مانا انرژی؛ پیشگام در ایجاد آزمایشگاه جامع تست پنل‌های خورشیدی در ایران

به گزارش برق نیوز، بازدید ویژه و اختصاصی از آزمایشگاه تخصصی و جامع فتوولتائیک واقع در کارخانه مانا انرژی، با هدف آشنایی با نخستین و تنها آزمایشگاه مجهز این حوزه در ایران، انجام شد. آزمایشگاهی که به‌طور کامل و با تمامی تجهیزات مدرن، تست پنل‌های خورشیدی را بر اساس استاندارد‌های بین‌المللی معتبر انجام می‌دهد. شاید در یک دهه گذشته که گام¬های توسعه انرژی‌های تجدیدپذیر در کشور اینگونه استوار نبود، کمتر کسی تصور می‌کرد بتوان در زمانی کوتاه، نه تنها در حوزه تولید پنل‌های خورشیدی با بهره‌گیری از پیشرفته‌ترین فناوری‌های جهانی، بلکه در زمینه اجرای دقیق و تخصصی تست‌های کیفیت و ایمنی این محصولات، سرمایه‌گذاری‌ای چشمگیر و مبتنی بر استاندارد‌های بین‌المللی شکل گیرد.

اما گروه صنعتی مانا انرژی به عنوان پیشگامی در صنعت انرژی خورشیدی، با سرمایه¬گذاری هدفمند، موفق به راه‌اندازی اولین آزمایشگاه جامع فتوولتائیک در ایران شده است؛ مکانی که چارچوبی بی‌نظیر برای تضمین کیفیت و اعتبار محصولات ارائه می‌دهد. این آزمایشگاه با بهره‌گیری از تجهیزات روز دنیا و اجرای تست‌های فنی متعدد بر اساس استاندارد‌های بین‌المللی، از قبیل تست مقاومت مکانیکی، آزمایشات الکتریکی، بررسی دوام در شرایط محیطی سخت و آزمون‌های ایمنی، تضمین می‌کند که پنل‌های ارائه شده علاوه بر کارایی بالا، همواره از ایمنی و کیفیت تصویب شده برخوردار باشند.

نکته جالب توجه این است که مانا انرژی برای حفظ بی‌طرفی و شفافیت در اجرای تست‌ها و ایجاد فرصتی منصفانه برای ارزیابی محصولات داخلی و مقایسه کیفیت آنها با نمونه‌های مشابه خارجی، مدیریت این آزمایشگاه را به گروه معتبری خارج از خود مجموعه واگذار کرده است. بر اساس این تفاهم، کلیه تست‌ها توسط کارشناسان متخصص و مجرب گروه بی طرف با رعایت دقیق استاندارد‌های بین‌المللی نظیر IEC۶۱۷۳۰ و IEC۶۱۲۱۵ انجام می‌شود تا از صحت و دقت نتایج اطمینان کامل حاصل شود. این رویکرد حرفه‌ای، تضمین‌کننده کیفیت و اعتمادسازی در بازار انرژی خورشیدی برای مشتریان و سرمایه‌گذاران داخلی و خارجی خواهد بود.

شکل ۱ نمایی از آزمایشگاه جامع پنل‌های خورشیدی در ایران

تست‌های اجرایی در این آزمایشگاه جامع فتوولتائیک مطابق با معتبرترین استاندارد پنل‌های خورشیدی، به دو دسته اصلی تقسیم می‌شوند:

• تست‌های تضمین کیفیت پنل خورشیدی، که شامل ۱۹ آزمایش است و بر اساس استاندارد IEC ۶۱۲۱۵ اجرا می¬شود تا عملکرد و دوام پنل‌ها در شرایط مختلف محیطی و فنی ارزیابی شود.

• تست‌های تضمین ایمنی پنل خورشیدی، که بر اساس استاندارد IEC ۶۱۷۳۰ حدود ۲۵ تست را در بر گرفته و طراحی و اجرا می¬شود تا سلامت و ایمنی پنل‌ها را در برابر خطرات احتمالی مانند شوک‌های الکتریکی و شرایط ناخواسته تضمین نمایند.

