된 이후에 진행되는 것이 바람직하다.
이때, 상기 옥외노출시험은 상기 다수의 태양전지모듈을 옥외에 설치하고, 태양빛에 누적 60kWh/㎡의 광량에 노출시켜 시험하고, 상기 가중 조건 옥외노출시험은 상기 다수의 태양전지모듈을 옥외에 설치하고, 태양빛에 누적 120kWh/㎡의 광량에 노출시켜 시험할 수 있다.
그리고 상기 고온고습시험은 85℃의 온도 및 상대습도 85%에서 1000시간 동안 진행되고, 상기 가중 조건 고온고습시험은 85℃의 온도 및 상대습도 85%에서 3000시간 동안 진행될 수 있다.
또한, 상기 UV 전처리 시험은 280 내지 385nm 파장범위에서 15kWh/㎡까지 태양전지모듈이 노출되고, 상기 가중 조건 UV 전처리 시험은 280 내지 385nm 파장범위에서 30kWh/㎡까지 태양전지모듈이 노출될 수 있다.
그리고 상기 습도-동결 시험은 영하 40도와 영상 85도 사이에서 일정한 주기를 따라 10사이클 반복하여 수행되고, 상기 가중 조건 습도-동결 시험은 영하 40도와 영상 85도 사이에서 일정한 주기를 따라 30사이클 반복하여 수행될 수 있다.
여기서, 상기 제2시험이 수행되는 태양전지모듈 중 일부는 온도사이클 시험이 수행된 이후에 온도계수 측정 및 낮은 조사강도에서의 특성 시험이 차례로 시험되고, 나머지는 온도사이클 시험이 수행된 이후에 공칭 태양전지 동작온도 측정과 STC 및 NOCT에서의 성능 시험이 차례로 시험되는 것이 바람직하다.
그리고 상기 제6시험수행단계에서 습윤누설전류시험은 상기 제1시험수행단계에서의 습윤누설전류시험이 수행된 이후 24시간 후에 수행되는 되는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 다양한 설치환경에 설치되는 태양전지모듈의 내구성을 평가하기 위한 방법 및 순서를 다양하게 함으로써, 특정 환경에서의 태양전지모듈에 대한 환경평가를 보다 정확하게 할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 태양전지모듈 환경평가 방법 중 제1실시예를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 태양전지모듈 환경평가 방법 중 제2실시예를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 태양전지모듈 환경평가 방법 중 제3실시예를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 태양전지모듈 환경평가 방법 중 제4실시예를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제3실시예 및 제4실시예에서의 평가 등급을 나타낸 표이다.
도 6은 IEC 61215 규정의 시험인증절차를 도시한 도면이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 더 구체적으로 설명한다.
본 발명의 태양전지모듈 환경평가 방법은 기존의 IEC 61215의 규정에서 규정된 시험방법을 변형하여 수행되며, 시험조건에 따라 시험 방법 및 시험 순서를 변경된다. 이에 대해 도 1 내지 도 6에 도시된 도면을 참조하여 설명한다.
본 발명의 제1실시예에 따른 태양전지모듈 환경평가 방법은 도 6에 도시된 IEC 61215 규정의 각 시험 항목의 시험 조건은 동일하게 적용한다. 그리고 태양광에의 노출로 인해 출력변화에 현저히 영향을 미칠 수 있는 출력저하 및 온도 사이클 시험 등을 연속적으로 배치한 것이다.
또한, 모든 태양전지모듈은 옥외노출시험을 진행하며, 온도사이클 50 시험은 온도사이클 200시험으로 대체하여 생략한다. 그리고 옥외노출시험 후 진행되었던 온도계수의 측정 등은 상호연관성을 구분하여 총 3개로 분리한다. 이를 통해 시험 기간은 기존보다 약 2주정도 늘어날 수 있다.
기존의 태양전지모듈의 정격 최대출력을 결정하던 것을 예비컨디셔닝 후 진행하도록 변경하였으며, 합격기준은 IEC 61215에 나타나는 것과 동일하게 적용한다.
