T/CPIA 0149-2025 跟踪支架应用场景下光伏组件动态扭转测试方法

　　团 体 标 准

　　T/CP IA 0149—2025

　　跟踪支架应用场景下光伏组件动态扭转测

　　试方法

　　Test method of dynamic torsion for photovoltaic module in tracking

　　brackets application scenarios

　　2025 - 11 - 15 发布 2025 - 11 - 30 实施

　　中国光伏行业协会 发 布

　　前 言

　　本文件按照GB/T 1.1—2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。

　　请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

　　本文件由中国光伏行业协会标准化技术委员会提出并归口。

　　本文件起草单位：国家太阳能光伏产品质量检验检测中心、嘉兴隆基光伏科技有限公司、阿特斯阳光电力集团股份有限公司、东方日升新能源股份有限公司、正泰新能科技股份有限公司、浙江润海新能源有限公司、上海晶澳太阳能光伏科技有限公司、江苏慧仁新能源科技有限公司、宁夏国信检研科技有限公司。

　　本文件主要起草人：王美娟、龚海丹、赵威、尉元杰、刘亚锋、朱华、夏靖辉、童锐、朱冰洁、胡馨芸、周春华、蒋文博。

　　跟踪支架应用场景下光伏组件动态扭转测试方法

　　1 范围

　　本文件规定了跟踪支架应用场景下光伏组件动态扭转的测试方法，包括试验设备、样品数量、试验步骤和报告等。

　　本文件适用于搭配跟踪支架安装的光伏组件。本测试方法用于评估光伏组件主要构成部件，包括电池，玻璃，封装材料，互连条和/或电连接等，是否易受动态扭转的影响，或者边缘密封是否会因光伏组件在运行中的机械应力而失效。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

　　GB 50009—2012 建筑结构载荷规范

　　IEC 61215-1:2021 地面用光伏组件 设计鉴定和定型 第1部分： 测试要求(Terrestrial photovoltaic (PV) modules—Design qualification and type approval—Part 1: Test requirements) IEC 61215-2:2021 地面用光伏组件 设计鉴定和定 型 第2部分： 试验程序 (Terrestrial photovoltaic(PV) modules—Design qualification and type approval—Part 2: Test procedures)

　　T/CPIA 0009—2019 电致发光成像测试晶体硅光伏组件缺陷的方法

　　3 术语和定义

　　下列术语和定义适用于本文件。

　　3.1

　　动态扭转测试 dynamic torsion test

　　指将光伏组件固定在扭转轴上，对光伏组件表面施加不均匀载荷，以扭转轴的正负角度进行交替循环扭转的过程。

　　3.2

　　第 98 百分位最大风速 98th-percentile wind velocity(W98th)

　　指将一地区25年的每天最大风速从低到高排列，取百分之九十八分位上的数值，定义为第98百分位最大风速W98th。

　　4 试验设备

　　试验设备如下：

　　a) 一个刚性试验平台，用于固定两根相同规格的刚性横梁。安装时，两根横梁的中心轴应在同一直线上。其中一根横梁固定在平台上，另外一根横梁连接电机，可在一定幅度内由电机带动旋转;

　　b) 一组安装支架，支架以对称的方式分别安装在固定横梁和可旋转横梁上，通过支架使组件按照匹配跟踪支架的安装方式进行固定。安装支架可以是成品的跟踪支架，也可以使用合适的自制支架，一种安装支架设计见附录 A;

　　c) 一组动力装置及传动装置，与可旋转横梁连接，使可旋转横梁能够以每秒 2 次循环的频率、动态±2 ° 的角度扭转;

　　d) 测试过程中监测组件电气连续性的装置;

　　e) 通过适当的重量或施压手段，在组件表面均匀、缓慢地施加载荷。根据动态扭转载荷参数的设计要求，在组件表面设置载荷分布。施加的力应垂直于组件表面。该装置不应增加组件的刚度(例如，通过大平板施加的力);

　　f) 如果采用离散式施压的方式对组件加载，在组件表面每个分区应使载荷加载点均匀排布， 以保证对组件均匀施加载荷。动态扭转设备示意图参见图 1，一种可行的试验设备组装参考见附录B。

