NTC2883

NORMA TCNICA NTC COLOMBIANA 2883

2006-07-26

MDULOS FOTOVOLTAICOS (FV) DE SILICIO CRISTALINO PARA APLICACIN TERRESTRE. CALIFICACIN DEL DISEO Y APROBACIN DE TIPO E: CRYSTALLINE SILICON TERRESTRIAL PHOTOVOLTAIC

(PV) MODULES. DESIGN QUALIFICATION AND TYPE APPROVAL

CORRESPONDENCIA: esta norma es una adopcin

idntica (IDT) por traduccin de la norma IEC 61215:2005.

DESCRIPTORES: energa solar - sistemas fotovoltaicos;

sistemas fotovoltaicos - mdulos; mdulos fotovoltaicos - requisitos.

I.C.S.: 27.160.00 Editada por el Instituto Colombiano de Normas Tcnicas y Certificacin (ICONTEC) Apartado 14237 Bogot, D.C. - Tel. 6078888 - Fax 2221435

Prohibida su reproduccin Primera actualizacin

Editada 2005-08-10

PRLOGO El Instituto Colombiano de Normas Tcnicas y Certificacin, ICONTEC, es el organismo nacional de normalizacin, segn el Decreto 2269 de 1993. ICONTEC es una entidad de carcter privado, sin nimo de lucro, cuya Misin es fundamental para brindar soporte y desarrollo al productor y proteccin al consumidor. Colabora con el sector gubernamental y apoya al sector privado del pas, para lograr ventajas competitivas en los mercados interno y externo. La representacin de todos los sectores involucrados en el proceso de Normalizacin Tcnica est garantizada por los Comits Tcnicos y el perodo de Consulta Pblica, este ltimo caracterizado por la participacin del pblico en general. La NTC 2883 (Primera actualizacin) fue ratificada por el Consejo Directivo del 2006-07-26. Esta norma est sujeta a ser actualizada permanentemente con el objeto de que responda en todo momento a las necesidades y exigencias actuales. A continuacin se relacionan las empresas que colaboraron en el estudio de esta norma a travs de su participacin en el Comit Tcnico 24 Energa solar y fotovoltaica. DURESPO S.A. ENERGA INTEGRAL ANDINA ENERSSIN LTDA. INSTITUTO TCNICO CENTRAL

MINISTERIO DEL MEDIO AMBIENTE -UNIDAD PARQUES NACIONALES- PROCOBRE UNIDAD DE PLANEACIN MINERO ENERGTICA

Adems de las anteriores, en Consulta Pblica el Proyecto se puso a consideracin de las siguientes empresas: ADMAGRO AENE CONSULTORA ANDCOM LTDA. APROTEC BP SOLAR CENTRO LAS GAVIOTAS CODENSA COLCIENCIAS COLSANITAS CORPORACIN UNIVERSITARIA AUTONOMA DE OCCIDENTE CUMMINS API ELECTROINGESOLAR ELECTROSOLAR LTDA. ENERGIA SOLAR LTDA. ENERPLAN SOLAR & GAS ESCUELA DE INGENIERIA JULIO GARAVITO

ETAGRO & CA FORT FERRAGRO FULGOR ENERGIA S.A. GESTIN INTEGRAL ENERGTICA HIDROSOLAR INGESOLAR IPSE ISA S.A. JULIO CORRALES CONSULTORA MAQUINAGRO MAREMOTO SOLAR MINISTERIO DE COMUNICACIONES MINISTERIO DE MINAS Y ENERGA SOLAR CENTER SOLARCO SOLES DE ANTIOQUIA SUPERINTENDENCIA DE INDUSTRIA Y COMERCIO

SUPERINTENDENCIA DE SERVICIOS PBLICOS UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIA UNIVERSIDAD DE LOS ANDES

UNIVERSIDAD NACIONAL UNIVERSIDAD PONTIFICIA BOLIVARIANA

ICONTEC cuenta con un Centro de Informacin que pone a disposicin de los interesados normas internacionales, regionales y nacionales y otros documentos relacionados.

DIRECCIN DE NORMALIZACIN

NORMA TCNICA COLOMBIANA NTC 2883 (Primera actualizacin)

CONTENIDO

Pgina 1. OBJETO Y CAMPO DE APLICACIN...........................................................................1 2. REFERENCIAS NORMATIVAS......................................................................................1 3. TOMA DE MUESTRAS...................................................................................................2 4. ROTULADO ....................................................................................................................3 5. ENSAYOS .......................................................................................................................3 6. CRITERIOS DE ACEPTACIN ......................................................................................6 7. DEFECTOS VISUALES IMPORTANTES.......................................................................7 8. INFORMES......................................................................................................................7 9. MODIFICACIONES .........................................................................................................8 10. PROCEDIMIENTOS DE ENSAYO..................................................................................8 10.1 INSPECCIN VISUAL ....................................................................................................8 10.2 DETERMINACIN DE LA POTENCIA MXIMA ...........................................................9 10.3 ENSAYO DE AISLAMIENTO........................................................................................10 10.4 MEDIDA DE LOS COEFICIENTES DE TEMPERATURA............................................11 10.5 MEDIDA DE LA TEMPERATURA DE OPERACIN NOMINAL

DE LA CLULA (TONC)...............................................................................................14 10.6 FUNCIONAMIENTO A CONDICIONES ESTNDAR DE ENSAYO (STC)

Y A LA TONC................................................................................................................24