도 1을 참조하면, 환경평가를 하기 위한 다수의 태양전지모듈 모두에 대해 예비컨디셔닝, 외관검사, 최대 출력 결정, 절연시험 및 습윤누설전류시험을 차례로 수행한다.
예비컨디셔닝은 시험조건을 5kWh/㎡으로 한다.
외관검사는 태양전지모듈에 대해 균열, 절곡, 비틀림 또는 외부 표면의 깨진 흠집, 파손된 셀, 균일이 있는 셀, 내부 접속 또는 결합 불량, 셀 상호간의 접촉 및 셀과 프레임의 접촉, 접착불량, 셀과 모듈의 모서리 사이의 기포나 갈라짐, 플라스틱 재로의 점착성 표면, 이상 접속 및 활선 부분의 노출, 성능에 영향을 미칠 수 있는 기타 상태 등을 육안으로 검사한다.
최대출력결정은 여러 시험 전에 모듈의 최대 전력을 결정하기 위해 수행하는 것으로, 태양전지모듈의 전류-전압 특성값을 측정한다.
절연시험은 태양전지모듈의 전류 통전 부분과 프레임 간에 충분하고 적절한 절연이 되어 있는지 확인하기 위한 시험이다.
습윤누설전류시험은 비, 안개, 이슬, 녹은 눈 등으로 생긴 물기가 태양전지모듈의 회로 활전부에 침투되지 않는지를 확인하기 위한 시험이다.
이렇게 모든 태양전지모듈에 대한 시험이 끝나면, 다수의 태양전지모듈 중 일부에 대해 옥외노출시험, UV 전처리 시험, 온도사이클 시험, 온도계수 측정, 낮은 조사강도에서의 특성, 공칭 태양전지 동작 온도(NOCT) 측정, STC 및 NOCT에서의 성능, 습도-동결 시험 및 단자강도 시험을 차례로 수행한다.
이때 시험되는 태양전지모듈의 일부는 온도 사이클 시험 후에 온도계수 측정 및 낮은 조사강도에서의 특성 시험이 수행된 다음, 습도-동력 시험이 이루어지고, 나머지는 온도 사이클 시험 후에 공칭 태양전지 동작온도 측정과 STC 및 NOCT에서의 성능 시험이 수행된 다음 습도-동력 시험이 이루어진다.
옥외노출시험은 태양전지모듈이 옥외에 설치된 상태에서 내구성을 일차적으로 평가하고, 시험소에서 시험할 수 없는 복합적 열화의 영향을 파악하기 위해 수행되며, 태양전지모듈에 조사되는 일사량이 60kWh/㎡에 도달할 때까지 태양전지모듈을 옥외에 방치하여 시험이 수행된다.
UV 전처리 시험은 자외선 열화에 민감한 재질과 압착 본드의 특성을 점검하기 위해 수행되며, 280nm 내지 385nm 파장범위에서 15kWh/㎡까지 태양전지모듈이 노출되도록 수행된다.
온도사이클 시험은 영하 40도와 영상 80도 사이에서 주기적인 온도변화를 200사이클 동안 시험하기 위해 수행된다.
온도계수 측정은 태양전지모듈 측정을 통해 전류의 온도 계수, 전압의 온도계수 및 피크 전력을 조사하기 위해 수행된다.
낮은 조사강도에서의 특성은 태양전지모듈의 전기적 특성이 25℃ 및 200W/㎡의 방사 조도에서 부하와 함께 어떻게 변화하는지를 자연광의 요구에 적합한 B등급 시뮬레이터를 이용하여 전기적 특성을 결정하기 위해 수행된다.
공칭 태양전지 동작 온도(NOCT) 측정은 태양전지모듈의 공칭 작동 셀 온도(NOCT)를 결정하기 위해 수행된다.
STC 및 NOCT에서의 성능은 태양전지모듈의 전기 특성이 NOCT의 기준 분광 방사조도를 가진 800W/㎡의 방사 조도에서, 부하와 함께 어떻게 변화하는지 결정하기 위해 수행된다.
습도-동결 시험은 고온 및 고습도 이후에 온도가 0도 이하로 떨어질 경우에 태양전지모듈의 내구성을 조사하기 위해 수행되도록 IEC 61215에서 정한 영하 40도와 영상 85도 사이의 주기를 따라 10사이클 반복하여 수행된다.