　　图 1 动态扭转设备示意图

　　5 样品数量

　　对于同一规格型号(并且使用相同的生产物料)，应使用至少两块光伏组件分别进行测试。

　　6 试验步骤

　　6.1 初始测试

　　在进行动态扭转测试前,应对被测组件进行以下测试：

　　a) 按照 IEC 61215-2:2021 MQT 01 的规定进行外观检查;

　　b) 按照 IEC 61215-2:2021 MQT 02 的规定测试组件的最大功率;

　　c) 按照 IEC 61215-2:2021 MQT 03 的规定进行绝缘试验;

　　d) 按照 IEC 61215-2:2021 MQT 15 的规定进行湿漏电流试验;

　　e) 对组件施加 0.1 倍和/或 1 倍 STC(标准测试条件)下短路电流的正向偏置电流，进行 EL(电致发光)扫描，识别电池破裂及电池连接处破损情况。按照 T/CPIA 0009—2019 的规定,在测试报告 (第 7 章 k)中记录所观测到的电池片破损、互连条和/或电连接或者任何其它异常情况;

　　f) 对组件施加 1 倍～2 倍 STC 下最大功率点电流的正向偏置电流，5 分钟后进行 IR(红外)扫描，识别局部发热区域。在测试报告 (第 7 章 j)中记录所观测到的局部发热区域。

　　注： 如果在IR测试或EL测试时需要使用超过STC下Isc(短路电流)的电流，应与组件生产商确认该电流不会对组件造成损坏。

　　6.2 动态扭转测试

　　动态扭转测试过程如下：

　　a) 将组件与电路连续性监测装置连接，试验过程中监测组件内部电路的电气连续性。电路连续性监测仅需要很小的电流(1%Isc 已经足够)。若采用更大的电流 (如 STC 下最大功率点电流)进行监测，应记录在测试报告中(第 7 章 i);

　　b) 按照委托方规定的方法 (包括支架、固定方式等)将组件安装到动态扭转测试设备的横梁上。如果有不同的安装方式，每种安装方式都需要单独评估并以固定点间距最严苛情况(如最小间距)进行安装;

　　c) 通过标准风压值 590 N/m2 和组件面积，计算组件表面总载荷值。对组件表面进行均匀四分区(A、 B、C、D)，各分区(A:B:C:D)施加载荷比率为 1:2:3:5，各分区载荷值之和等于总载荷值，示意图参见图 2。

　　注1：总载荷值=标准风压值×组件面积。

　　注2：标准风压为建议值，根据实际需求，可以由相关方指定其他风压值进行测试。其他风压值建议见附录C或

　　相关资料。

　　d) 设定扭转频率为 2 Hz，单侧扭转角度为±2 ° , 连续进行 30000 次循环(一次正向扭转和一次反向扭转为一个循环);

　　e) 动态扭转测试通常在实验室的室温下进行(23±5) ℃ 。相关方也可以选择在较低的温度下进行测试以模拟冬季的应力，或在较高的温度下模拟夏季运行时的应力。温度范围应不超过受试组件和安装材料(如夹胶、垫圈等)的最低/最高工作温度的限制。循环加载期间的组件温度应在测试报告中注明(第 7 章 i)。

　　注： 本试验可与其它测试方法结合使用。具体建议见附录D。

　　图 2 光伏组件表面四等分及载荷分布示意图

　　6.3 最终测试

　　最终测试如下：

　　a) 按照 IEC 61215-2:2021 MQT 01 的规定进行外观检查;

　　b) 按照 IEC 61215-2:2021 MQT 02 的规定测试组件的最大功率;

　　c) 按照 IEC 61215-2:2021 MQT 03 的规定进行绝缘试验;

　　d) 按照 IEC 61215-2:2021 MQT 15 的规定进行湿漏电流试验;

　　e) 按照初始 EL 测试使用的电流对组件进行 EL 扫描，按照 T/CPIA 0009—2019 的规定鉴别组件的变化;

　　f) 对组件施加 1 倍～2 倍 STC 最大功率点电流的正向偏置电流，5 分钟后进行 IR 扫描，鉴别组件的变化。

　　6.4 要求

　　试验后，若两块组件均满足以下要求，则认为组件抗动态扭转性能满足设计要求：

　　a) 未出现 IEC 61215-1:2021 规定的严重外观缺陷;

　　b) 组件最大功率衰减不超过 5%;

　　c) 绝缘试验和湿漏电流试验满足 IEC 61215-2:2021 要求。

　　注：EL和IR扫描仅作为参考信息,不应影响外观检查的结果。

　　7 报告

　　报告应包含样品的详细说明。每一份证书或者测试报告至少应包含以下信息:

　　a) 标题;

　　b) 检测实验室的名称和地址以及试验地点;

　　c) 报告及其每一页的唯一标识;

　　d) 客户名称和地址 (适当时);

　　e) 被测组件的描述和标识及使用的主要物料清单(BOM);

　　f) 被测组件的接收日期和测试日期 (适当时);