Pgina 10.7 FUNCIONAMIENTO A BAJA IRRADIANCIA ..............................................................25 10.8 ENSAYO DE EXPOSICIN EN EL EXTERIOR...........................................................26 10.9 ENSAYO DE RESISTENCIA A LA FORMACIN DE PUNTOS CALIENTES............27 10.10 ENSAYO DE RADIACIN ULTRAVIOLETA (UV).......................................................34 10.11 ENSAYO DE CICLOS TRMICOS...............................................................................35 10.12 ENSAYO DE HUMEDAD-CONGELACIN..................................................................37 10.13 ENSAYO CONTINUO DE CALOR HMEDO ..............................................................38 10.14 ENSAYO DE ROBUSTEZ DE LOS TERMINALES......................................................39 10.15 ENSAYO DE FUGA DE CORRIENTE POR HUMEDAD..............................................41 10.16 ENSAYO DE CARGA MECNICA...............................................................................42 10.17 ENSAYO DE RESISTENCIA AL GRANIZO.................................................................43 10.18 ENSAYO TRMICO DEL DIODO BYPASS.................................................................46 TABLAS Tabla 1. Resumen de los niveles de ensayo...........................................................................6 Tabla 2. Masas de las bolas de hielo y velocidades de ensayo..........................................44 Tabla 3. Localizacin de los impactos...................................................................................46 FIGURAS Figura 1. Secuencia de ensayos de calificacin ....................................................................1 Figura 2. Factor de correccin de la TONC...........................................................................18 Figura 3. Placa de referencia..................................................................................................18 Figura 4. Medida de la TONC mediante el mtodo de la placa de referencia ....................22


Pgina Figura 5. Factor de correccin del viento .............................................................................24 Figura 6. Efecto de la formacin de puntos calientes sobre una clula de Tipo A...........28 Figura 7. Caractersticas inversas .........................................................................................28 Figura 8. Efecto de la formacin de puntos calientes sobre una clula de Tipo B...........29 Figura 9. Caso SP. conexin serie-paralelo..........................................................................30 Figura 10. Caso SPS conexin serie-paralelo-serie.............................................................31 Figura 11. Ensayo de ciclos trmicos ...................................................................................36 Figura 12. Ciclo de humedad-congelacin ...........................................................................38 Figura 13. Equipo para el ensayo de resistencia al granizo................................................44 Figura 14. Localizacin de los puntos de impacto...............................................................45


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MDULOS FOTOVOLTAICOS (FV) DE SILICIO CRISTALINO PARA APLICACIN TERRESTRE. CALIFICACIN DEL DISEO Y APROBACIN DE TIPO 1. OBJETO Y CAMPO DE APLICACIN Esta norma indica los requisitos para la calificacin del diseo y la aprobacin del tipo de mdulos fotovoltaicos para aplicacin terrestre y para una utilizacin de larga duracin en climas moderados al aire libre, segn se define en la norma IEC 60721-2-1. Se aplica nicamente a mdulos de silicio cristalino. La norma para los mdulos de lmina delgada es la IEC 61646. Esta norma no es aplicable a los mdulos utilizados con concentradores. El objeto de esta secuencia de ensayos es determinar las caractersticas elctricas y trmicas del mdulo y demostrar, en la medida de lo posible con razonables costos econmicos y de tiempo, que el mdulo es capaz de soportar una exposicin prolongada en los climas descritos en el campo de aplicacin. La esperanza de vida real de los mdulos calificados de este modo depender de su diseo, del medio ambiente y de las condiciones en las que opere. Para efectos de esta norma clula y celda se entienden como el dispositivo bsico que genera electricidad por el efecto fotovoltaico cuando es expuesto a energa radiante tal como la luz solar. 2. REFERENCIAS NORMATIVAS Las siguientes normas referenciadas son indispensables para la aplicacin de esta norma. Para referencias fechadas, se aplica nicamente la edicin citada. Para referencias no fechadas, se aplica la ltima edicin de la norma referenciada (incluida cualquier correccin). NTC 2775:2005, Energa solar fotovoltaica. Terminologa y definiciones. NTC-ISO-IEC17025:2005, Requisitos generales de competencia de laboratorios de ensayo y calibracin. IEC 60068-1:1988, Environmental Testing. Part 1: General and Guidance. IEC 60068-2-21:1999, Environmental Testing. Part 2-21. Tests. Test U. Robustness of Terminations and Integral Mounting Devices.


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IEC 60068-2-78:2001, Environmental Testing. Part 2-78. Tests. Test Cab: Damp Heat, Steady State. IEC 60410:1973, Sampling Plans and Procedures for Inspection by Attributes. IEC 60721-2-1:1982, Classification of Environmental Conditions. Part 2: Environmental Conditions Appearing in Nature. Temperature and humidity. IEC 60891:1987, Procedures for Temperature and Irradiance Corrections to Measured I-V Characteristics of Crystalline Silicon Photovoltaic Devices. Amendment 1 (1992). IEC 60904-1:1987, Photovoltaic Devices. Part 1. Measurements of Photovoltaic Current-voltage Characteristics. IEC 60904-2:1989, Photovoltaic Devices. Part 2. Requirements for Reference Solar Cells. IEC 60904-3:1989, Photovoltaic Devices. Part 3. Measurement Principles for Terrestrial Photovoltaic (PV) Solar Devices with Reference Spectral Irradiance Data. IEC 60904-6:1994, Photovoltaic Devices. Part 6. Requirements for Reference Solar Modules. IEC 60904-7:1998, Photovoltaic Devices. Part 7. Computation of Spectral Mismatch Error Introduced in the Testing of a Photovoltaic Device. IEC 60904-9:1995, Photovoltaic Devices. Part 9: Solar Simulator Performance Requirements. IEC 60904-10:1998, Photovoltaic Devices. Part 10: Methods of Linearity Measurements. IEC 61853, Performance Testing and Energy Rating of Terrestrial Photovoltaic (PV) Modules. 3. TOMA DE MUESTRAS Deben tomarse al azar ocho mdulos para los ensayos de calificacin (ms el nmero de recambios que se deseen) a partir de un lote o varios lotes de produccin, de acuerdo con el procedimiento indicado en la norma IEC 60410. Los mdulos deben haber sido fabricados a partir de materiales y componentes que cumplan con los planos y hojas de proceso correspondientes y haber sido sometidos a una inspeccin normal del fabricante y a los procesos de control de calidad y de aceptacin de la produccin. Los mdulos deben estar completos en cada uno de sus detalles y deben estar acompaados por las instrucciones de manipulacin, montaje y conexin suministradas por el fabricante, incluyendo la tensin mxima permitida del sistema. Si los diodos de derivacin no son accesibles en los mdulos estndar, se puede preparar una muestra especial para el ensayo trmico del diodo de derivacin (vase el numeral 10.18) El diodo de derivacin se debe montar de acuerdo a su disposicin en el mdulo estndar, con el sensor ubicado sobre el diodo segn se indica en el numeral 10.18.2. Esta muestra no tiene que se sometida a la secuencia de ensayos indicada en la Figura 1. Si los mdulos a ensayar son prototipos de un nuevo diseo y no provienen de produccin, debe indicarse este hecho en el informe de ensayos (vase el numeral 8).


