Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 12232-2:2018 (IEC 61730-2:2016) về An toàn của môđun quang điện (PV) - Phần 2: Yêu cầu thử nghiệm

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 12232-2:2018

IEC 61730-2:2016

AN TOÀN CỦA MÔĐUN QUANG ĐIỆN (PV) - PHẦN 2: YÊU CẦU THỬ NGHIỆM

Photovoltaic (PV) module safety qualification - Part 2: Requirements for testing

Lời nói đầu

TCVN 12232-2:2018 hoàn toàn tương đương với IEC 61730-2:2016;

TCVN 12232-2:2018 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn Quốc gia TCVN/TC/E13 Năng lượng tái tạo biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

Bộ TCVN 6781 (IEC 61730), An toàn của môđun quang điện (PV), gồm các phần sau:

1) TCVN 12232-1:2018 (IEC 61730-1:2016) - Phần 1: Yêu cầu về kết cấu

2) TCVN 12232-2:2018 (IEC 61730-2:2016) - Phần 2: Yêu cầu về thử nghiệm

AN TOÀN CỦA MÔĐUN QUANG ĐIỆN (PV) - PHẦN 2: YÊU CẦU THỬ NGHIỆM

Photovoltaic (PV) module safety qualification - Part 2: Requirements for testing

1  Phạm vi áp dụng

Áp dụng Điều này của TCVN 12232-1 (IEC 61730-1). Tiêu chuẩn này đưa ra các thử nghiệm mà môđun PV được yêu cầu phải đáp ứng để đạt an toàn theo TCVN 12232-1 (IEC 61730-1).

Trình tự thử nghiệm yêu cầu trong tiêu chuẩn này có thể không thử nghiệm tất cả các khía cạnh về an toàn khi sử dụng môđun PV trong các ứng dụng. Tiêu chuẩn này sử dụng trình tự thử nghiệm tốt nhất sẵn có tại thời điểm này. Có một số vấn đề như nguy hiểm tiềm ẩn về điện giật do vỡ môđun PV trong hệ thống điện áp cao mà cần được giải quyết bằng thiết kế hệ thống, vị trí lắp đặt, hạn chế tiếp cận và quy trình bảo trì.

Tiêu chuẩn này nhằm cung cấp trình tự thử nghiệm dự kiến để xác nhận sự an toàn của môđun PV có kết cấu được đánh giá bởi TCVN 12232-1 (IEC 61730-1). Trình tự thử nghiệm và các tiêu chí đạt được thiết kế để phát hiện hỏng hóc tiềm ẩn của các thành phần bên trong và bên ngoài môđun PV có thể gây ra cháy, điện giật, và/hoặc thương tích cho người. Tiêu chuẩn này xác định các yêu cầu về thử nghiệm an toàn cơ bản và các thử nghiệm bổ sung là chức năng của các ứng dụng sử dụng cuối của môđun PV. Phân loại thử nghiệm bao gồm kiểm tra chung, nguy cơ điện giật, nguy cơ cháy, ứng suất cơ và ứng suất môi trường.

Cần xem xét đến các yêu cầu về thử nghiệm bổ sung được nêu trong các tiêu chuẩn hoặc quy định về hệ thống lắp đặt và sử dụng môđun PV ở vị trí lắp đặt dự kiến ngoài các yêu cầu nêu trong tiêu chuẩn này.

2  Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn dưới đây là cần thiết để áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu có ghi năm công bố, chỉ áp dụng các bản được nêu. Đối với các tài liệu không ghi năm công bố, áp dụng bản mới nhất (kể cả các sửa đổi).

TCVN 1592 (ISO 23529), Cao su - Quy trình chung để chuẩn bị và ổn định mẫu thử cho các phương pháp thử vật lý

TCVN 4867 (ISO 813), Cao su lưu hóa hoặc nhiệt dẻo - Xác định độ bám dính với nền cứng - Phương pháp kéo bóc 90°

TCVN 6099-1 (IEC 60060-1), Kỹ thuật thử nghiệm điện áp cao - Phần 1: Định nghĩa chung và yêu cầu thử nghiệm

TCVN 6238-1 (ISO 8124-1), An toàn đồ chơi trẻ em - Phần 1: Các yêu cầu an toàn liên quan đến tính chất cơ lý

TCVN 6781 (IEC 61215) (tất cả các phần), Môđun quang điện (PV) mặt đất - Chất lượng thiết kế và phê duyệt kiểu

