光伏组件认证的基石:IEC 61215与UL 1703标准中的湿热、紫外及机械载荷老化测试解析

光伏组件的长期可靠性与性能稳定性是电站投资回报的关键保障。国际电工委员会(IEC)和美国保险商实验室(UL)发布的 IEC 61215(地面用晶体硅光伏组件设计鉴定与定型)和 UL 1703(平板型光伏组件安全标准)是行业公认的两大核心认证标准。其中,湿热(Damp Heat)、紫外(UV)照射及机械载荷(Mechanical Load) 三项加速老化测试,是评估组件耐久性的重中之重。本文将以官方标准文档为依据,深入解析这两大标准在此三项测试上的规范与差异。

湿热测试(Damp Heat Test):耐候性的关键考验

湿热测试旨在模拟高温高湿环境下,组件材料(如封装材料、背板、接线盒)的降解、电化学腐蚀以及电气绝缘性能的下降。

  • IEC 61215 (以IEC 61215-2:2021为准):

    • 测试条件:将组件置于 85°C ± 2°C85% ± 5% 相对湿度 的环境舱中,持续 1000小时

    • 通过标准:测试后,组件需满足以下主要要求:最大功率衰减不超过测试前的5%;绝缘电阻满足要求;无严重外观缺陷(如气泡、脱层);湿漏电流测试通过。

    • 目的:重点评估封装系统的粘接耐久性、防潮性以及电气绝缘的长期稳定性。

  • UL 1703 (以UL 1703 Ed.3为准):

    • 测试条件:同样采用 85°C 和 85% RH,但持续时间通常为 1000小时(作为安全标准的一部分)。

    • 侧重点差异:作为安全标准,UL 1703在湿热测试后,更侧重于评估 电气安全。其核心要求之一是“抗电强度测试”(Dielectric Voltage-Withstand Test),即在组件带电部分与边框/支架间施加高强度电压(如两倍系统电压+1000V),持续1分钟,不能发生击穿或漏电超标,确保在高湿环境下绝缘保护依然可靠。

    • 热斑测试关联:湿热测试后,还需进行热斑耐久测试,评估老化后电池在遮挡下的安全性。

核心差异:IEC 61215侧重于性能衰减的量化评估,而UL 1703在性能要求基础上,更聚焦于湿热老化后电气安全的验证。

紫外照射测试(UV Exposure Test):对抗阳光的降解

紫外线是导致聚合物材料(封装剂EVA/POE、背板)老化和黄变的主要因素,影响透光率和机械性能。

  • IEC 61215-2:2021

    • 测试方法:要求组件在 60°C ± 5°C 的板温下,接受波长在 280 nm 至 400 nm 范围内的紫外辐照,累计辐照量为 15 kWh/m²(其中280-320nm波段≤5%)。

    • 预处理:紫外测试通常作为 序列测试 的前序项目,用于“预老化”材料,以观察其对后续测试(如湿热、热循环)的敏感性。

    • 通过标准:最大功率衰减不超过5%,无严重脱层、开裂或气泡,绝缘电阻合格。

  • UL 1703

    • 测试要求:UL 1703同样包含紫外暴露测试。它要求组件接受最小累计能量为 15 kWh/m² 的紫外(UV-A)照射。

    • 安全验证:测试后,重点检查材料是否出现脆化、开裂、脱层等可能影响机械保护或电气隔离的缺陷。同时,需再次通过相关的电气安全测试(如抗电强度),确保UV老化未损害绝缘性能。

核心差异:两者在辐照能量要求上趋同,但IEC将其明确作为性能序列测试的预条件,UL则同样强调其作为安全评估环节的属性。

机械载荷测试(Mechanical Load Test):抵御风雪与压力的能力

该测试模拟组件在野外承受风压、雪载及安装应力的能力。

  • IEC 61215-2:2021

    • 测试程序:对组件前表面和背面交替施加 2400 Pa(相当于约150km/h风速的压力)的均匀静态载荷,每面持续 1小时。对于需要承受更高载荷的组件(如雪域),可选用 5400 Pa 的严苛条件。

    • 评估要点:测试中及测试后,监测组件是否出现隐裂、断栅、结构性失效(如弯曲、断裂)或电气连续性中断。要求最大功率衰减不超过5%,绝缘电阻合格,且无电流输出损失超过10%的单个电池。

  • UL 1703

    • 测试条件:UL 1703的机械载荷测试同样包括正面和背面加载,标准要求为 1.5倍雪载或风载(具体数值基于安装地预期载荷)。例如,对于常见的屋顶应用,正面载荷通常为 2400 Pa,背载为 1600 Pa,各持续1小时。

    • 安全焦点:测试后,UL标准首要关注是否产生了 可能降低安全性的缺陷,例如:

      • 玻璃破裂导致尖锐边缘或触及带电部件。

      • 接线盒或连接器位移、破裂,影响电气连接或绝缘。

      • 边框变形导致安装固定失效。

      • 必须通过后续的湿漏电流测试和抗电强度测试。

核心差异:IEC侧重载荷对电气性能(功率损失)和机械完整性的影响;UL在评估性能的同时,极度强调载荷后是否引发任何潜在的电击、火灾或机械伤害风险。

总结

IEC 61215与UL 1703共同构筑了光伏组件质量和安全的国际基准。湿热(DH)、紫外(UV)和机械载荷(ML) 测试是其中的核心耐久性验证环节。

  • IEC 61215 作为 性能与可靠性鉴定 标准,旨在量化组件在长期户外环境下的性能衰减,确保其25-30年功率输出的可靠性。

  • UL 1703 作为 安全认证 标准,旨在验证组件在各种严酷老化后,其构造能否持续提供基本的电气和机械安全防护,防止对人员和财产造成危害。

对于组件制造商而言,满足IEC 61215是进入全球市场的基础门槛,而获得UL 1703认证则是进入北美等关键市场的强制性安全通行证。理解两项标准在测试目的、条件和判定准则上的异同,对于产品设计、质量控制和市场准入策略至关重要。一个稳健的光伏组件,必须同时在这两大标准体系的严苛考验中证明自己。

因此,精确理解标准要求并选择专业的测试合作伙伴,是确保产品顺利通过认证、快速推向市场的关键。上海德垲检测 凭借深厚的标准解读能力和完备的测试平台,可为客户提供从IEC 61215系列到UL 1703的全套认证测试与技术支持服务,助力您的产品在全球市场赢得信赖。如需针对具体产品进行认证方案咨询,欢迎与我们联系。

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