در این گزارش، تست‌های ضروری و حیاتی تضمین کننده کیفیت پنل¬های خورشیدی مطابق با استاندارد بین‌المللی که در این آزمایشگاه با استفاده از تجهیزات پیشرفته اجرا می‌شود معرفی خواهند شد.

۱. بازرسی ظاهری:

این تست غیرمخرب، ابتدایی‌ترین مرحله کنترل کیفیت پنل‌های خورشیدی است که به بررسی دقیق سطح پنل در شرایط نوری معادل ۱۰۰۰ لوکس می‌پردازد. هدف شناسایی عیوبی مانند ترک‌ها، خراش‌ها، حباب‌های موجود در شیشه یا نقص در لحیم‌کاری احتمالی سلول‌ها است که می‌توانند بر عملکرد و دوام پنل اثرگذار باشند. علاوه بر شناسایی نقص‌های سطحی، بازرسی ظاهری پنل خورشیدی نقش پیشگیرانه مهمی در فرایند کنترل کیفیت دارد.

شکل ۲ دستگاه بازرسی بصری پنل خورشیدی

۲. تعیین حداکثر توان پنل خورشیدی:

در این آزمون، پنل خورشیدی تحت تابش نور با شدت ۷۰۰ تا ۱۱۰۰ وات بر متر مربع و در دمای محیط ۲۰ تا ۵۰ درجه سانتی‌گراد قرار می‌گیرد. با تغییر مقاومت بار، جریان و ولتاژ خروجی اندازه‌گیری شده و حداکثر توان لحظه‌ای به دست می‌آید. این تست نشان می‌دهد پنل در شرایط عملیاتی مختلف تا چه اندازه توان تولید انرژی دارد و داده‌های مهمی برای طراحی سیستم فراهم می‌کند.

۳. تست عملکرد در شرایط استاندارد (STC):

بررسی عملکرد پنل خورشیدی در شرایط استاندارد یا همان تست Performance at Standard Test Conditions (STC) یکی از مراحل کلیدی در ارزیابی عملکرد پنل‌های خورشیدی است که تحت شرایط مشخصی انجام می‌شود. در این تست، پنل در شرایط آزمایشگاهی مشخص از جمله دمای ۲۵ درجه، تابش نوری ۱۰۰۰ وات بر متر مربع و طیف نوری ۱.۵ AM قرار می‌گیرد تا توان و کارایی آن در حالت ایده‌آل ارزیابی شود.

۴. تعیین حداکثر توان در شرایط STC و NMOT:

این دو تست مکمل یکدیگرند؛ STC عملکرد پنل را در شرایط ایده‌آل و کنترل‌شده می‌سنجد، در حالی که NMOT شرایط واقعی محیطی شامل شدت تابش نوری ۸۰۰ وات بر متر مربع و دمای محیط ۲۰ درجه سانتی گراد را شبیه‌سازی می‌کند. ترکیب این دو تست به تولیدکننده و مصرف‌کننده امکان می‌دهد تا تصویری جامع از عملکرد پنل در محیط‌های واقعی و آزمایشگاهی داشته باشند. این اطلاعات می‌تواند به بهینه‌سازی طراحی سیستم‌های خورشیدی و انتخاب پنل‌های مناسب برای پروژه‌های مختلف کمک کند.

۵. آزمایش عایق‌بندی پنل خورشیدی:

تست عایق (Insulation Test) در پنل‌های خورشیدی به‌عنوان یک فرآیند کلیدی برای ارزیابی کیفیت و عملکرد عایق‌های الکتریکی این سیستم‌ها شناخته می‌شود. این تست با اعمال ولتاژ بالا بر روی عایق‌های الکتریکی پنل، مقاومت آنها را اندازه‌گیری می‌کند تا از دوام و ایمنی سیستم در برابر نشت جریان و شوک الکتریکی اطمینان حاصل شود. این مرحله به خصوص برای پنل‌هایی که در معرض رطوبت و شرایط محیطی نامساعد قرار دارند بسیار حیاتی است.

