1. 冷熱沖擊試驗(yàn)箱在光伏組件質(zhì)檢中解決光伏板高低溫發(fā)電效率波動(dòng)難題

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上海簡(jiǎn)戶儀器設(shè)備有限公司是一家高科技合資企業(yè),專業(yè)生產(chǎn)銷售鹽霧箱、恒溫恒濕機(jī)、冷熱沖擊機(jī)、振動(dòng)試驗(yàn)機(jī)、機(jī)械沖擊機(jī)、跌落試驗(yàn)機(jī)的環(huán)境試驗(yàn)儀器的公司，是一家具有研發(fā)生產(chǎn)銷售經(jīng)營各類可靠性環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備的公司。經(jīng)驗(yàn)豐富，并得到許多國內(nèi)外廠商的信賴與支持。現(xiàn)在我們成為許多品牌的供應(yīng)商。

摘要

本文聚焦光伏組件在**高低溫下的發(fā)電效率波動(dòng)痛點(diǎn)，通過上海簡(jiǎn)戶儀器與光伏企業(yè)的合作案例，論證冷熱沖擊試驗(yàn)箱可精準(zhǔn)模擬“夜間低溫 - 正午高溫 - 傍晚降溫" 的真實(shí)工況，暴露層壓件脫層、焊點(diǎn)氧化等隱性問題，助力組件優(yōu)化設(shè)計(jì)。文章融合場(chǎng)景化敘事與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，文末從客戶、廠家角度補(bǔ)充問答，為光伏行業(yè)提供實(shí)操參考。

引言

零下 30℃的西北光伏電站，組件發(fā)電效率較標(biāo)準(zhǔn)工況暴跌 45%；40℃的華南夏季正午，組件功率衰減超 8%—— 高低溫交替引發(fā)的發(fā)電效率波動(dòng)，正成為光伏電站 “度電成本" 降低的攔路虎。傳統(tǒng)高低溫箱僅能實(shí)現(xiàn) 5℃/min 以內(nèi)的緩慢溫變，無法復(fù)現(xiàn) “凌晨 - 25℃→正午 60℃" 的極速溫差，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)室測(cè)試的效率波動(dòng)數(shù)據(jù)（通常≤5%）與實(shí)際電站差距顯著。此時(shí)，冷熱沖擊試驗(yàn)箱能否成為驗(yàn)證并優(yōu)化光伏組件效率波動(dòng)的關(guān)鍵設(shè)備？上海簡(jiǎn)戶儀器的一則光伏組件測(cè)試案例，給出了肯定答案。

某光伏企業(yè)曾陷入困境：其研發(fā)的雙玻光伏組件在傳統(tǒng)高低溫測(cè)試（-20℃至 60℃，5℃/min 溫變）中，效率波動(dòng)幅度穩(wěn)定在 4.2%，符合 IEC 61215 標(biāo)準(zhǔn)要求，但投放到西北某電站后，冬季單日效率波動(dòng)達(dá) 12.3%，遠(yuǎn)超業(yè)主預(yù)期。傳統(tǒng)測(cè)試因溫變速率慢，組件內(nèi)部的 EVA 膠膜、玻璃、電池片等部件緩慢熱脹冷縮，隱性缺陷未被激發(fā)，始終無法定位效率波動(dòng)的核心原因。

與上海簡(jiǎn)戶儀器合作后，解決方案逐步清晰。簡(jiǎn)戶團(tuán)隊(duì)基于光伏組件實(shí)際工況（西北晝夜溫差超 50℃，溫變速率可達(dá) 8℃/h）與 IEC 61215 “溫度循環(huán)測(cè)試" 升級(jí)要求，定制了專屬測(cè)試方案：設(shè)備采用光伏組件專用防爆測(cè)試艙（適配 1640mm×992mm 標(biāo)準(zhǔn)組件尺寸），搭配液氮輔助制冷與紅外加熱模塊，實(shí)現(xiàn) - 40℃至 85℃寬溫區(qū)覆蓋，溫變速率提升至 10℃/min—— 可精準(zhǔn)復(fù)現(xiàn) “-25℃凌晨靜置→3 小時(shí)升溫至 60℃正午→2 小時(shí)降溫至 15℃傍晚" 的全周期溫變循環(huán)。

經(jīng)過 800 次模擬循環(huán)測(cè)試，簡(jiǎn)戶技術(shù)團(tuán)隊(duì)通過 EL 檢測(cè)儀（電致發(fā)光）與功率分析儀發(fā)現(xiàn)兩大問題：一是 EVA 膠膜與玻璃的熱膨脹系數(shù)差異達(dá) 3×10??/℃，在極速溫變下出現(xiàn)微脫層，導(dǎo)致組件光吸收效率下降；二是接線盒焊點(diǎn)在 “低溫收縮 - 高溫膨脹" 交替中氧化加速，接觸電阻從 5mΩ 升至 18mΩ，造成功率損耗。企業(yè)隨后優(yōu)化 EVA 膠膜配方（降低熱膨脹系數(shù)差異至 1×10??/℃），并采用鍍銀焊點(diǎn)工藝提升抗氧化性，再次通過簡(jiǎn)戶試驗(yàn)箱驗(yàn)證，組件在**溫差下的效率波動(dòng)幅度降至 3.5% 以內(nèi)，西北電站實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)與實(shí)驗(yàn)室測(cè)試偏差縮小至 2%。