TCVN 6781-2:2017 (IEC 61215-2:2016), Môđun quang điện (PV) mặt đất - Chất lượng thiết kế và phê duyệt kiểu - Phần 2: Quy trình thử nghiệm

TCVN 7699-2-1 (IEC 60068-2-1), Thử nghiệm môi trường - Phần 2-1: Các thử nghiệm - Thử nghiệm A: Lạnh

TCVN 7699-2-2 (IEC 60068-2-2), Thử nghiệm môi trường - Phần 2-2: Các thử nghiệm - Thử nghiệm B: Nóng khô

TCVN 7722-1:2017 (IEC 60598-1:2014 và sửa đổi 1:2017), Đèn điện - Phần 1: Yêu cầu chung và các thử nghiệm

TCVN 10884-1:2015 (IEC 60664-1:2007), Phối hợp cách điện dùng cho thiết bị trong hệ thống điện hạ áp - Phần 1: Nguyên tắc, yêu cầu và thử nghiệm

TCVN 12232-1:2018 (IEC 61730-1:2016), Chất lượng an toàn của môđun quang điện (PV) - Phần 1: Yêu cầu về kết cấu

TCVN ISO/IEC 17025 (ISO/IEC 17025), Yêu cầu chung về năng lực của phòng thử nghiệm và hiệu chuẩn

IEC 60068-3-5, Environmental testing - Part 3-5: Supporting documentation and guidance; Confirmation of the performance of temperature chambers (Thử nghiệm môi trường - Phần 3-5: Tài liệu hỗ trợ và hướng dẫn; Xác nhận tính năng của buồng nhiệt độ)

IEC 60695-2-10, Fire hazard testing - Part 2-10: Glowing/hot-wire based test methods - Glow-wire apparatus and common test procedure (Thử nghiệm nguy cơ cháy - Phần 2-10: Phương pháp thử nghiệm dựa vào sợi dây nóng đỏ - Sợi dây nóng đỏ và quy trình thử nghiệm chung)

IEC 60904-2, Photovoltaic devices - Part 2: Requirements for photovoltaic reference devices (Thiết bị quang điện - Phần 2: Yêu cầu đối với thiết bị quang điện chuẩn)

4  Phân loại thử nghiệm

4.1  Quy định chung

Các mối nguy hiểm mô tả trong các điều dưới đây có thể ảnh hưởng đến an toàn của các môđun PV. Các quy trình và tiêu chuẩn kiểm tra được quy định tương ứng với các nguy hiểm này. Các thử nghiệm cụ thể mà môđun PV phải chịu phụ thuộc vào ứng dụng sử dụng cuối cùng khi đó các thử nghiệm tối thiểu được quy định ở Điều 5.

CHÚ THÍCH: Thử nghiệm an toàn môđun PV được ghi nhãn theo MST.

Các bảng từ Bảng 1 đến Bảng 5 đưa ra nguồn gốc của các thử nghiệm yêu cầu. Đối với một số thử nghiệm, cột thứ ba liệt kê nguồn gốc chỉ để tham khảo; các yêu cầu thử nghiệm thích hợp được nêu ở các điều từ 10.1 đến 10.32. Các thử nghiệm khác dựa trên hoặc giống với các thử nghiệm chất lượng môđun MQT được xác định trong bộ TCVN 6781 (IEC 61215). Viện dẫn đến các thử nghiệm liên quan được nêu ở cột cuối cùng. Một số thử nghiệm dựa theo bộ TCVN 6781 (IEC 61215) được sửa đổi theo tiêu chuẩn này và được nêu ở các điều từ 10.1 đến 10.32.

4.2  Thử nghiệm ứng suất môi trường

Bảng 1 - Thử nghiệm ứng suất môi trường

IEC 60904-9, Photovoltaic devices - Part 9: Solar simulator performance requirements (Thiết bị quang điện - Phần 9: Yêu cầu tính năng của bộ mô phỏng mặt trời)

IEC 60950-1:20051, Information technology equipment - Safety - Part 1: General requirements (Thiết bị công nghệ thông tin - An toàn - Phần 1: Yêu cầu chung)

IEC 61010-1, Safety requirements for electrical equipment for measurement, control and laboratory use - Part 1: General requirements (Yêu cầu an toàn đối với thiết bị điện để đo lường, kiểm soát và sử dụng trong phòng thử nghiệm - Phần 1: Yêu cầu chung)

IEC 61032:1997, Protection of persons and equipment by enclosures - Probes for verification (Bảo vệ người và thiết bị bằng vỏ ngoài - Đầu dò dùng để kiểm tra xác nhận)