۶. تعیین ضریب حرارتی:

ضرایب حرارتی آلفا (α)، بتا (β) و گاما (γ) در پنل‌های خورشیدی یا همان پارامتر‌های معروف Temperature Coefficient، از جمله پارامتر‌های کلیدی هستند که به تحلیل و ارزیابی عملکرد پنل‌ها در مواجهه با تغییرات دما کمک می‌کنند. هر یک از این ضرایب تأثیرات مختلف دما بر پارامتر‌های الکتریکی پنل را نشان می‌دهند و درک آنها برای بهینه‌سازی عملکرد سیستم‌های خورشیدی ضروری است.

در این تست α (تغییر جریان اتصال کوتاه با تغییر دما)، β (تغییر ولتاژ مدار باز با تغییر دما) و γ (تغییر حداکثر توان با تغییر دما) تعیین می¬شوند.

۷. تعیین حداکثر توان پنل در تابش ضعیف:

تست تعیین حداکثر توان در تابش کم برای پنل‌های خورشیدی، حداکثر توان تولیدی این پنل‌ها در شرایطی که تابش نور خورشید به‌طور مستقیم به آنها نمی‌تابد را بررسی و ارزطیابی می¬کند. این تست به‌ویژه در روز‌های ابری، ساعات پایانی روز و شرایط جوی نامساعد که شدت تابش نور معمولاً کمتر از ۲۰۰ وات بر متر مربع است اهمیت ویژه‌ای پیدا می‌کند. درواقع، در شرایط کم تابش، پنل‌های خورشیدی باید توانایی خود را در تولید انرژی نشان دهند.

۸. تست شبیه ساز فضای باز:

پنل‌ها به مدت مشخصی در داخل دستگاه شبیه ساز شرایط محیطی در معرض نور خورشید و سایر عوامل جوی قرار می‌گیرند تا دوام و پایداری آنها در شرایط واقعی محیطی بررسی شود. این تست به شناسایی اثرات بلندمدت تغییرات جوی بر عملکرد پنل کمک می‌کند.

علاوه بر این، تست قرارگیری پنل‌ها در شرایط فضای باز به شناسایی مشکلات بالقوه‌ای که ممکن است در طول زمان به وجود بیایند، کمک می‌کند. به عنوان مثال، تغییرات فصلی و جوی می‌توانند منجر به زنگ‌زدگی، آسیب به عایق‌ها یا کاهش کارایی پنل‌ها شوند.

۹. تست مقاومت در برابر نقاط داغ:

تست استقامت نقاط داغ در پنل‌های خورشیدی به منظور ارزیابی عملکرد و ایمنی پنل‌ها در شرایطی که ممکن است نقاط داغ یا Hot-Spot در آنها ایجاد گردد، انجام می‌شود. به عبارتی، شرایطی که برخی سلول‌های پنل به دلیل سایه، آلودگی یا مشکل فنی داغ می‌شوند، شبیه‌سازی می‌شود تا مقاومت پنل در برابر این پدیده که موجب کاهش کارایی، آسیب سلول‌های خورشیدی، و یا خطر آتش‌سوزی است، سنجیده شود.

۱۰. تست تابش UV:

در آزمایش اشعه ماورا بنفش، یا UV Chamber، پنل‌ها در معرض اشعه ماورا بنفش با شدت و مدت زمان مشخص (اشعه در محدوده ۲۸۰ تا ۴۰۰ نانومتر به اندازه ۱۵ کیلووات ساعت بر متر مربع طی ۱۶۸ ساعت) قرار می‌گیرند تا مقاومت مواد در برابر تخریب ناشی از تابش نور فرابنفش خورشید و طول عمر مفید آنها ارزیابی گردد.