단자강도 시험은 단자 및 태양전지모듈 본체로의 단자 장착, 통상의 조립 또는 취급 작업 중에 가해지는 스트레스에 대한 내구성을 조사하기 위해 수행된다.
그 다음으로, 제1실시예에 따른 다수의 태양전지모듈의 다른 일부에 대해서는 옥외노출시험, 바이패스 다이오드 열시험 및 열점 내구성 시험이 차례로 수행된다.
옥외노출시험은 상기에서 설명한 바와 같으며, 바이패스 다이오드 열시험은 태양전지모듈의 핫스팟 현상에 대한 유해한 결과를 제한하기 위해 사용된 바이패스 다이오드가 열에 대한 내성 설계가 얼마나 잘되어 있는지 그리고 유사한 환경에서 장시가 사용할 경우 신뢰성이 확보되었는지를 평가하기 위해 수행된다.
열점 내구성 시험은 과열점 가열의 영향, 일례로, 땜납의 용융 또는 캡슐 노화에 대한 모듈의 내구성을 결정하기 위해 수행된다.
그리고 제1실시예에 따른 다수의 태양전지모듈의 또 다른 일부에 대해서는 옥외노출시험, 고온고습시험, 기계적 하중시험 및 우박시험이 차례로 수행된다. 이때 시험되는 태양전지모듈의 일부는 고온고습시험 후에 기계적 하중시험만 수행되고, 나머지는 기계적 하중시험과 우박 시험이 차례로 수행된다.
옥외노출시험은 상기에서 설명한 바와 같으며, 고온고습시험은 습도와 장기간 침투에 대한 모듈의 내구성을 조사하기 위해 수행되며, 시험온도 85℃, 상대습도 85%에서 1000시간 동안 수행된다.
기계적 하중시험은 태양전지모듈이 바람, 눈, 정지하중 또는 얼음 하중에 대한 내구성을 조사하기 위해 수행되며, 태양전지모듈의 표면에 일정한 하중을 2400Pa까지 가하여 수행된다.
우박 시험은 태양전지모듈이 우박의 충격에 견딜 수 있는지 여부를 검증하기 위해 수행된다.
그 다음으로, 제1실시예에 따라 시험을 수행하는 다수의 태양전지모듈 중 나머지에 대해 옥외노출시험 및 염수분무시험을 차례로 수행한다.
옥외노출시험은 상기에서 설명한 바와 같으며, 염수분무시험은 태양전지모듈의 구성재료 및 패키지의 염분에 대한 내구성을 시험하기 위해 수행된다.
이렇게 다수의 태양전지모듈을 나누어 각각의 시험을 수행하고, 마지막으로, 다수의 태양전지모듈 전체에 대해 습윤누설전류시험이 다시 수행된다.
다음으로, 본 발명의 제2실시예에 따른 태양전지모듈 환경평가 방법은 제1실시예와 비교하여 전체적인 시험 순서는 유사하지만, 소비자의 입장에서 평가하는 방법이다. 제2실시예에서는 태양전지모듈의 최대 출력 결정을 태양전지모듈의 전체에 대해 옥외노출시험이 수행된 이후에 수행되도록 한다.
이는 옥외노출시험이 태양전지모듈의 정격 출력에 영향을 미치기 때문이며, 기존의 IEC 61215에서는 예비컨디셔닝의 시험조건을 5kWh/㎡로 하여 매우 제한하고 있다. 그렇지만, 장기적인 소비자의 입장에서는 IEC 61215에서 제한하고 있는 것이 안정화된 태양전지모듈의 출력이라 단정하기 어렵기 때문에 옥외노출시험이 먼저 수행되도록 한다.
제2실시예에 따른 태양전지모듈 환경평가 방법에 따라 시험이 수행되면 기존보다 약 2주의 시험기간이 추가로 소요될 수 있으며, 합격기준은 IEC 61215에 나타나는 것과 동일하게 적용한다.