這一案例印證了冷熱沖擊試驗(yàn)箱的核心價(jià)值：光伏組件是“多層復(fù)合結(jié)構(gòu)"，各部件熱膨脹系數(shù)差異在極速溫變下會(huì)被放大，隱性缺陷直接影響發(fā)電效率，只有模擬真實(shí)工況的溫變沖擊，才能精準(zhǔn)驗(yàn)證并優(yōu)化波動(dòng)問題。上海簡(jiǎn)戶儀器深耕該領(lǐng)域十余年，其光伏專用冷熱沖擊試驗(yàn)箱具備 ±0.3℃溫區(qū)控制精度，支持 “低溫靜置 - 升溫發(fā)電 - 高溫衰減 - 降溫恢復(fù)" 多階段循環(huán)程序，還可同步接入光伏模擬器監(jiān)測(cè)發(fā)電功率，實(shí)現(xiàn) “溫變 - 效率" 數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)聯(lián)動(dòng)，為組件優(yōu)化提供數(shù)據(jù)支撐。

問答環(huán)節(jié)

一、客戶角度

1.我們是做分布式光伏組件的（主要安裝在屋頂），測(cè)試時(shí)該如何設(shè)定冷熱沖擊的溫區(qū)與循環(huán)參數(shù)？

答：需結(jié)合屋頂安裝的工況特點(diǎn)（夏季屋頂溫度超 65℃，冬季低于 - 10℃）與 GB/T 19064 標(biāo)準(zhǔn)。建議溫區(qū)設(shè)定為 - 30℃至 75℃（覆蓋屋頂**溫度），循環(huán)階段設(shè)為：-20℃靜置 2h（模擬冬季凌晨）→8℃/min 升溫至 65℃（模擬正午屋頂升溫）→保持 1h（模擬高溫發(fā)電）→10℃/min 降溫至 10℃（模擬傍晚降溫），單次循環(huán)約 5h，總循環(huán)次數(shù)建議 300-500 次（對(duì)應(yīng)組件 5-8 年壽命驗(yàn)證）。可將安裝區(qū)域（如華北 / 華南）告知上海簡(jiǎn)戶儀器，獲取定制化參數(shù)表。

2.測(cè)試時(shí)如何確保組件的發(fā)電效率數(shù)據(jù)與溫變同步采集，避免數(shù)據(jù)偏差？

答：上海簡(jiǎn)戶儀器的設(shè)備可實(shí)現(xiàn)“溫變 - 效率" 同步采集：一是設(shè)備預(yù)留光伏模擬器接口（如 MC4 接頭），可直接連接組件輸出端，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)開路電壓、短路電流、最大功率；二是溫變數(shù)據(jù)（艙內(nèi)溫度、組件表面溫度）與效率數(shù)據(jù)通過同一軟件平臺(tái)記錄，時(shí)間戳精確到秒，避免數(shù)據(jù)不同步導(dǎo)致的偏差；三是測(cè)試前會(huì)用標(biāo)準(zhǔn)組件（已知效率 - 溫度曲線）校準(zhǔn)設(shè)備，確保效率檢測(cè)誤差≤1%，進(jìn)一步提升數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。

二、廠家角度

1.相比普通冷熱沖擊試驗(yàn)箱，上海簡(jiǎn)戶針對(duì)光伏組件測(cè)試做了哪些專屬優(yōu)化？

答：核心優(yōu)化在“適配性" 與 “功能性"：一是樣品艙設(shè)計(jì)，采用可調(diào)節(jié)支撐框架，適配 1.6m×2.4m 以下的各類組件（單玻 / 雙玻、柔性 / 剛性），且艙內(nèi)預(yù)留散熱通道，避免組件自身發(fā)電發(fā)熱影響溫區(qū)穩(wěn)定性；二是溫變控制，支持 “梯度升溫"（如 - 20℃→0℃→25℃→65℃），貼合屋頂溫度緩慢上升的實(shí)際場(chǎng)景，而非單純極速溫變；三是數(shù)據(jù)輸出，可自動(dòng)生成符合 IEC 61215 標(biāo)準(zhǔn)的 “溫度循環(huán) - 效率衰減" 報(bào)告，包含效率波動(dòng)曲線、衰減率計(jì)算，省去客戶二次處理數(shù)據(jù)的麻煩。