۱۱. تست چرخه حرارتی:

تست چرخه حرارتی (Thermal Cycling Test) به منظور سنجش مقاومت و دوام پنل‌های خورشیدی در برابر تغییرات دمایی سریع و مکرر طراحی شده است. در این آزمایش، پنل تحت ۲۰۰ چرخه تغییر دما بین ۴۰- تا ۸۵ درجه سانتی‌گراد قرار می‌گیرد تا مقاومت در برابر انبساط و انقباض مواد و اتصالات و تاثیر آن بر دوام و کارایی بررسی شود.

شکل ۳ دستگاه اجرای تست چرخه حرارتی و تعدادی دیگر از تست‌ها در آزمایشگاه جامع فتوولتائیک ایران

۱۲. تست یخ زدگی رطوبت:

آزمایش یخ‌زدگی رطوبت پنل‌های خورشیدی، به منظور سنجش عملکرد و مقاومت پنل‌ها در شرایط محیطی مرطوب و سرد طراحی شده است. با قرار دادن پنل در رطوبت بالا و دما‌های زیر صفر، اثرات مشکلاتی مانند ایجاد تنش‌های داخلی بر ساختار پنل و عملکرد آن ارزیابی می‌گردد. در فرآیند این آزمایش، پنل‌ها ابتدا در شرایط رطوبت بالا قرار می‌گیرند. سپس، به دما‌های زیر صفر منتقل می‌شوند. این چرخه معمولاً به مدت مشخصی ادامه می‌یابد و شامل ۱۰ چرخه دمایی از ۴۰- تا ۸۵ درجه سانتی‌گراد با رطوبت ۸۵ درصد است.

۱۳. تست رطوبت و گرمای همزمان:

آزمایش گرمای مرطوب که به عنوان یکی دیگر از مراحل کلیدی در ارزیابی پنل شناخته می‌شود، به منظور بررسی مقاومت این پنل‌ها در برابر شرایط محیطی گرم و مرطوب طراحی شده است. پنل در شرایط ۸۵ درجه سانتی‌گراد و رطوبت ۸۵ درصد به مدت حدود ۱۰۰۰ ساعت قرار می‌گیرد تا مقاومت آن در برابر تغییرات شیمیایی و فیزیکی مواد و کاهش کارایی ناشی از تاثیر همزمان دما و رطوبت بررسی شود.

۱۴. تست استحکام پایانه‌ها:

تست استحکام پایانه‌ها بر روی پنل‌های خورشیدی، نقش بسیار مهمی در تضمین کیفیت و دوام اتصالات کابل‌ها و پایانه‌های پنل دارد. با اعمال نیرو‌های مکانیکی مانند پیچش و کشش به کابل‌ها و اتصالات پایانه پنل، دوام و کیفیت این اتصالات به منظور تضمین عملکرد صحیح و ایمنی سیستم سنجیده می‌شود.

شکل ۴ دستگاه تست استحکام پایانه‌ها در آزمایشگاه تخصصی پنل‌های خورشیدی در ایران

۱۵. تست جریان نشتی خیس:

آزمایش جریان نشتی خیس یکی از آزمون‌های حیاتی است که برای ارزیابی میزان عایق‌بندی و عملکرد پنل‌های خورشیدی در شرایط مرطوب انجام می‌شود. این آزمایش به منظور اطمینان از عدم نفوذ رطوبت به قسمت‌های فعال و حساس ماژول طراحی شده است. در این آزمایش پنل‌ها در معرض رطوبت کنترل شده قرار می‌گیرند و میزان جریان نشتی اندازه‌گیری می‌شود تا از حفظ کیفیت عایق‌ها در شرایط مرطوب و جلوگیری از خطرات الکتریکی اطمینان حاصل شود.