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4. ROTULADO Cada mdulo debe llevar una placa mnimo con la siguiente informacin de forma clara e indeleble: - nombre, anagrama o smbolo del fabricante; - tipo o nmero de modelo; - nmero de serie; - polaridad de los terminales o de los conductores (se permite un cdigo de colores); - tensin mxima del sistema para la que el mdulo es adecuado. - Potencia del mdulo en Watt en condiciones estndar (vase la NTC 2775). La fecha y lugar de fabricacin deben estar marcados sobre el mdulo o bien deben de ser trazables a partir del nmero de serie. 5. ENSAYOS Antes de comenzar los ensayos, todos los mdulos incluyendo el control se deben exponer a luz solar (real o simulada) a un nivel de irradiacin de 5 kWh.m-2 hasta 5,5 kWh.m-2 con el circuito abierto. Los mdulos deben dividirse en grupos y ser sometidos a las secuencias de ensayos de calificacin de la Figura 1, llevados a cabo en el orden establecido. Cada casilla se refiere al apartado correspondiente de esta norma. Los procedimientos de ensayo y las severidades, incluyendo las medidas iniciales y finales si son necesarias, se recogen en el numeral 10. NOTA 1 Cuando las medidas finales de un ensayo se utilizan como medidas iniciales para el ensayo siguiente de la secuencia, no es preciso que stas se repitan. En estos casos, las medidas iniciales se omiten del ensayo. Cuando se efectan los ensayos, la persona que los realice debe cumplir estrictamente las instrucciones de manipulacin, montaje y conexin indicadas por el fabricante. Los ensayos especificados en los numerales 10.4, 10.5, 10.6 y 10.7 pueden ser omitidos cuando se verifique el cumplimiento de la norma IEC 61853 o se programe que sean efectuados sobre este tipo de mdulo. Las condiciones de los ensayos se resumen en la Tabla 1. NOTA 2 Los parmetros de ensayo dados en la Tabla 1 son los mnimos requeridos para calificacin. Si el laboratorio y el fabricante del modulo estn de acuerdo, los ensayos se pueden desarrollar bajo parmetros ms severos. 6. CRITERIOS DE ACEPTACIN El diseo de un mdulo se considera que satisface los ensayos de calificacin, y por consiguiente, la aprobacin de tipo IEC, si todas las muestras de ensayo cumplen todos los siguientes criterios:


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a) la degradacin de la potencia mxima de salida no sobrepasa el lmite establecido para cada ensayo, ni tampoco un 8 % despus de cada secuencia de ensayos;

b) ninguna muestra presenta ningn circuito abierto o fallo de puesta a tierra durante los

ensayos; c) no hay signos visuales de un defecto de consideracin, segn se define en el numeral 7; d) los requisitos de ensayo del aislamiento se satisfacen despus de los ensayos. e) Los requisitos del ensayo de fugas de corriente por humedad se cumplen al principio y al

final de cada secuencia y despus del ensayo continuo de calor hmedo; f) Los requisitos especficos de los ensayos individuales se cumplen. Si dos o ms mdulos no satisfacen estos criterios de ensayo, se considera que el diseo no responde a los requisitos de calificacin. Si un solo mdulo es defectuoso en cualquier ensayo, otros dos mdulos que cumplan las exigencias del numeral 3 sern sometidos a la totalidad de la secuencia de ensayos correspondiente. Si uno o ambos de estos mdulos tambin son defectuosos, se considera que el diseo no responde a los requisitos de calificacin. Si ambos mdulos superan la secuencia de ensayo, se considera que el diseo satisface los requisitos de calificacin.


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Preacondicionamiento5 kWh m

8 mdulos

10.1Inspeccin visual

10.2Potencia mxima

10.3Resistencia

al aislamiento

10.15Corriente de fugas

por humedad

10.10Preacondicionamiento

ultravioleta

2 mdulos

10.11Ciclos trmicos

50 ciclos-40C a +85C

10.12Humedad congelacin

10 ciclos -40C a +85C85 % RH

10.14Robustez de los

terminales

10.14Medicin de coeficientes

de temperatura(nota 1)

10.5TONC

(nota 1 y 2)

10.6Desempeo STC y TONC

(nota 1)

2 mdulos

1 mdulo

10.7Desempeo abaja irradiancia

(nota 1)

10.8Exposicin exterior

60 kWh m

10.18Trmico diodo

Bypass

10.9Resistencia a

puntos calientes

10.11Ciclos trmicos

200 ciclos-40C a +85C

2 mdulos

1 mdulo

Repetir ensayo10.15

Corriente de fugaspor humedad

10.13Calor hmedo

85C85 % RH

10.15Corriente de fugas

por humedad

10.16Carga mecnica

10.17Resistencia al

granizo

1 mdulo 2 mdulos

1 mdulo 1 mdulo

Control

NOTA 1 Puede omitirse si la norma IEC 61853 ha sido verificada sobre el mdulo. NOTA 2 En el caso de que los mdulos no estn diseados para montaje sobre un soporte abierto, la TONC puede ser sustituida por la temperatura media de unin de clula, en el equilibrio.

