光伏(PV)模塊在現場的使用壽命預計至少為20年。為了確保這一點，光伏組件的機械完整性非常重要，影響光伏模塊效率的關鍵因素之一是其安裝環境的外部氣候條件的多樣性。「美能光伏」動態機械載荷測試儀通過模擬環境不同的動態和靜態機械載荷，測試光伏模塊性能和影響，有助于提高光伏模塊的可靠性和使用壽命。

機械負載測試是為了測試光伏模塊在2400 Pa和5400 Pa均勻負載下的可靠性。根據IEC-61215標準，在光伏模塊表面施加載荷3小時，在負載前后進行電致發光(EL)成像和太陽輻照測試，以表征負載對PV的性能和影響。

驗證與測試

根據電池的類型(單晶和多晶)和母線的數量(3和4)對PV進行了區分和命名：單晶3母線(MT-3BB)、單晶4母線(MT-4BB)、多晶3母線(PT-3BB)和 多晶4母線(PT-4BB)。PV的重要額定規格如表所示：

壓力(約5400 Pa)在不同母線數量和電池類型的PV前表面使用測試裝置施加3小時。IEC標準，該壓力等于PV整個使用壽命期間的模擬機械載荷。為了得到負載的平均效應，按照下圖所示的方案，對每種型號的3個PV進行測試。

(a)光伏組件機械測試的方法(b)光伏組件的太陽輻照測試設計的電路圖

對具有不同母線數量的單晶和多晶串聯PV進行了測試，同步對比PV的機械完整性和電性能參數，如功率、效率、填充系數、 串聯電阻等，并對施加負載前后的性能進行了比較。重要的電性能參數是通過太陽輻照測試確定的。使用下式計算施加負載前后的最大功率輸出:

其中，“I”為PV輸出的最大電流，“V”為太陽輻照測試時產生的最大電壓。同理，PV的效率由下式確定：

式中“P”為給定太陽輻照度水平“E”時PV的最大功率輸出。式中“A”為組件的總面積。在PV的整體性能中，另一個重要的電氣參數是填充系數。填充因子由下式計算：

這里的“Voc”是開路電壓，“Isc”是通過太陽輻照測試確定的短路電流。提供給電流流動的電阻也是PV可靠性的一個重要參數（PV串聯電阻）由下式確定：

機械載荷負載前后PV的效率變化趨勢

對于所有類型的PV，效率仍然大于15%。PT- 4BB模塊的效率最小降低了9%，而MT-3BB模塊的效率最大降低了20%。

不同類型光伏組件負載前后的功率和效率

不同類型PV的整體性能，填充系數和串聯電阻分別如圖所示。MT-4BB的填充系數最高，為82%±0. 65%，加載后填充系數為71%±4.03%。MT-3BB的填充系數最低，加載后后是60%±3.99%。

(a)填充系數 (b)負載前后不同型號光伏組件的串聯電阻

組件的功率輸出和效率由多種參數決定，包括接收的輻照量、使用的玻璃的反射率、制造的制造工藝以及組件的機械完整性。機械載荷對PT-3BB、MT-3BB和MT-4BB電性能的顯著影響(p < 0.05)。然而，在PT-4BB模塊的情況下，效果不太顯著，這背后的原因在于太陽能電池的制造工藝不同。

綜上所述，在生產流程的中引入并優化機械載荷模擬測試步驟。模擬組件可能遇到的各種極端環境載荷，如強風、積雪、覆冰等，確保組件在設計、生產階段就能充分驗證其在實際應用中的性能表現。不僅能提升產品的整體質量，還能增強產品的市場競爭力，為用戶提供更加可靠、耐用的太陽能光伏組件。

美能動態機械載荷測試儀

美能動態機械載荷測試儀ME-PV-DML ，84通道壓力傳感器控制，每個氣缸單獨控制；吸盤間距可調，萬向結構，保障組件表面受力均勻，高精度可編程直流電源監控組件內部電流連續性。

載荷施加方式：氣缸帶動吸盤壓合吸；

可安裝多達84（12*7）個氣缸，每個氣缸單獨控制；

測試系統壓力，拉力，保持時間，循環測試，循環頻率，電流大小可以預先設定；

• 測試系統可記錄和存儲測試過程中的正向壓強，反向壓強，形變，溫度，循環次數，電流值。

通過模擬環境不同的機械載荷，測試光伏模塊性能和影響，有助于提高光伏模塊的可靠性和使用壽命。「美能光伏」動態機械載荷測試儀，兼具靜態載荷和動態載荷測試功能，模擬組件承受正反方向交替加壓試驗，加速組件材料疲勞，檢驗組件的真實可靠性。