도 2를 참조하면, 환경평가를 하기 위한 다수의 태양전지모듈 모두에 대해 옥외노출시험, 외관검사, 최대출력결정, 절연시험 및 습윤누설전류시험이 차례로 수행되며, 각 시험에 대한 설명 중 제1실시예에서 설명된 내용은 생략한다.
그리고 다수의 태양전지모듈 중 일부에 대해서는 UV 전처리 시험, 온도사이클 시험, 온도계수 측정, 낮은 조사강도에서의 특성, 공칭 태양전지 동작온도(NOCT) 측정, STC 및 NOCT에서의 성능, 습도-동결 시험 및 단자강도 시험이 차례로 수행된다.
이때 시험되는 태양전지모듈의 일부는 온도 사이클 시험 후에 온도계수 측정 및 낮은 조사강도에서의 특성 시험이 수행된 다음, 습도-동력 시험이 이루어지고, 나머지는 온도 사이클 시험 후에 공칭 태양전지 동작온도 측정과 STC 및 NOCT에서의 성능 시험이 수행된 다음 습도-동력 시험이 이루어진다.
그리고 다수의 태양전지모듈 중 다른 일부에 대해서는 바이패스 다이오드 열시험 및 열점 내구성 시험이 차례로 수행된다.
또한, 다수의 태양전지모듈 중 또 다른 일부에 대해서는 고온고습 시험, 기계적 하중시험 및 우박시험이 차례로 수행되며, 이때 시험되는 태양전지모듈의 일부는 고온고습시험 후에 기계적 하중시험만 수행되고, 나머지는 기계적 하중시험과 우박 시험이 차례로 수행된다.
그 다음으로, 제1실시예에 따라 시험을 수행하는 다수의 태양전지모듈 중 나머지에 대해서는 염수분무시험이 수행된다.
이렇게 다수의 태양전지모듈을 나누어 각각의 시험을 수행하고, 마지막으로, 다수의 태양전지모듈 전체에 대해 습윤누설전류시험이 다시 수행된다.
본 발명의 제3실시예에 따른 태양전지모듈 환경평가 방법은 IEC 61215 시험방법과 본 발명의 제3실시예에서의 시험 기준을 접목한 것으로, 옥외노출시험 UV 전처리 시험, 고온고습시험, 기계적 하중시험, 습윤누설전류시험 등에 가혹한 시험기준을 더한 것이다.
본 발명의 제3실시예에 따른 옥외노출시험은 120kWh/㎡의 조건으로 수행되고, UV 전처리 시험은 30kWh/㎡의 조건으로 수행된다. 고온고습시험과 습도동력 시험의 경우 모두 기존 조건의 3배가 되도록 각 시험시간이 3000시간과 30사이클로 수행된다.
기계적 하중시험은 고온고습 시험 후, 2400Pa 및 5400Pa 조건으로 두 번 진행되며, 최종적으로 수행되는 습윤누설전류시험은 초기 습윤누설전류시험이 실시된 후 24시간 이후에 수행된다.
시험기간은 기존에 비해 약 6주의 시간이 추가로 소요되며, 최대 출력 결정은 IEC 61215와 동일하여 제조사의 입장을 반영한 시험조건이 된다. 시험통과 기준은 도 5에 도시된 바와 같이, 등급을 나누어 결정한다.
도 3을 참조하면, 환경평가를 하기 위한 다수의 태양전지모듈 모두에 대해 예비컨디셔닝, 외관검사, 최대출력결정, 절연시험 및 습윤누설전류시험이 수행된다.
다수의 태양전지모듈 중 일부에 대해 가중 조건 옥외노출시험, 온도계수 측정, 공칭 태양전지 동작 온도(NOCT) 측정, STC 및 NOCT에서의 성능, 낮은 조사강도에서의 특성, 바이패스 다이오드 열시험 및 열점 내구성 시험이 차례로 수행된다.
이때, 가중 조건 옥외노출시험은 태양전지모듈에 조사되는 일사량이 120kWh/㎡에 도달할 때까지 태양전지모듈을 옥외에 방치하여 시험이 수행된다.