Figura 1. Secuencia de ensayos de calificacin


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Tabla 1. Resumen de los niveles de ensayo

Ensayo Ttulo Condiciones de ensayo

10.1 Inspeccin visual Vase la lista detallada de inspeccin en el numeral 10.1.2

10.2 Determinacin de la potencia mxima Vase la norma IEC 60904-1

10.3 Ensayo de aislamiento

Dielctrico debe resistir a 1000 V d.c. + dos veces la tensin mxima del sistema durante 1 min. Para mdulos con un rea menor que 0,1 m2 la resistencia del aislamiento no debe ser menor que 400 MW. Para mdulos con un rea mayor que 0,1 m2, la resistencia del aislamiento medida por el rea del mdulo no debe ser menor que 40 MW.m2 medida a 500 V o la tensin mxima del sistema, la que sea mayor

10.4 Medicin de los coeficientes de temperatura (vase la Nota 1) Vase los detalles en el numeral 10.4

Vase la norma IEC 60904-10 como gua

10.5 Medicin de la TONC (vase la Nota 1)

Irradiancia solar total: 800 W. m-2

Temperatura ambiente: 20 C Velocidad del viento: 1 m - s-1

10.6 Desempeo a STC y TONC (vase la Nota 1)

Temperatura de la clula: 25 C y TONC Irradiancia: 1 000 W.m-2 y 800 W.m-2 con con distribucin espectral de irradiancia de referencia segn la norma

IEC 60904-3

10.7 Desempeo a baja irradiancia (vase la Nota 1)

Temperatura de la clula: 25 C Irradiancia: 200 W.m-2 con distribucin espectral de irradiancia de referencia segn la norma IEC 60904-3

10.8 Ensayo de exposicin en el exterior 60 kWh . m-2 de irradiacin solar total

10.9 Ensayo de resistencia a la formacin de puntos calientes

5 h de exposicin a una irradiancia de 1 000 Wm-2 en el caso ms desfavorable de condicin de punto

caliente

10.10 Ensayo preacondicionamiento con radiacin UV

15 kWh?m-2 de irradiacin total UV con longitudes de onda en el rango de 280 nm a 385 nm con 5 kWh?m2 de irradiacin UV en el rango de longitud de onda de

280 nm a 320 nm

10.11 Ensayo de ciclos trmicos 50 y 200 ciclos desde 40 C hasta 85 C con STC y corriente mxima de suministro durante 200 ciclos

10.12 Ensayo de humedad-congelacin 10 ciclos desde 85 C, 85 %HR hasta --40 C

10.13 Ensayo continuo de calor hmedo 1000 h a + 85 C, 85 %HR

10.14 Ensayo de robustez de los terminales Segn IEC 60068-2-21

10.15 Ensayo de corriente de fuga por humedad

Vase detalles en el numeral 10.15 Para mdulos con un rea menor que 0,1 m2 la resistencia

del aislamiento no debe ser menor que 400 MW. Para mdulos con un rea mayor que 0,1 m2, la resistencia del aislamiento medida por el rea del mdulo no debe ser

menor que 40 MW.m2 medida a 500 V o la tensin mxima del sistema, la que sea mayor

10.16 Ensayo de carga mecnica

Tres ciclos de carga uniforme de 2 400 Pa, aplicada durante 1 h a un lado y a otro de las superficies,

sucesivamente. Carga de nieve opcional de 5 400 Pa durante el ltimo

ciclo sobre la superficie frontal

10.17 Ensayo de resistencia al granizo Bola de hielo de 25 mm de dimetro a 23 m.s-1, dirigida

sobre 11 puntos de impacto

10.18 Ensayo trmico del diodo bypass Una hora a Isc y 75 C

Una hora a 1,25 veces Isc y 75 C NOTA 1 Estos ensayos pueden ser omitidos cuando se verifique la norma IEC 61853 sobre el mdulo tipo.


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7. DEFECTOS VISUALES IMPORTANTES Para el objeto de la calificacin del diseo y la aprobacin de tipo, se consideran defectos visuales de importancia los siguientes: a) superficies externas rotas, con grietas, curvadas, desalineadas o rasgadas; b) una grieta en una clula cuya propagacin pueda separar ms de un 10 % del rea de

dicha clula del circuito elctrico del mdulo; c) burbujas o delaminacin (separacin de capas) que formen una trayectoria continua entre

cualquier parte del circuito elctrico y el borde del mdulo; d) prdida de la integridad mecnica, de modo que la instalacin y/o funcionamiento del

mdulo se vea deteriorado. e) doblado o desalineamiento de las superficies externas, incluyendo superestratos,

substratos, bastidor y cajas de conexin de modo que la instalacin u operacin del mdulo pueda ser impedida.

8. INFORMES Para la aprobacin de tipo, el laboratorio de ensayo debe preparar un informe certificado de los ensayos de calificacin, incluyendo las caractersticas de funcionamiento obtenidas y los detalles de cualquier fallo producido o de ensayos repetidos, de acuerdo con lo establecido en la NTC-ISO-IEC 17025. El informe debe contener los detalles de especificacin del mdulo. Cada certificado o informe de ensayo debe incluir al menos la siguiente informacin: a) Ttulo; b) Nombre y direccin del laboratorio de ensayo y sitio donde fueron realizados los ensayos; c) Cdigo de identificacin de la certificacin o informe y de cada pgina; d) Segn sea aplicable, nombre y direccin del cliente; e) Descripcin e identificacin del ensayo; f) Caracterizacin y condiciones del ensayo; g) Fechas de recepcin y ensayo segn sea apropiado; h) Identificacin del mtodo de ensayo utilizado; i) Cuando sea relevante referencia al procedimiento de muestreo aplicado; j) Cualquier desviacin, adicin o exclusin del mtodo de ensayo y cualquier otra

informacin relevante para ensayos especficos, tales como condiciones ambientales; k) Mediciones, exmenes y resultados derivados debidamente soportados por tablas,

grficos, presentaciones y fotografas segn sea apropiado, incluyendo coeficientes de temperatura de corto circuito, tensin de circuito abierto y potencia pico, TONC, condiciones estndar de ensayo y baja irradiancia, espectro de la lmpara usada para el


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ensayo de ultravioleta, mxima prdida de potencia despus de los ensayos y cualquier fallo observado;

l) Cuando sea relevante, una expresin de la incertidumbre estimada de los resultados de

los ensayos; m) El nombre y cargo, o identificacin equivalente de la persona(s) que aceptan la

responsabilidad por el contenido del certificado o informe y la fecha de emisin; n) Cuando sea relevante, una expresin que indique que los resultados se relacionan

nicamente con los aspectos ensayados; o) Un frase que indique que el certificado o informe no debe ser reproducido sin aprobacin

escrita del laboratorio. Una copia de este informe debe ser guardada por el fabricante para propsitos de referencia. NOTA El representante del fabricante debe solicitar y contar con copias de los resultados y protocolos de ensayo de los mdulos fotovoltaicos haciendo nfasis en la eficiencia de los mismos. 9. MODIFICACIONES Cualquier cambio en el diseo, en los materiales, componentes o procesado del mdulo puede precisar la repeticin de alguno o de todos los ensayos de calificacin para mantener la aprobacin de tipo. 10. PROCEDIMIENTOS DE ENSAYO 10.1 INSPECCIN VISUAL 10.1.1 Objeto Detectar cualquier defecto visual en el mdulo. 10.1.2 Procedimiento Se inspecciona cuidadosamente cada mdulo bajo una iluminacin no inferior a 1 000 lux para las siguientes condiciones: - superficies exteriores agrietadas, curvadas, desalineadas o rasgadas; - clulas rotas; - clulas agrietadas; - interconexiones o uniones defectuosas; - clulas en contacto unas con otras o con el marco soporte; - defectos de adhesin; - burbujas o delaminacin que formen una trayectoria continua entre una clula y el borde

del mdulo;