IEC 61140, Protection against electric shock - Common aspects for installation and equipment (Bảo vệ chống điện giật - Khía cạnh chung đối với hệ thống lắp đặt và thiết bị)

IEC 62790, Junction boxes for photovoltaic modules - Safety requirements and tests (Hộp kết nối dùng cho môđun quang điện - Yêu cầu an toàn và thử nghiệm)

ISO 4046-4, Paper, board, pulps and related terms - Vocabulary - Part 4: Paper and board grades and converted products (Giấy, bìa, bột giấy và các thuật ngữ liên quan - Từ vựng - Phần 4: Các loại giấy và bìa và các sản phẩm chuyển hóa)

ISO 4587:2003, Adhesives - Determination of tensile lap-shear strength of rigid-to-rigid bonded assemblies (Chất kết dính - Xác định độ bền gắn kết của các cụm liên kết cứng-cứng)

ISO 5893, Rubber and plastics test equipment - Tensile, flexural and compression types (constant rate of traverse) - Specification (Thiết bị thử nghiệm cao su và nhựa - Các kiểu kéo, uốn và nén (tốc độ truyền ngang không đổi) - Quy định kỹ thuật)

ISO 11925-2:2010, Reaction to fire tests - Ignitability of products subjected to direct impingement of flame - Part 2: single-flame source test (Phản ứng đối với các thử nghiệm cháy - Khả năng bắt lửa của các sản phẩm chịu ngọn lửa trực tiếp - Phần 2: Thử nghiệm bằng nguồn ngọn lửa duy nhất)

ANSI Z97.1:2009, Standard - Safety Glazing Materials Used in Buildings - Safety Performance Specifications and Methods of Test (Tiêu chuẩn - Vật liệu kính an toàn được sử dụng trong các tòa nhà - Quy định kỹ thuật về an toàn và phương pháp thử nghiệm)

ANSI/UL 1703:2015, Flat-plate photovoltaic modules and panels (Môđun và tấm quang điện phẳng)

3  Thuật ngữ và định nghĩa

Áp dụng điều này của TCVN 12232-1 (IEC 61730-1).

4  Phân loại thử nghiệm

4.1  Quy định chung

Các mối nguy hiểm mô tả trong các điều dưới đây có thể ảnh hưởng đến an toàn của các môđun PV. Các quy trình và tiêu chuẩn kiểm tra được quy định tương ứng với các nguy hiểm này. Các thử nghiệm cụ thể mà môđun PV phải chịu phụ thuộc vào ứng dụng sử dụng cuối cùng khi đó các thử nghiệm tối thiểu được quy định ở Điều 5.

CHÚ THÍCH: Thử nghiệm an toàn môđun PV được ghi nhãn theo MST.

Các bảng từ Bảng 1 đến Bảng 5 đưa ra nguồn gốc của các thử nghiệm yêu cầu. Đối với một số thử nghiệm, cột thứ ba liệt kê nguồn gốc chỉ để tham khảo; các yêu cầu thử nghiệm thích hợp được nêu ở các điều từ 10.1 đến 10.32. Các thử nghiệm khác dựa trên hoặc giống với các thử nghiệm chất lượng môđun MQT được xác định trong bộ TCVN 6781 (IEC 61215). Viện dẫn đến các thử nghiệm liên quan được nêu ở cột cuối cùng. Một số thử nghiệm dựa theo bộ TCVN 6781 (IEC 61215) được sửa đổi theo tiêu chuẩn này và được nêu ở các điều từ 10.1 đến 10.32.

4.2  Thử nghiệm ứng suất môi trường

Bảng 1 - Thử nghiệm ứng suất môi trường

4.3  Kiểm tra chung

Bảng 2 - Thử nghiệm kiểm tra chung

4.4  Thử nghiệm nguy hiểm điện giật

Các thử nghiệm này được thiết kế để đánh giá rủi ro cho người do điện giật hoặc thương tổn khi tiếp xúc với các bộ phận của môđun PV đã đóng điện, là kết quả của thiết kế, kết cấu hoặc sự cố gây ra bởi môi trường hoặc vận hành.

Bảng 3 - Thử nghiệm nguy hiểm điện giật

4.5  Thử nghiệm nguy cơ cháy

Các thử nghiệm này đánh giá nguy cơ cháy tiềm ẩn do sự vận hành của môđun PV hoặc hỏng các thành phần của nó.

Bảng 4 - Thử nghiệm nguy cơ cháy

4.6  Thử nghiệm ứng suất cơ

Các thử nghiệm này nhằm giảm thiểu thương tích tiềm ẩn do hỏng hóc cơ học.