그리고 다수의 태양전지모듈 중 다른 일부에 대해 가중 조건 UV 전처리 시험, 온도사이클 시험, 가중 조건 습도-동결 시험 및 단자강도 시험이 수행되며, 이때, 가중 조건 UV 전처리 시험은 280 내지 385nm 파장범위에서 30kWh/㎡까지 태양전지모듈이 노출되도록 수행된다. 가중 조건 습도-동결 시험은 IEC 61215에서 정한 영하 40도와 영상 85도 사이의 주기를 따라 30사이클 반복하여 수행된다.
또한, 다수의 태양전지모듈 중 또 다른 일부에 대해 온도 사이클 시험이 이루어지고, 다수의 태양전지모듈 중 또, 또 다른 일부에 대해서는 가중 조건 고온고습시험, 기계적 하중시험 및 우박시험이 차례로 수행된다.
이때 시험되는 태양전지모듈의 일부는 가중 조건 고온고습 시험 후에 기계적 하중시험이 수행되고, 나머지는 가중 조건 고온고습 시험 후에 우박시험이 수행된다. 그리고 가중 조건 고온고습 시험은 시험온도 85℃, 상대습도 85%에서 3000시간 동안 수행된다.
그리고 제3실시예에 따라 시험이 수행되는 다수의 태양전지모듈 중 나머지에 대해서는 염수분무시험이 수행되며, 최종적으로 다수의 태양전지모듈 전체에 대해 습윤누설전류시험이 다시 수행된다.
여기서, 최종적으로 수행되는 습윤누설전류시험은 초기에 수행된 습윤누설전류시험이 수행된 이후 24시간 후에 수행된다.
본 발명의 제4실시예에 따른 태양전지모듈 환경평가 방법은 제2실시예에서의 시험순서에 본 발명의 제4실시예에서의 시험 기준을 접목한 것으로, 옥외노출시험을 초기에 수행한다. 이를 통해 소비자 중심으로 가장 가혹하게 시험을 수행하게 된다. 이는 초기의 최대 출력 결정이 기존보다 작게 나오도록 설정되며, 장기적으로 태양전지모듈의 전기적 재료적 특성변화에 따른 내구성을 관찰하기 적합하게 된다.
그리고 시험통과 기준은 도 5에 도시된 바와 같이, 등급을 나누어 결한다.
도 4를 참조하면, 환경평가를 하기 위한 다수의 태양전지모듈 모두에 대해 가중 조건 옥외노출시험, 외관검사, 최대출력결정, 절연시험 및 습윤누설전류시험이 차례로 수행된다.
이때, 가중 조건 옥외노출시험은 제3실시예에서와 같이, 태양전지모듈에 조사되는 일사량이 120kWh/㎡에 도달할 때까지 태양전지모듈을 옥외에 방치하여 시험이 수행된다.
그리고 다수의 태양전지모듈 중 일부에 대해서는 가중 조건 UV 전처리 시험, 온도사이클 시험, 온도계수 측정, 낮은 조사강도에서의 특성, 공칭 태양전지 동작온도(NOCT) 측정, STC 및 NOCT에서의 성능, 가중 조건 습도-동결 시험 및 단자강도 시험이 차례로 수행된다. 이때 시험되는 태양전지모듈의 일부는 온도 사이클 시험 후에 온도계수 측정 및 낮은 조사강도에서의 특성 시험이 수행된 다음 습도-동력 시험이 이루어지고, 나머지는 온도 사이클 시험 후에 공칭 태양전지 동작온도 측정과 STC 및 NOCT에서의 성능 시험이 수행된 다음 습도-동력 시험이 이루어진다.
그리고 가중 조건 UV 전처리 시험은 280 내지 385nm 파장범위에서 30kWh/㎡까지 태양전지모듈이 노출되도록 수행되고, 가중 조건 습도-동결 시험은 IEC 61215에서 정한 영하 40도와 영상 85도 사이의 주기를 따라 30사이클 반복하여 수행된다.
다음으로, 다수의 태양전지모듈 중 다른 일부에 대해서는 바이패스 다이오드 열심험 및 열점 내구성 시험이 차례로 수행된다.