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- superficies pegajosas de material plstico; - terminales defectuosos, partes elctricas activas expuestas; - cualesquiera otras condiciones que puedan afectar al funcionamiento. Debe tomarse nota, y/o fotografiar la naturaleza y posicin de cualquier grieta, burbuja o delaminacin, etc. que pueda agravarse y afectar desfavorablemente al funcionamiento del mdulo en los siguientes ensayos. 10.1.3 Requisitos Resultan aceptables para el propsito de la aprobacin de tipo, otras condiciones visuales distintas a los defectos visuales importantes listados en el numeral 7. 10.2 DETERMINACIN DE LA POTENCIA MXIMA 10.2.1 Objeto Determinar la potencia mxima del modulo antes y despus de varios ensayos ambientales. La repetibilidad del ensayo es el factor ms importante. 10.2.2 Aparatos a) Una fuente radiante (luz solar natural o un simulador solar Clase B o mejor de acuerdo

con la norma IEC 60904-9). b) Un dispositivo de referencia fotovoltaico de acuerdo con la norma IEC 60904-2 o

IEC 60904-6. Si se utiliza un simulador solar Clase B el dispositivo de referencia debe ser un mdulo de referencia del mismo tamao y con la misma tecnologa de clula (para ajustar la respuesta espectral) como la muestra bajo ensayo.

c) Un montaje conveniente para apoyar la muestra de ensayo y el dispositivo de referencia

en un plano normal al rayo radiante. d) Un mecanismo para monitorear la temperatura de la muestra de ensayo y el dispositivo

de referencia con una exactitud de 1 C y una repetibilidad de 0,5 C. e) Equipo para medicin de la corriente de la muestra de ensayo y el dispositivo de

referencia con una exactitud de 0,2 % de la lectura; f) Equipo para medicin de la tensin de la muestra de ensayo y el dispositivo de referencia

con una exactitud de 0,2 % de la lectura. 10.2.3 Procedimiento Determinar la caracterstica de corriente-tensin del mdulo de acuerdo con la norma IEC 60904-1. Bajo un conjunto de condiciones de temperatura e irradiancia (un rango recomendado es una temperatura de la clula entre 25 C y 50 C y una irradiancia entre 700 W.m-2 y 1 100 W.m-2) usando luz solar natural o un simulador solar Clase B o mejor conforme con los requisitos de la norma IEC 60904-9. En circunstancias especiales cuando los mdulos se disean para un rango de condiciones diferente, la caracterstica de corriente-tensin se puede medir usando los niveles de temperatura e irradiancia similares a los esperados en condiciones de operacin. Las correcciones de temperatura e irradiancia se pueden hacer de acuerdo con la norma IEC 60891


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con el propsito de comparar los conjuntos de mediciones hechas sobre el mismo mdulo antes y despus de los ensayos ambientales. Sin embargo, se debe tratar de asegurar que todas las mediciones de la potencia mxima sean hechas bajo condiciones similares de operacin, de manera que se minimice la magnitud de la correccin al realizar todas las mediciones sobre un mdulo particular con aproximadamente la misma temperatura e irradiancia. La repetibilidad de la medicin de la mxima potencia debe ser mejor que el 1 %. NOTA Usar el mdulo de control para verificar cada vez que los mdulos bajo ensayo sean medidos. 10.3 ENSAYO DE AISLAMIENTO 10.3.1 Objeto Determinar si el mdulo est o no suficientemente bien aislado entre los elementos conductores y el marco. 10.3.2 Aparatos a) Una fuente de corriente continua, con limitador de corriente, capaz de aplicar 500 V 1 000 V

ms dos veces la mxima tensin del mdulo de acuerdo con el numeral 10.3.4 c). b) Un instrumento para medir la resistencia del aislamiento. 10.3.3 Condiciones de ensayo El ensayo debe realizarse sobre los mdulos a la temperatura ambiente de la atmsfera envolvente (vase la norma IEC 60068-1) y a una humedad relativa que no supere el 75 %. NOTA Para sitios con humedad relativa superior al 75 % y temperaturas superiores a 30 C el fabricante debe suministrar instrucciones sobre el mantenimiento rutinario para estas condiciones (presencia de hongos, bacterias, etc.). 10.3.4 Procedimiento de ensayo a) Conectar los terminales de salida del mdulo al terminal positivo de un instrumento de

medida de aislamiento en corriente continua con un limitador de corriente. b) Conectar las partes metlicas expuestas del mdulo al terminal negativo del instrumento

de medida. Si el mdulo no tiene chasis o si el chasis es un mal conductor elctrico, montar el mdulo sobre una estructura soporte metlica, que se conecta al terminal negativo del instrumento de medida.

c) Aumentar la tensin aplicada por el instrumento de medida con un rgimen que no supere

500 V.s-1 a un mximo igual a 1 000 V ms dos veces la tensin mxima del sistema (es decir, la tensin mxima del sistema marcada sobre el mdulo por el fabricante). Mantener la tensin a este nivel durante 1 min. Si la tensin mxima del sistema no supera 50 V, la tensin aplicada debe ser 500 V.

d) Reducir la tensin aplicada hasta cero y cortocircuitar los terminales del instrumento de

medida, mientras permanece conectado al mdulo. e) Abrir el cortocircuito


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f) Incrementar la tensin aplicada por el equipo de ensayo a una tasa que no exceda 500 V.s-1 hasta 500 V o la tensin mxima del sistema para el mdulo, la que sea mayor. Mantener la tensin a este nivel por 2 min. Entonces determinar la resistencia del aislamiento.