Bảng 5 - Thử nghiệm ứng suất cơ

5  Các cấp và quy trình thử nghiệm cần thiết của chúng

Thử nghiệm cụ thể mà một môđun phải chịu phụ thuộc vào cấp được xác định theo TCVN 12232-1 (IEC 61730-1) viện dẫn đến IEC 61140, được mô tả trong Bảng 6. Thứ tự thực hiện các thử nghiệm phải theo Hình 1. Một số thử nghiệm phải được thực hiện như các thử nghiệm ổn định trước.

Bảng 6 - Thử nghiệm yêu cầu, phụ thuộc vào cấp

6  Lấy mẫu

Chín môđun PV và một môđun PV không có khung được sử dụng để thử nghiệm an toàn (cộng với dự phòng như mong muốn). Để chứng minh giảm độ nhiễm bẩn về PD 1, yêu cầu thêm một môđun PV nữa.

Nếu các mối ghép gắn kín được đánh giá chất lượng thì yêu cầu như sau:

• Một môđun PV không có khung được thử nghiệm theo trình tự B (yêu cầu thêm một môđun PV không có khung) đối với kết cấu thủy tinh/mềm hoặc mềm/mềm.

• Đối với kết cấu thủy tinh/thủy tinh, yêu cầu bổ sung thêm 20 mẫu theo 10.25.2 để thử nghiệm độ bền cắt lớp (MST 36) để kiểm chứng các mối ghép gắn kín.

Tất cả các mẫu thử phải giống hệt nhau về mặt kỹ thuật (cùng thành phần). Đối với các thử nghiệm MST 24, MST 32 và MST 37, các môđun hoàn chỉnh từng chi tiết nhưng chưa hoạt động hoặc mới hoạt động ở công suất thấp, v.v., đều được chấp nhận.

Tất cả các mẫu thử nghiệm ngoại trừ mẫu dùng cho thử nghiệm MST 24, MST 32, MST 35, MST 36 và MST 37 phải được lấy ngẫu nhiên từ một hoặc nhiều lô sản xuất.

Các môđun PV bổ sung cho thử nghiệm MST 23 có thể cần thiết (môđun PV hoàn chỉnh từng chi tiết, nhưng chưa hoạt động hoặc mới hoạt động ở công suất thấp, v.v. đều được chấp nhận).

Môđun PV phải được chế tạo từ các vật liệu và thành phần quy định phù hợp với các bản vẽ và từ quá trình liên quan và phải chịu các quy trình kiểm tra, kiểm soát chất lượng và chấp nhận sản xuất thông thường của nhà chế tạo. Môđun PV phải được hoàn chỉnh từng chi tiết và kèm theo hướng dẫn của nhà chế tạo về di chuyển, lắp và đấu nối. Khi các môđun PV được kiểm tra là nguyên mẫu của thiết kế mới mà không phải từ sản xuất, thực tế này phải được ghi lại trong báo cáo thử nghiệm (xem Điều 7).

7  Báo cáo thử nghiệm

Kết quả đánh giá theo TCVN 12232-1 (IEC 61730-1) và TCVN 12232-2 (IEC 61730-2) phải được trình bày trong một báo cáo thử nghiệm kết hợp hoặc hai báo cáo thử nghiệm riêng rẽ theo TCVN ISO/IEC 17025. Bình thường, các kết quả phải được ghi vào báo cáo thử nghiệm và bao gồm tất cả các thông tin mà khách hàng yêu cầu và cần thiết cho việc giải thích thử nghiệm và tất cả thông tin theo yêu cầu của phương pháp được sử dụng:

a) tiêu đề;

b) tên và địa chỉ của phòng thử nghiệm và vị trí nơi tiến hành thử nghiệm;

c) nhận dạng duy nhất của báo cáo thử nghiệm và của từng trang;

d) tên và địa chỉ của khách hàng, nếu thích hợp;

e) mô tả và nhận biết mẫu thử nghiệm;

f) đặc trưng và điều kiện của mẫu thử nghiệm;

g) ngày nhận mẫu thử nghiệm và các ngày thực hiện thử nghiệm, nếu có;

h) nhận dạng phương pháp thử nghiệm được sử dụng;

i) viện dẫn đến quy trình lấy mẫu, nếu liên quan;

j) bất kỳ sai khác nào, thêm hoặc bớt so với phương pháp thử nghiệm và bất kỳ thông tin nào khác liên quan đến các thử nghiệm cụ thể, ví dụ như điều kiện môi trường hoặc phương pháp hoặc quy trình thử nghiệm;