또한, 다수의 태양전지모듈 중 또 다른 일부에 대해서는 가중 조건 고온고습 시험, 기계적 하중시험 및 우박시험이 차례로 수행되며, 이때 시험되는 태양전지모듈의 일부는 고온고습시험 후에 기계적 하중시험만 수행되고, 나머지는 기계적 하중시험과 우박 시험이 차례로 수행된다. 여기서, 우박 시험 전에 수행되는 기계적 하중시험은 5400Pa 조건으로 수행되며, 가중 조건 고온고습 시험은 시험온도 85℃, 상대습도 85%에서 3000시간 동안 수행된다.
그리고 제4실시예에 따라 시험이 수행되는 다수의 태양전지모듈 중 나머지에 대해서는 염수분무시험이 수행되며, 최종적으로 다수의 태양전지모듈 전체에 대해 습윤누설전류시험이 다시 수행된다.
여기서, 최종적으로 수행되는 습윤누설전류시험은 초기에 수행된 습윤누설전류시험이 수행된 이후 24시간 후에 수행된다.
위에서 설명한 바와 같이 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이므로, 본 발명이 상기 실시예에만 국한되는 것으로 이해돼서는 안 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어야 할 것이다.

Claims (16)

  1. 다수의 태양전지모듈에 대해 예비컨디셔닝, 외관검사, 최대출력결정, 절연시험 및 습윤누설전류시험이 포함된 제1시험을 수행하는 제1시험수행단계;
    상기 다수의 태양전지모듈 중 일부에 대해 옥외노출시험, UV 전처리 시험, 온도사이클 시험, 온도계수 측정, 낮은 조사강도에서의 특성, 공칭 태양전지 동작 온도(NOCT) 측정, STC 및 NOCT에서의 성능, 습도-동결 시험 및 단자강도 시험이 포함도니 제2시험을 수행하는 제2시험수행단계;
    상기 다수의 태양전지모듈 중 다른 일부에 대해 옥외노출시험, 바이패스 다이오드 열시험 및 열점 내구성 시험이 포함된 제3시험을 수행하는 제3시험수행단계;
    상기 다수의 태양전지모듈 중 또 다른 일부에 대해 옥외노출시험, 고온고습시험, 기계적 하중시험 및 우박시험이 포함된 제4시험을 수행하는 제4시험수행단계;
    상기 다수의 태양전지모듈 중 나머지에 대해 옥외노출시험 및 염수분무시험이 포함된 제5시험을 수행하는 제5시험수행단계; 및
    상기 다수의 태양전지모듈에 대해 습윤누설전류시험이 포함된 제6시험을 수행하는 제6시험수행단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지모듈 환경평가 방법.
  2. 다수의 태양전지모듈에 대해 옥외노출시험, 외관검사, 최대출력결정, 절연시험 및 습윤누설전류시험이 포함된 제1시험이 수행되는 제1시험수행단계;
    다수의 태양전지모듈 중 일부에 대해 UV 전처리 시험, 온도사이클 시험, 온도계수 측정, 낮은 조사강도에서의 특성, 공칭 태양전지 동작온도(NOCT) 측정, STC 및 NOCT에서의 성능, 습도-동결 시험 및 단자강도 시험이 포함된 제2시험을 수행하는 제2시험수행단계;
    상기 다수의 태양전지모듈 중 다른 일부에 대해 바이패스 다이오드 열시험 및 열점 내구성 시험이 포함된 제3시험을 수행하는 제3시험수행단계;
    상기 다수의 태양전지모듈 중 또 다른 일부에 대해 고온고습시험, 기계적 하중시험 및 우박시험이 포함된 제4시험을 수행하는 제4시험수행단계;
    상기 다수의 태양전지모듈 중 나머지에 대해 염수분무시험이 포함된 제5시험을 수행하는 제5시험수행단계; 및
    상기 다수의 태양전지모듈에 대해 습윤누설전류시험이 포함된 제6시험을 수행하는 제6시험수행단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지모듈 환경평가 방법.