2.若客戶需要測(cè)試組件的抗冰雹、防風(fēng)沙性能，能否與冷熱沖擊測(cè)試結(jié)合？

答：可提供“多環(huán)境綜合測(cè)試方案"：上海簡(jiǎn)戶儀器可聯(lián)動(dòng)自家的沙塵試驗(yàn)箱、冰雹沖擊試驗(yàn)臺(tái)，構(gòu)建 “冷熱沖擊→沙塵侵蝕→冰雹沖擊" 的連續(xù)測(cè)試流程，模擬光伏組件在西北的全環(huán)境考驗(yàn)。例如，先通過冷熱沖擊箱驗(yàn)證效率波動(dòng)，再轉(zhuǎn)入沙塵箱（模擬沙塵暴）測(cè)試密封性，最后用冰雹沖擊臺(tái)（直徑 25mm 冰雹，速度 23m/s）測(cè)試抗沖擊性，全程數(shù)據(jù)可聯(lián)動(dòng)分析，幫助客戶一次性驗(yàn)證組件的多維度可靠性，無需對(duì)接多家設(shè)備廠商。

關(guān)于我們

• 上海簡(jiǎn)戶儀器設(shè)備有限公司是一家高科技合資企業(yè),生產(chǎn)銷售鹽霧箱、恒溫恒濕機(jī)、冷熱沖擊機(jī)、振動(dòng)試驗(yàn)機(jī)、機(jī)械沖擊機(jī)、跌落試驗(yàn)機(jī)的環(huán)境試驗(yàn)儀器的公司，研發(fā)生產(chǎn)銷售經(jīng)營各類可靠性環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備。經(jīng)驗(yàn)豐富，并得到許多國內(nèi)外廠商的信賴與支持。自公司成立以來,多次服務(wù)于國內(nèi)外大學(xué)和研究所等檢測(cè)機(jī)構(gòu),如清華大學(xué)、蘇州大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、北京工業(yè)大學(xué)、法國申美檢測(cè)、中科院物理所、中科院，SGS等**單位提供實(shí)施室方案和設(shè)備及其相關(guān)服務(wù)。努力開發(fā)半導(dǎo)體、光電、光通訊、航天太空、生物科技、食品、化工、制藥等行業(yè)產(chǎn)品所需的測(cè)試設(shè)備裝置。公司擁有一支的研發(fā)、生產(chǎn)和售後隊(duì)伍，從產(chǎn)品的研發(fā)到售后服務(wù)，每一個(gè)環(huán)節(jié)都以客戶的觀點(diǎn)與需求作為思考的出發(fā)點(diǎn)。

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• 　上海簡(jiǎn)戶榮獲企業(yè)，表明上海簡(jiǎn)戶在技術(shù)、科技成果轉(zhuǎn)化、擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)等方面得到了國家的高度認(rèn)可。簡(jiǎn)戶一直秉承"服務(wù)以人為本"的宗旨，為廣大客戶提供精良的設(shè)備及優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，提供的送貨上門、安裝調(diào)試、一年的設(shè)備保養(yǎng)、終身維修，技術(shù)指導(dǎo)服務(wù)。始終如一的以"努力、合作、飛躍"的精神自我完善、不斷發(fā)展、讓客戶與公司實(shí)現(xiàn)雙贏局面。
  

• 簡(jiǎn)戶是集設(shè)計(jì)、銷售、研發(fā)、維修服務(wù)等為一體的綜合集團(tuán)公司，從產(chǎn)品的研發(fā)到售后服務(wù)，每一個(gè)環(huán)節(jié)之間，都以客戶的觀點(diǎn)與需求作為思考的出發(fā)點(diǎn)，提供的環(huán)境設(shè)備。公司創(chuàng)始人從事儀器設(shè)備行業(yè)20余年，經(jīng)驗(yàn)豐富、資歷雄厚，帶領(lǐng)簡(jiǎn)戶公司全體同仁攜手共建輝煌明天。公司成立以來，積極投入電子電工，航空，航天，生物科技，各大院校，及科研單位等行業(yè)所需的產(chǎn)品測(cè)試設(shè)備裝置。
  

• 簡(jiǎn)戶擁有一支的研發(fā)、生產(chǎn)和售后服務(wù)隊(duì)伍，從產(chǎn)品的研發(fā)到售后服務(wù)，每一個(gè)環(huán)節(jié)都以客戶的觀點(diǎn)與需求作為思考的出發(fā)點(diǎn)，目前擁有博士學(xué)位2人，碩士5人，參與環(huán)境試驗(yàn)箱國家標(biāo)準(zhǔn)起草和發(fā)行。企業(yè)制定標(biāo)準(zhǔn)，行業(yè)里通過ISO9001。是中國儀器儀表學(xué)會(huì)會(huì)員和理事單位。曾榮獲CCTV《中國儀器儀表20強(qiáng)品牌》殊榮，2010年入駐上海世博會(huì)民企館。簡(jiǎn)戶自創(chuàng)辦以來，參與3項(xiàng)國家標(biāo)準(zhǔn)起草與制定，獲得40+件原創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)、軟著、集成電路)，6次獲得上海科技型中小企業(yè)稱號(hào)，合作過3200+家合作客戶(其中世界500強(qiáng)高校600家)。