机械载荷测试模拟光伏组件在实际应用过程中抗风压、抗冲击能力

光伏组件的日益高功率化、组件尺寸增大成为趋势，组件在工厂处理、运输、安装过程中会收到各种各样的力，在户外会受到风、雪、冰等重物的压力，如果组件的强度达不到要求，在受到重物压力情况下，组件形变过大，会导致出现电池片和主栅等脆弱部分失效现象。美能动态机械载荷测试仪被广泛应用于光伏组件的结构设计和评估，通过使用机械应力以模拟实际情况下的外力作用，评估组件在自然环境条件下的抗风压、抗冲击能力以及结构的稳定性。

 

 

在全球光伏实验室检测通行的光伏组件性能及安全测试规范IEC标准中，对于机械载荷测试进行了详细规定，例如IEC TS 62782用于评估光伏组件承受动态风压的能力，以及IEC 61215中MQT16的机械载荷试验。

 

 

光伏组件风载荷

 

光伏组件在实际使用过程中遭受大风天气而损坏的情况并不少见，风载的作用虽然不如其他自然灾害那样强，但是风载荷作用频繁且受外界环境和结构形式的影响不易确定，对光伏组件产生的危害要大得多。在光伏发电系统中，光伏组件是最先承受风载荷的，其占据了大部分的受力面积，之后再传递至基础结构（地基、配重等）。

 

两种不同的风载荷工况对组件产生了两种不同的力

 

光伏组件冰雪载荷

 

冰雪在组件表面大量堆积时，会造成压力。通过机械载荷测试评估光伏组件在遇到强降雪时，承受压力的能力，从而更有效规避将组件产品应用在多降雪地区，进而造成积雪压力引起的组件失效情况，如边框弯折或断裂、背玻不均匀性破裂、安装系统部分或完全解体等。

 

两种不同的冰雪载荷工况对组件产生了两种不同的力

 

 

 

机械载荷测试光伏组件在进入实地使用之前，为了避免出现各种故障与失效情况，必须保证光伏组件的结构设计合理、材料选择合理、生产工艺流程合理，且经历一系列的气候、光照、电气和机械应力测试。

 

其中机械应力测试，包含静态、动态机械载荷试验，引出端强度试验和冰雹撞击试验。

 

静态机械载荷，IEC61215对其的要求为至少达到设计载荷的1.5倍，通过施加一定的载荷并测量组件的位移、应力等参数，可以确定组件最大承载能力，以及变形特性。这对于设计和选择适合特定应用场景的光伏组件非常重要，以确保其在实际工作中能够安全可靠地承受外部机械载荷。

 

所谓动态机械载荷，是指光伏组件在强风作用下，产生前后表面晃动，会使得组件承受正反方向交替加压，从而加速材料疲劳，进而可能引发电池片和栅线等脆弱部分的失效现象。影响强度的关键因素有组件的尺寸、厚度、表面处理、框架稳定性、安装方式和焊接点的机械可靠性。测试有助于评估组件的抗疲劳性能和材料的耐久性，提高产品质量水平。

现有标准中机械载荷试验主要模拟组件承受静态载荷的情况，考核组件在静止不变的压力下是否可靠。动态机械载荷比静态机械载荷更加苛刻，更能够客观、全面的反映组件的真实可靠性，是制造商测量光伏组件抗风能力的绝佳工具。

未合格组件在动态机械载荷试验前（左）后（右）EL图像对比

 

 

 

美能动态机械载荷测试仪

 

 

 

美能动态机械载荷测试仪，兼具静态机械载荷测试和动态机械载荷测试2套测试功能，测试光伏组件在经受风、雪、或覆冰等静态、动态载荷的抗压能力。采用动态持压技术，模拟组件承受正反方向交替加压试验，加速组件材料疲劳，检验组件的真实可靠性。

• 载荷施加方式：气缸带动吸盘压合吸；

 

• 可安装多达84（12*7）个气缸，每个气缸单独控制；

 

• 测试系统压力，拉力，保持时间，循环测试，循环频率，电流大小可以预先设定；

 

测试系统可记录和存储测试过程中的正向压强，反向压强，形变，温度，循环次数，电流值。