　　g) 测试方法说明，包括施加不均匀载荷方式的描述、组件的安装方式、设定的试验参数等;

　　h) 抽样程序的依据(相关时);

　　i) 试验方法的任何偏离、增补或删减， 以及某特定试验的相关信息，如所采用的安装系统以及试验时的环境条件、监控电流等;

　　j) 测试结果 (适当时应附上表格、曲线图、示意图和照片等)，包括试验后的最大功率衰减、试验前后观测到的破损电池数量以及其它重要变化;

　　k) 如果在动态扭转测试后，发现下列情况之一，应注明：

　　试验过程中电流中断 (这种中断可能是间歇性的，并且与负载循环同相。在这种情况下，测试报告应注明电流中断的具体情况);

　　IEC 61215-1:2021 第 8 章规定的严重外观缺陷;

　　进行绝缘试验，测得的绝缘电阻值与组件面积的乘积低于 40 M Ω ·m² ;

　　进行湿漏电流试验，测得的绝缘电阻值与组件面积的乘积低于 40 M Ω ·m²。

　　l) 测试结果的测量不确定度(相关时);

　　m) 对报告内容负责人员的签名和职务或等效标识，出具日期;

　　n) 测试结果仅与被测样品有关的说明 (相关时);

　　o) 声明：未经实验室的书面许可，证书或报告不应部分复制，应完整采用。

　　附 录 A

　　(资料性)

　　一种安装支架设计参考示意图

　　一种安装支架设计参考示意图参见图A.1。

　　标引序号说明：

　　1——4×M8螺牙;

　　2——9×15椭圆贯穿孔;

　　3——8#槽钢;

　　4——25×50×35折弯件t=5 mm，L=50 mm;

　　5——配套M16大垫片与螺母;

　　6——M16×160螺栓满焊。

　　图 A.1 一种安装支架设计参考示意图

　　附 录 B

　　(资料性)

　　一种可行的试验设备组装参考示意图

　　一种可行的试验设备组装参考示意图参见图B.1和图B.2。

　　标引序号说明：

　　1——试验平台;

　　2——固定横梁;

　　3——安装支架;

　　4——可旋转横梁;

　　5——传动装置;

　　6——动力装置。

　　图 B.1 试验设备组装示意图(未安装光伏组件)

　　图 B.2 试验设备组装示意图(安装光伏组件后)

　　附 录 C

　　(资料性)

　　标准风压值的确定

　　标准风压值的确定借鉴了第98百分位温度(T98th )的概念。通过调研中国不同地区25年的风速值，

　　将25年的每天最大风速从低到高排列，取百分之九十八分位上的数值，定义为第98百分位最大风速(W98th)，全国不同地区最大风速W98th 的统计见表C.1和图C.1。取全国不同地区W98th 的最高值17.83 m/s，计算得到风压值为194.8 N/m2 ，以该值作为基本风压。

　　参考GB 50009-2012风荷载标准值计算公式B.1：

　　Wk = βzμsμzW0 ················································· (B.1)式中：

　　Wk ——风载荷标准值(kN/m2 );

　　βz ——高度z处的风振系数，取1.0;

　　μs ——风载荷整体体型系数，选用最大系数3.0;

　　μz ——风压高度变化系数，10米以下选1.0;

　　W0 ——基本风压( kN/m2 )。

　　计算得出标准风压值为590 N/m2(向上取整至十位)。

　　注：根据实际需求，可以由相关方选择指定地区的最大风速W98th来计算风载荷值。

　　表 C.1 全国不同地区最大风速 W98th 统计表

　　图 C.1 全国不同地区最大风速 W98th 统计图

　　附 录 D

　　(资料性)

　　与其他测试项目联合使用说明

　　虽然动态扭转测试可能会造成光伏组件损坏，但是试验后测得的功率损失很小。如果进行后续环境试验，组件就会产生较明显的功率损失。以下为两个示例：

　　a) 如果动态扭转测试损坏了电池和/或互连条(不属于 IEC 61215-1:2021 规定的严重外观缺陷)，后续经过 50 次热循环(IEC 61215-2:2021 的 MQT 11)和 10 次湿冻循环(IEC 61215-2:2021 的MQT 12)可以导致最大功率显著降低;

　　b) 如果动态扭转测试损坏了组件的边缘密封(不属于 IEC 61215-1:2021 规定的严重外观缺陷)，后续经过湿热试验(IEC 61215-2:2021 的 MQT 13)会使水分进入进而导致功率降低。因此，本标准可与其它加速环境试验一同使用， 以评估对组件的整体影响。