شکل ۵ دستگاه تست جریان نشتی مرطوب پنل‌های خورشیدی در آزمایشگاه جامع فتوولتائیک

۱۶. آزمایش بار مکانیکی:

در این آزمایش، پنل تحت بار‌های استاتیک و دینامیکی برابر با فشار‌های شدید باد، برف یا وزن خارجی قرار می‌گیرد تا استحکام ساختار، اتصالات و دوام مکانیکی آن بررسی گردد. در آزمایشگاه تخصصی فتوولتائیک، این تست‌ها با استفاده از تجهیزات دقیق و پیشرفته انجام می‌شوند که می‌توانند اعمال بار‌های مکانیکی استاتیک و دینامیک را بر پنل خورشیدی شبیه‌سازی کنند. این فرآیند امکان تشخیص نقاط ضعف ساختاری، بررسی کیفیت اتصالات و اطمینان از پایداری مکانیکی پنل را فراهم می‌کند و نقش تعیین‌کننده‌ای در تضمین طول عمر مفید پنل و حفظ کارایی آن در شرایط محیطی سخت ایفا می‌کند

شکل ۶ دستگاه تست بار مکانیکال در آزمایشگاه تخصصی فتوولتائیک در ایران

۱۷. تست ضربه تگرگ:

در این آزمایشگاه جامع فتوولتائیک، این امکان فراهم شده است که تست ضربه تگرگ مطابق با استاندارد‌های بین‌المللی و با تجهیزات پیشرفته انجام شود تا مقاومت پنل‌ها در برابر این نوع فشار‌های ناگهانی و شدید سنجیده شود. برای اجرای این آزمایش، از دستگاه پرتابگری استفاده می‌شود که قادر است گلوله‌های یخی با قطر و وزن مشخص را با سرعت‌های کنترل شده به سمت ماژول خورشیدی، که به صورت ثابت و روی پایه نصب شده است، پرتاب کند. این شلیک‌ها مکرر و در زوایای متعدد انجام می‌شود تا واقع‌گرایانه‌ترین شبیه‌سازی از ضربات تگرگ به پنل فراهم گردد.

شکل ۷ نمایی از دستگاه اجرای تست ضربه تگرگ در آزمایشگاه پنل‌های خورشیدی

۱۸. تست دیود بای پس:

در تست دیود بای‌پس در پنل‌های خورشیدی، عملکرد دیود‌های بای پس که از ایجاد نقاط داغ و آسیب به سلول‌ها جلوگیری می‌کنند، توسط اعمال جریان‌ها و اندازه‌گیری ولتاژ و دما بررسی شده تا سلامت و قابلیت اعتماد این قطعات تضمین شود. داده‌های به‌دست آمده به صورت مقادیر ولتاژ، جریان و دما ذخیره شده و به اپراتور نمایش داده می‌شود تا بتوان تحلیل دقیقی از سلامت و کارایی دیود‌های بای پس انجام داد

۱۹. تست PID:

تست کاهش عملکرد ناشی از اختلاف پتانسیل یا PID یکی از آزمون‌های بسیار حیاتی در ارزیابی کیفیت و دوام پنل‌های فتوولتائیک است که به بررسی تأثیرات ناشی از اختلاف ولتاژ بین پنل خورشیدی و زمین یا سایر اجزای سیستم می‌پردازد. درواقع، تحت ولتاژ بالا و شرایط کنترل‌شده دما و رطوبت، مقاومت پنل در برابر تخریب ناشی از اختلاف پتانسیل بین پنل و زمین ارزیابی شده و میزان کاهش عملکرد طی زمان اندازه‌گیری می‌شود تا پایداری سیستم تضمین گردد.

این مجموعه تست‌ها نه تنها کیفیت و عملکرد پنل‌ها را تضمین می‌کند، بلکه نویدبخش تعهدی عمیق به تحقق استاندارد‌های جهانی و ارتقاء جایگاه تولید داخل در بازار‌های بین‌المللی است. حضور چنین آزمایشگاهی در دل صنعت فوتوولتائیک ایران، گامی بلند به سوی خودکفایی، ارتقاء فناوری و خلق فرصت‌های نو در صنعت انرژی پاک است.