g) Recudir la tensin aplicada hasta cero y hacer cortocircuito en los terminales del equipo

de ensayo para descargar la tensin remanente en el mdulo. h) Remover el cortocircuito y desconectar el equipo de ensayo del mdulo. NOTA Si el modulo no tiene bastidor metlico ni superestrato de vidrio, el ensayo del aislamiento debera ser repetido con la placa metlica colocada sobre el frente del mdulo como se indica en el numeral 10.3.4 b). 10.3.5 Requisitos de ensayo - ninguna ruptura dielctrica o agrietamiento superficial durante el punto c); - Para mdulos con un rea menor que 0,1 m2 la resistencia del aislamiento no debe ser

inferior a 400 MO. - Para mdulos con un rea mayor que 0,1 m2 la resistencia del aislamiento medida por el

nmero de veces del rea del mdulo no debe ser inferior a 40 MW.?m2. 10.4 MEDIDA DE LOS COEFICIENTES DE TEMPERATURA 10.4.1 Objeto El propsito es determinar los coeficientes de temperatura de corriente (a), tensin (b) y potencia mxima (d) a partir de las mediciones del mdulo. Los coeficientes as determinados son vlidos a la irradiancia a la cual las mediciones fueron hechas. Vase la norma IEC 60904-10 para la evaluacin de los coeficientes de temperatura del mdulo a diferentes niveles de irrandiancia. 10.4.2 Aparatos a) Una fuente radiante (luz solar natural o un simulador solar Clase B o mejor de acuerdo

con la norma IEC 60904-9) del tipo a ser usado en los ensayo subsecuentes; b) Un dispositivo de referencia fotovoltaico que tenga una caracterstica de corriente de

cortocircuito versus irradiancia determinada por calibracin con un radimetro absoluto de acuerdo con la norma IEC 60904-2 IEC 60904-6;

c) Cualquier equipo necesario para cambiar la temperatura de la muestra de ensayo en el

rango de inters; d) Un montaje apropiado para apoyar la muestra de ensayo y el dispositivo de referencia en

el mismo plano normal al rayo radiante; e) Un mecanismo para monitorear la temperatura de la muestra de ensayo y el dispositivo

de referencia con una exactitud de 1 C y una repetibilidad de 0,5 C; f) Equipo para medicin de la corriente de la muestra de ensayo y el dispositivo de

referencia con una exactitud de 0,2 % de la lectura;


12

g) Equipo para medicin de la tensin de la muestra de ensayo y el dispositivo de referencia con una exactitud de 0,2 % de la lectura.

10.4.3 Procedimiento de ensayo Existen dos procedimientos aceptables para medicin de los coeficientes de temperatura. 10.4.3.1 Procedimiento con luz solar natural a) La medicin con luz solar natural solamente se debe hacer cuando:

- La irradiancia total es al menos tan alta como el lmite superior del rango de inters;

- La variacin de la irradiancia provocada por oscilaciones de corta duracin (nubes,

bruma o humo) es menor que 2 % de la irradiancia total medida por el dispositivo de referencia;

- La velocidad del viento es menor que 2 m/s

b) Montar el dispositivo de referencia en el mismo plano con el mdulo bajo ensayo de modo

que ambos estn perpendiculares al rayo solar directo dentro de 5. Conectar a la instrumentacin necesaria.

NOTA Las mediciones descritas en los siguientes literales deben ser efectuadas tan rpido como sea posible dentro de unas pocas horas del mismo da para minimizar el efecto de los cambios en las condiciones espectrales. Si esto no es posible, puede ser necesario hacer correcciones espectrales.

c) Si el mdulo bajo ensayo y el dispositivo de referencia estn equipados con controles de

temperatura, se deben ajustar los controles al nivel deseado. d) Si los controles de temperatura no se utilizan, se debe ocultar la muestra y el dispositivo de

referencia del sol y el viento hasta que la temperatura sea uniforme dentro de 1 C de la temperatura del aire ambiente, o permitir que la muestra se equilibre hasta alcanzar su temperatura estabilizada, o enfriar la muestra bajo ensayo por debajo de la temperatura requerida para el ensayo y luego dejar que el mdulo se caliente de forma natural. El dispositivo de referencia se debera estabilizar tambin dentro de 1 C de su temperatura de equilibrio antes de continuar.

e) Registrar la caracterstica de corriente-tensin y la temperatura de la muestra e

igualmente registrar la corriente de cortocircuito y la temperatura del dispositivo de referencia a las temperaturas deseadas. Si es necesario, hacer las mediciones inmediatamente despus de remover el mecanismo de ocultamiento.

f) La irradiancia Go debe ser calculada de acuerdo con la norma IEC 60891 a partir de la

corriente Isc medida por el dispositivo de referencia fotovoltaico, y su valor de calibracin a condiciones estandar de ensayo Irc. Una correccin debe ser aplicada a la temperatura del dispositivo de referencia Tm usando el coeficiente de temperatura especificado para el dispositivo de referencia arc.

( ) ( )[ ]CTxI

xIWmG mrc

rc

sco --=

-251

0001 2a


13

en donde

a r c es el coeficiente de temperatura relativa [1/C] a 25 C y 1 000 W/m2

g) Ajustar la temperatura por medio de un controlador o con exposicin y ocultamiento del

mdulo bajo ensayo segn sea requerido para alcanzar y mantener la temperatura deseada. Alternativamente, el mdulo bajo ensayo puede ser calentado en forma natural aplicando el procedimiento de registro de datos del literal d) en forma peridica durante el calentamiento.

h) Asegurar que el mdulo bajo ensayo y el dispositivo de referencia esten estabilizados y

permanezcan constantes dentro de 1 C y que la irradiancia medida por el dispositivo de referencia se mantenga constante dentro de 1 % durante el periodo de registro durante cada conjunto de datos. Todos los datos se deben tomar a 1 000 W.m-2 o ser trasladados hasta el nivel de irradiancia.

i) Repetir los pasos d) hasta h). Las temperaturas del mdulo deben tales que el rango de

inters este al menos en 30 C y que su amplitud sea al menos de cuatro incrementos aproximadamente iguales. Se deben tomar como mnimo tres mediciones de cada condicin de ensayo.