  3. 다수의 태양전지모듈에 대해 예비컨디셔닝, 외관검사, 최대출력결정, 절연시험 및 습윤누설전류시험이 포함된 제1시험을 수행하는 제1시험수행단계;
    상기 다수의 태양전지모듈 중 일부 대해 가중 조건 옥외노출시험, 온도계수 측정, 공칭 태양전지 동작 온도(NOCT) 측정, STC 및 NOCT에서의 성능, 낮은 조사강도에서의 특성, 바이패스 다이오드 열시험 및 열점 내구성 시험이 포함된 제2시험을 수행하는 제2시험수행단계;
    상기 다수의 태양전지모듈 중 다른 일부에 대해 가중 UV 전처리 시험, 온도사이클 시험, 가중 조건 습도-동결 시험 및 단자강도 시험이 포함된 제3시험을 수행하는 제3시험수행단계;
    상기 다수의 태양전지모듈 중 또 다른 일부에 대해 온도사이클 시험이 포함된 제4시험을 수행하는 제4시험수행단계;
    상기 다수의 태양전지모듈 중 또, 또 다른 일부에 대해 가중 조건 고온고습시험, 기계적 하중시험 및 우박시험이 포함된 제5시험을 수행하는 제5시험수행단계;
    상기 다수의 태양전지모듈 중 나머지에 대해 염수분무시험이 포함된 제6시험을 수행하는 제6시험수행단계; 및
    상기 다수의 태양전지모듈에 대해 습윤누설전류시험이 포함된 제6시험을 수행하는 제6시험수행단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지모듈 환경평가 방법.
  4. 다수의 태양전지모듈에 대해 가중 조건 옥외노출시험, 외관검사, 최대출력결정, 절연시험 및 습윤누설전류시험이 포함된 제1시험을 수행하는 제1시험수행단계;
    상기 다수의 태양전지모듈 중 일부에 대해 가중 조건 UV 전처리시험, 온도사이클 시험, 온도계수 측정, 낮은 조사강도에서의 특성, 공칭 태양전지 동작온도(NOCT) 측정, STC 및 NOCT에서의 성능, 가중 조건 습도-동결시험 및 단자강도시험이 포함된 제2시험을 수행하는 제2시험수행단계;
    상기 다수의 태양전지모듈 중 다른 일부에 대해 바이패스 다이오드 열시험 및 열점 내구성 시험이 포함된 제3시험을 수행하는 제3시험수행단계;
    상기 다수의 태양전지모듈 중 또 다른 일부에 대해 가중 조건 고온고습시험, 기계적 하중시험 및 우박시험이 포함된 제4시험을 수행하는 제4시험수행단계;
    상기 다수의 태양전지모듈 중 나머지에 대해 염수분무시험이 포함된 제5시험을 수행하는 제5시험수행단계; 및
    상기 다수의 태양전지모듈에 대해 습윤누설전류시험이 포함된 제6시험을 수행하는 제6시험수행단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지모듈 환경평가 방법.
  5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 옥외노출시험은 상기 다수의 태양전지모듈을 옥외에 설치하고, 태양빛에 누적 60kWh/㎡의 광량에 노출시켜 시험하는 것을 특징으로 하는 태양전지모듈 환경평가 방법.
  6. 청구항 3 또는 청구항 4에 있어서,
    상기 가중 조건 옥외노출시험은 상기 다수의 태양전지모듈을 옥외에 설치하고, 태양빛에 누적 120kWh/㎡의 광량에 노출시켜 시험하는 것을 특징으로 하는 태양전지모듈 환경평가 방법.
  7. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 고온고습시험은 85℃의 온도 및 상대습도 85%에서 1000시간 동안 진행되는 것을 특징으로 하는 태양전지모듈 환경평가 방법.
  8. 청구항 3 또는 청구항 4에 있어서,
    상기 가중 조건 고온고습시험은 85℃의 온도 및 상대습도 85%에서 3000시간 동안 진행되는 것을 특징으로 하는 태양전지모듈 환경평가 방법.
  9. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 UV 전처리 시험은 280 내지 385nm 파장범위에서 15kWh/㎡까지 태양전지모듈이 노출되는 것을 특징으로 하는 태양전지모듈 환경평가 방법.
