Bauartzertifizierung von PV-Modulen entsprechend

IEC 61215:2005 IEC 61646:2008

TV Rheinland Energie und Umwelt GmbH

Geschftsfeld Regenerative Energien

Oktober 2010

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Bauartzertifizierung von PV-Modulen nach IEC 61215 bzw. IEC 61646 Einleitung, berblick Die Produktzertifizierung von kristallinen PV-Modulen fr Freiluftklimate beruht auf internati-onalen Normen der Reihe IEC 60068 Grundlegende Umweltprfverfahren. Wesentliche Vorarbeiten bei der Definition von speziellen Prfverfahren fr PV-Module hat das For-schungszentrum der Europischen Kommission in Ispra (Italien) geleistet. Die dort entwickel-te Prfvorschrift Nr. 503 "Terrestrische Photovoltaik (PV) Module mit kristallinen Solarzellen - Bauarteignung und Bauartzulassung" wurde im Jahre 1993 als Norm IEC 1215 der Internati-onalen Elektrotechnischen Kommission bernommen (heute IEC 61215) und im Jahre 1995 als europische Norm EN 61215 ratifiziert. Im April 2005 ist eine berarbeitete 2. Edition der IEC 61215 mit einigen nderungen bei den Prfkriterien erschienen und bildet nun die Basis fr die Zertifizierung von kristallinen PV-Modulen. Die IEC 61215 bzw. EN 61215 umfasst die Betrachtung aller Einflussgren, die fr die Alte-rung von PV-Modulen verantwortlich sind, und beschreibt die verschiedensten Qualifikations-tests auf Basis der knstlichen Beanspruchung der Materialien. Im Einzelnen wird unter-schieden zwischen Strahlungsbeanspruchung, thermischer Beanspruchung und mechani-scher Beanspruchung. Im Jahr 1996 wurde ein vergleichbarer Standard fr Dnnschichtmodule entwickelt. 2008 wurde eine zweite Edition dieses Standards, IEC 61646 Terrestrische Dnnschicht-Photo-voltaik- (PV) Module Bauarteignung und Bauartzulassung, verffentlicht, die die Eigen-schaften unterschiedlicher Dnnschichttechnologien besser bercksichtigen und den Test-aufwand verringern soll. Der Standard ist in vielen Aspekten identisch zur IEC 61215. Der Hauptunterschied zwischen den beiden Standards besteht in den zustzlichen, an die be-sonderen Eigenschaften der Dnnschichttechnologien angepassten Testprozeduren. Diese zustzlichen Tests bercksichtigen das Degradationsverhalten von Dnnschichtmodulen aufgrund von Bestrahlungseinflssen. Beide Standards benennen eine UV Vorbehandlung. Als weitere Option kann der 1998 verf-fentlichte Standard EN 61345 Prfung von photovoltaischen (PV) Modulen mit ultravioletter (UV-) Strahlung angewandt werden. Dieser Test schreibt hhere minimale UVA und UVB Strahlungsenergien fr die PV-Module vor.

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Beschreibung der Testprozeduren

Das folgende Diagramm zeigt die Testsequenzen nach IEC 61215 und IEC 61646.

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bersicht ber die Prfungen der IEC 61215 und IEC 61646

Kennung Qualifikationsprfungen Prfbedingungen

10.1 Sichtprfung entsprechend detaillierter Liste

10.2 Bestimmung der maximalen Leistung

Messung entsprechend IEC 60904

10.3 Prfung der Isolations- festigkeit

Hochspannungstest bei 1000 V Gleichspannung + doppelte max. Systemspannung bei STC fr 1 min (Leckstrom 15 kWh/m Bestrahlung mit UV-A Licht, 7.5 kWh/m Bestrahlung mit UV-B Licht, Modultemperatur = 60C