10.4.3.2 Procedimiento con un simulador solar a) Determinar la corriente de cortocircuito del mdulo a la irradiancia deseada a temperatura

ambiente, de acuerdo con la norma IEC 60904-1. b) Montar el mdulo de ensayo en la cmara y un dispositivo apropiado de control de la

irradiancia en el exterior de la cmara de ensayo dentro del eje del haz del simulador. Conectar a la instrumentacin.

c) Cerrar la cmara y ajustar la irradiancia de modo que el mdulo a ensayar produzca la

corriente de cortocircuito determinada en el punto a). Utilizar el monitor de irradiancia para mantener esta irradiancia a lo largo del ensayo.

d) Calentar o enfriar el modulo hasta la temperatura de inters. Una vez el mdulo a

alcanzado la temperatura deseada, medir la Isc, Voc y la potencia mxima. Cambie la temperatura del mdulo en incrementos de aproximadamente 5 C sobre el rango de inters de al menos 30 C y repetir las mediciones de Isc, Voc y la potencia mxima.

NOTA La caracterstica completa de corriente-tensin puede ser medida a cada temperatura para determinar a cada temperatura el cambio en tensin y corriente a la potencia mxima.

10.4.3.3 Calculo de los coeficientes de temperatura a) Dibuje los valores de Isc, Voc and potencia mxima como funciones de la temperatura y

construya una curva de mnimos cuadrados con cada conjunto de datos. b) A partir de las pendientes de mnimos cuadrados tomar lneas rectas para corriente,

tensin y potencia mxima, clcule a (coeficiente de temperatura de corriente de cortocircuito), b (coeficiente de temperatura de tensin de circuito abierto) y d (coeficiente de temperatura de potencia mxima) para el mdulo.

NOTA 1 Vase la IEC 60904-10 para determinar si los mdulos de ensayo pueden ser considerados como dispositivos lineales.


14

NOTA 2 Los coeficientes de temperatura medidos con este procedimiento solo son vlidos para el nivel de irradiancia en el cual fueron medidos. Los coeficientes de temperatura relativos expresados como porcentajes pueden ser determinados al dividir los valores calculados de a, b y d por los valores de corriente, tensin y potencia mxima a 25 C. NOTA 3 Como el factor de llenado del modulo es funcin de la temperatura, no es suficiente usar el producto de a y b como el coeficiente de temperatura de potencia mxima.

10.5 MEDIDA DE LA TEMPERATURA DE OPERACIN NOMINAL DE LA CLULA (TONC) 10.5.1 Objeto Determinar la TONC del mdulo 10.5.2 Introduccin La temperatura de operacin nominal de las clulas (TONC) se define como la temperatura de unin media de las clulas solares en equilibrio para un mdulo montado sobre una estructura abierta en el entorno de referencia normalizado (ERN) siguiente: - ngulo de inclinacin: 45 desde la horizontal - Irradiancia total: 800 W.m-2 - Temperatura ambiente: 20 C - Velocidad del viento: 1 m.s-1 - Carga elctrica: ninguna (circuito abierto). La TONC puede utilizarse por el diseador del sistema como indicativo de la temperatura a la cual un mdulo funcionar en su situacin real, y es por tanto, un parmetro til cuando se compara el funcionamiento de distintos diseos de mdulos. Sin embargo, la temperatura de funcionamiento real en cualquier momento se ve afectada por la estructura de montaje, la irradiancia, la velocidad del viento, la temperatura ambiente, la temperatura del cielo y las reflexiones y emsiones del suelo y de los objetos prximos. Para asegurar unas predicciones de funcionamiento, deben tenerse en cuenta todos estos factores. Se describen dos mtodos para determinar la TONC. El primero, denomnado "el mtodo primario", es universalmente aplicable a todos los mdulos Fy. En el caso de mdulos no diseados para montaje en estructura abierta, el mtodo primario puede utilizarse para determinar la temperatura de unin media de las clulas solares en equilibrio en el ERN, con el mdulo montado segn las recomendaciones del fabricante. El segundo, denominado "el mtodo de la placa de referencia", es ms rpido pero aplicable slo a mdulos FV del tipo que responde a cambios en la temperatura ambiente (dentro de intervalos restringidos de velocidad de viento e irradiancia) en la misma forma que las placas de referencia utilizadas para las medidas. Los mdulos en silicio cristalino con la cara anterior de vidrio y la posterior de plstico se incluyen en esta categora. Las placas de referencia se calibran utilizando el mismo procedimiento que en el mtodo primario.


15

10.5.3 Mtodo primario 10.5.3.1 Principio Este mtodo se basa en la obtencin de datos reales de la temperatura de clula en un intervalo de condiciones ambientales que incluyan el ERN. Los datos se presentan de modo que permitan una interpolacin precisa y reproducible del valor de la TONC. La temperatura de unin de una clula solar (Tj) es funcin principalmente de la temperatura ambiente (Tamb), de la velocidad media del viento (V) y de la irradiancia solar total que incide en la superficie activa del mdulo. La diferencia de temperaturas (Tj - Tamb) es suficientemente independiente de la temperatura ambiente y es en esencia directamente proporcional a la irradiancia para los niveles superiores a 400 W.m-2. El procedimiento consiste en representar (Tj - Tamb) en funcin de G para un perodo en el que las condiciones del viento son favorables. Se determina as un valor preliminar de la TONC, aadiendo 20 C al valor (Tj - Tamb) obtenido mediante interpolacin en la irradiancia de 800 W.m-2. Finalmente, se aade al valor preliminar de la TONC un factor de correccin, dependiente de la temperatura media y de la velocidad del viento durante el perodo de ensayo, para obtener el valor de la TONC corregido a 20 C y a 1 m.s-1. 10.5.3.2 Aparatos Se precisan los siguientes aparatos: a) Una estructura abierta para soportar el(los) mdulo(s) de ensayo y los piranmetros en el

modo especificado (vase el numeral 10.5.3.3). La estructura debe disearse de forma que se minimice la conduccin de calor liberada por los mdulos y para interferir lo menos posible con la radiacin libre de calor que proviene de sus superficies anterior y posterior.