k) phép đo, kiểm tra và kết quả thu được được hỗ trợ bằng bảng, đồ thị, bản phác thảo và hình ảnh khi thích hợp bao gồm điện áp cao nhất của hệ thống, cấp theo IEC 61140, kỹ thuật lắp và sự cố bất kỳ quan sát được;

l) công bố thử nghiệm điện áp xung đã được thực hiện trên môđun PV hay tấm nhiều lớp (môđun PV không có khung);

m) công bố độ không đảm bảo đo đã được ước lượng của kết quả đo (nếu liên quan);

n) chữ ký và chức vụ hoặc nhận dạng tương đương của (những) người có trách nhiệm chấp nhận nội dung của báo cáo và ngày cấp;

o) khi thích hợp, công bố về hiệu lực của các kết quả chỉ liên quan đến các mẫu đã được thử nghiệm;

p) công bố rằng báo cáo này không được sao chép lại mà không có sự phê chuẩn bằng văn bản của phòng thử nghiệm, ngoại trừ dưới dạng đầy đủ.

Bản sao của báo cáo này phải được nhà chế tạo giữ để tham khảo.

8  Thử nghiệm

Môđun PV phải được chia thành các nhóm và chịu các thử nghiệm an toàn cho trên Hình 1, được thực hiện theo thứ tự quy định. Môđun PV phải được chọn sao cho các thử nghiệm ứng suất môi trường ở 4.2 được đáp ứng. Mỗi một ô trên Hình 1 đề cập đến một điều nhỏ tương ứng như được mô tả trong Điều 4.

Môđun PV dự phòng có thể được đưa vào chương trình thử nghiệm an toàn với điều kiện là chúng đã được thử nghiệm một cách thích hợp về môi trường để đáp ứng các điều kiện tiên quyết cần thiết.

Các quy trình và tiêu chí thử nghiệm, bao gồm phép đo ban đầu và cuối cùng, khi cần thiết, được mô tả chi tiết ở các điều từ 10.2 đến 10.33. Một số thử nghiệm giống các thử nghiệm trong TCVN 6781-2 (IEC 61215-2) và được viện dẫn ở Điều 4. Khi thực hiện các thử nghiệm này, các hướng dẫn của nhà chế tạo về di chuyển, lắp và đấu nối phải được tuân thủ nghiêm ngặt.

Môđun PV dùng cho trình tự B phải được chiếu bức xạ 60 kWh/m² trong chu kỳ thứ nhất từ mặt trước của mẫu và 60 kWh/m² từ mặt sau trong chu kỳ thứ hai (MST 54). Bằng cách đó, mặt trước và mặt sau của môđun PV sẽ phải chịu cùng một liều UV.

Các phép đo kiểm soát trung gian (MST 01, MST 16, MST 17) sau mỗi thử nghiệm ứng suất chỉ để tham khảo và có thể được bỏ qua. Phép đo cuối cùng là bắt buộc.

Thời gian chờ (48 h đến 96 h) khi kết thúc trình tự thử nghiệm phải đảm bảo thời gian tối thiểu giữa kiểm tra kiểm soát ngay sau khi hoàn thành từng thử nghiệm môi trường (bộ đếm thời gian bắt đầu sau khi hoàn thành MST 51, MST 52 và MST 53) và kiểm tra bằng mắt lần thứ hai. Điều này là do sự thay đổi có thể có do các khuyết tật nhìn thấy được biểu hiện một vài giờ khác so với vài ngày sau khi thử nghiệm ứng suất môi trường. Thời gian chờ không áp dụng cho việc kiểm tra kiểm soát bất kỳ nào khác ngoài kiểm tra bằng mắt.

Các thử nghiệm trong trình tự F có thể được thực hiện trên các môđun riêng rẽ. Các thử nghiệm MST 21 và MST 25 có thể được thực hiện trên các mẫu được chuẩn bị đặc biệt (ví dụ như nhiệt ngẫu bên trong tấm nhiều lớp hoặc hộp kết nối). Nếu bất kỳ thử nghiệm riêng rẽ nào của trình tự này tác động đến kết quả của một trong các thử nghiệm sau đó thì phải sử dụng một mẫu riêng rẽ. Tác động lên đầu ra của môđun được xác nhận bằng MST 02.

Số lượng môđun PV yêu cầu cho thử nghiệm cháy MST 23 phụ thuộc vào quy trình thử nghiệm liên quan.