  10. 청구항 3 또는 청구항 4에 있어서,
    상기 가중 조건 UV 전처리 시험은 280 내지 385nm 파장범위에서 30kWh/㎡까지 태양전지모듈이 노출되는 것을 특징으로 하는 태양전지모듈 환경평가 방법.
  11. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 습도-동결 시험은 영하 40도와 영상 85도 사이에서 일정한 주기를 따라 10사이클 반복하여 수행되는 것을 특징으로 하는 태양전지모듈 환경평가 방법.
  12. 청구항 3 또는 청구항 4에 있어서,
    상기 가중 조건 습도-동결 시험은 영하 40도와 영상 85도 사이에서 일정한 주기를 따라 30사이클 반복하여 수행되는 것을 특징으로 하는 태양전지모듈 환경평가 방법.
  13. 청구항 4에 있어서,
    상기 제4시험수행단계에서 기계강도시험은 상기 고온고습시험이후에 진행되며, 상기 제4시험이 수행되는 태양전지모듈 중 하나의 앞뒷면을 1시간 동안 2400pa의 하중을 가하여 시험하고, 나머지의 앞뒷면을 1시간 동안 5400pa의 하중을 가하여 시험하는 것을 특징으로 하는 태양전지모듈 환경평가 방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 제4시험수행단계에서 우박시험은 상기 태양전지모듈 중 5400pa의 하중으로 기계강도시험이 진행된 이후에 진행되는 것을 특징으로 하는 태양전지모듈 환경평가 방법.
  15. 청구항 1, 청구항 2 및 청구항 4 중 어느 하나에 있어서,
    상기 제2시험이 수행되는 태양전지모듈 중 일부는 온도사이클 시험이 수행된 이후에 온도계수 측정 및 낮은 조사강도에서의 특성 시험이 차례로 시험되고, 나머지는 온도사이클 시험이 수행된 이후에 공칭 태양전지 동작온도 측정과 STC 및 NOCT에서의 성능 시험이 차례로 시험되는 것을 특징으로 하는 태양전지모듈 환경평가 방법.
  16. 청구항 3 또는 청구항 4에 있어서,
    상기 제6시험수행단계에서 습윤누설전류시험은 상기 제1시험수행단계에서의 습윤누설전류시험이 수행된 이후 24시간 후에 수행되는 되는 것을 특징으로 하는 태양전지모듈 환경평가 방법.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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CN109433294A (zh) * 2018-12-14 2019-03-08 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 一种小型多功能实验平台
CN110492844A (zh) * 2019-09-17 2019-11-22 通威太阳能（安徽）有限公司 一种光伏组件可靠性检测方法
CN112885732A (zh) * 2021-03-02 2021-06-01 深圳鹏瑞智能科技有限公司 一种多环境对比式Micro LED外延片瑕疵测量方法
CN113567329A (zh) * 2021-07-23 2021-10-29 无锡市产品质量监督检验院 光伏组件的紫外湿热综合试验方法及紫外湿热综合试验箱
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Cited By (8)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109342892A (zh) * 2018-08-24 2019-02-15 天津经纬正能电气设备有限公司 干式空心电抗器通风条绝缘性能的测试方法
CN109433294A (zh) * 2018-12-14 2019-03-08 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 一种小型多功能实验平台
CN110492844A (zh) * 2019-09-17 2019-11-22 通威太阳能（安徽）有限公司 一种光伏组件可靠性检测方法
CN110492844B (zh) * 2019-09-17 2021-08-20 通威太阳能（安徽）有限公司 一种光伏组件可靠性检测方法
CN112885732A (zh) * 2021-03-02 2021-06-01 深圳鹏瑞智能科技有限公司 一种多环境对比式Micro LED外延片瑕疵测量方法
CN112885732B (zh) * 2021-03-02 2023-09-22 深圳鹏瑞智能科技股份有限公司 一种多环境对比式Micro LED外延片瑕疵测量方法
CN113567329A (zh) * 2021-07-23 2021-10-29 无锡市产品质量监督检验院 光伏组件的紫外湿热综合试验方法及紫外湿热综合试验箱
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