10.11 Temperaturwechsel-prfung

50 und 200 Temperaturzyklen von -40C bis +85C

10.12 Luftfeuchte / Frost Prfung 10 Temperaturzyklen von -40C bis +85C bei 85 % relative Luft-feuchte

10.13 Feuchte/Wrme Prfung 1000 h bei +85C und 85% relative Luftfeuchte

10.14 Festigkeitsprfung der Anschlsse

Zugbeanspruchung 40 N, Drehmomentbeanspruchung von Schraub-klemmen abhngig vom Gewindedurchmesser (z. B. 2 Nm bei 5 mm)

10.15 Kriechstromprfung unter Benssung

Eintauchen in Wasserbad bis zu den Dosenanschlssen, Kriech-strommessung bei 500 V d.c. bzw. Isolationswiderstandsmessung bei Umax sys

10.16 Mechanische Belastbarkeit Drei Zyklen gleichmiger Flchenzug- bzw. Druckbelastung mit 2400 Pa, nacheinander fr je 1 h

10.17 Hageltest Eiskugel von 25 mm Durchmesser mit 23 m/s auf 11 Aufschlagstellen gerichtet

10.18 Bypassdioden Test Prfung der Eignung der thermischen Auslegung der Bypassdioden bei 1.25 X Isc Diodenstrom und 75C Modultemperatur

10.19** Lichtalterung Zyklen von Bestrahlungsdosen von mindestens 43 kWh/m bei Modul-temperaturen von 50C 10C bis Pmax stabil innerhalb 2 %

* Alternative UV Test; ** Tests sind nur fr IEC 61646 Qualifikation relevant

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Abnahmekriterien

Im Rahmen der Bauartzertifizierung wird das Alterungsverhalten der PV-Module durch drei Alterungskriterien beschrieben, fr die ein bestimmter Vernderungsgrad infolge eines Be-anspruchungstests zugelassen wird:

Minderung der elektrischen Leistung unter Standardtestbedingungen nach jedem Test um weniger als 5 % und nach jeder Testsequenz um weniger als 8 %;

Einhaltung der Bedingungen von Test 10.3 (und10.20); Keine greren sichtbaren Schden (Brche, Risse, verbogene oder verzogene Oberfl-

chen; Brche von Solarzellen, die eine Ablsung einer Flche von mehr als 10 % zur Fol-ge haben knnten; Blasenbildung oder Delaminationen; Verlust der mechanischen Stabili-tt, etc.)

Kein Prfling hatte im Verlauf der Tests einen Untersuchungs- oder Erdfehler; Nur fr IEC 61646: Die gemessene maximale Ausgangsleistung nach dem abschlieen-

den Lichtalterungstest ist nicht geringer als 90 % des Minimalwertes der durch den Her-steller angegeben wird.

Zusammenfassung

Das Prfzertifikat entsprechend der IEC 61215 / IEC 61646 hat sich in den vergangenen Jahren als Qualittszeichen fr PV-Module durchgesetzt. Inzwischen wird ein solches Zertifi-kat von den meisten Bewilligungsstellen fr nationale und internationale Frdermanahmen gefordert.

Ein IEC 61215 / IEC 61646 Prfzertifikat bezieht sich immer auf die Modulbauart, die den Prfungen zugrunde lag. Eine bertragung ist nur auf Module der gleichen Bauart zulssig, die die folgenden Kriterien erfllen:

alle verwendeten Materialien und Modulkomponenten sind identisch bei der Zellenverschaltung sind gleich viele oder weniger Zellen durch eine Bypassdiode

gebrckt. die Modulgre und die Nennleistung berschreiten nicht +10 % des geprften Modultyps

Alle PV-Module, die diese Anforderungen erfllen, werden zu einer PV-Modultypenfamilie zusammengefasst.

Auf der Basis der Qualifizierung einer PV-Modultypenfamilie nach IEC 61215 / IEC61646 kann das Zertifikat bei Vernderungen an der Modulkonstruktion durch Wiederholung einzel-ner relevanter Tests erweitert werden.