NOTA En el caso de mdulos no diseados para montaje sobre una estructura abierta, el(los) mdulo(s) de ensayo deberan montarse segn las indicaciones del fabricante.

b) Un piranmetro, montado en el plano del (de los) mdulo(s) y dentro de 0,3 m del entorno

de ensayo. c) Instrumentos para medir la velocidad del viento hasta 0,25 m.s-1 y su direccin, instalados,

aproximadamente, 0,7 m por encima del borde superior de los mdulos y 1,2 m hacia el este o el oeste.

d) Un sensor de temperatura ambiente, con una constante de tiempo aproximada a la del

mdulo(s), instalado en un contenedor sombreado con buena ventilacin, cerca de los sensores de viento.

e) Sensores de temperatura de clula, adheridos mediante soldadura o mediante adhesivo

conductor trmico a las partes posteriores de dos clulas solares prximas al punto medio de cada mdulo de ensayo, u otro equipo necesario para la medida de la temperatura de clula segn un mtodo aprobado por IEC.

f) Un sistema de obtencin de datos con exactitud en la medicin de temperatura de 1 C

para registrar los siguientes parmetros dentro de un intervalo no superior a 5 s: irradiancia temperatura ambiente temperatura de clula


16

velocidad del viento direccin del viento

10.5.3.3 Instalacin del mdulo de ensayo Angulo de inclinacin. El o los mdulos de ensayo deben posicionarse de modo que sean perpendiculares a la radiacin solar directa (a 45 5) de la horizontal con la cara frontal sealando hacia el ecuador. Altura. El borde inferior del o de los mdulos de ensayo debe estar 0,6 m o ms por encima del plano horizontal local ( de ensayo) o nivel del suelo. Configuracin. Para simular las condiciones trmicas lmites de los mdulos instalados en un sistema, el(los) mdulo(s) de ensayo deben montarse en una superficie plana que se extienda, al menos, 0,6 m alrededor del (de los) mdulo(s) en todas las direcciones. Para los mdulos diseados para montaje libre en instalaciones con estructura abierta, deben utilizarse placas de aluminio negro u otros mdulos del mismo diseo para cubrir el aire no recubierto de la superficie plana. rea circundante. No deben haber obstculos que prevengan la total irradiancia del (de los) mdulo(s) de ensayo durante el perodo de tiempo comprendido entre 4 h antes del medioda solar local y 4 h posteriores a ste. El suelo alrededor del (de los) mdulo(s) no debe tener una reflexin solar anormalmente elevada y deber ser plano y de pendiente descendente en todas las direcciones con respecto al aparato de ensayo. La hierba, otros tipos de vegetacin, asfalto o lodo se consideran aceptables sobre la superficie circundante local. 10.5.3.4 Procedimiento de ensayo a) Situar el equipo y el (los) mdulo(s) segn se describe en el numeral 10.5.3.3. Asegurar

que el mdulo de ensayo est en circuito abierto. b) En un da soleado, con cielo despejado y poco viento, registrar, en funcin del tiempo, la

temperatura de la clula, la temperatura ambiente, la irradiancia, la velocidad del viento y la direccin del viento.

c) Rechazar todos los datos tomados durante las siguientes condiciones:

- irradiancia por debajo de 400 W.m-2; - velocidad del viento fuera del intervalo 1 m 0,75 m.s-1; - temperaturas ambiente fuera del intervalo 20 C 15 C o variando en ms de 5 C

desde el mximo al mnimo valor registrado durante una carrera de toma de datos; - datos tomados durante un perodo de 10 min siguientes a una racha de viento de

ms de 4 m.s-1; - direccin del viento en un ngulo de 20 con respecto al este o al oeste;

d) A partir de al menos 10 puntos de datos aceptados que cubran una gama de irradiancia

de al menos 300 W.m-2, representar (Tj - Tamb) en funcin de la irradiancia. Dibujar una lnea recta que pase por los puntos de los datos.


17

e) A partir de la lnea recta, determinar el valor de (Tj - Tamb) a 800 W.m-2 y aadir 20 C para obtener el valor preliminar de la TONC.

f) Calcular la temperatura ambiente media, Tamb, y la velocidad del viento media, V,

asociadas con los puntos de datos aceptados y determinar el factor de correccin apropiado a partir de la Figura 2.

g) Aadir el factor de correccin a la TONC preliminar para corregirla a 20 C y 1 m.s-1. Esta

suma es la TONC del mdulo. h) Repetir todo el procedimiento en dos das adicionales y promediar los tres valores

de la TONC de cada mdulo bajo ensayo.


18

-3 C

-2 C

-1 C

0 C

+1 C

+2 C

+3 C

0,4

0,25

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

1,6

1,75

5 10 15 20 25 30 35

Temperatura ambiente media (C)amb

Vel

ocid

ad m

edia

del

vie

nto

V (

m s

)-

Figura 2. Factor de correccin de la TONC


19

10.5.4 Mtodo de la placa de referencia 10.5.4.1 Principio Este mtodo se basa en el principio de comparacin de la temperatura del o de los mdulos con la de las placas de referencia bajo las mismas condiciones de irradiancia, temperatura ambiente y velocidad de viento. La temperatura en estado de equilibrio de la placa de referencia en ERN se determina utilizando el mtodo primario descrito en el numeral 10.5.3. La TONC del mdulo de ensayo se obtiene corrigiendo la diferencia de temperaturas entre el mdulo de ensayo y las placas de referencia en condiciones ERN y aadiendo este valor a la temperatura media en equilibrio estable de las placas de referencia en condiciones ERN. Se ha establecido que la diferencia de temperaturas medida es insensible a las fluctuaciones de la irradiancia y a pequeos cambios en la temperatura ambiente y en la velocidad del viento. 10.5.4.2 Placas de referencia Las placas de referencia deben construirse en aleacin de aluminio rgido con las dimensiones indicadas en la Figura 3. La superficie anterior debe pintarse en negro mate y la superficie posterior en blanco brillante. Deben proveerse medios para la medida de la temperatura de las placas de referencia con la precisin requerida. En la Figura 3 se muestra un mtodo que emplea dos termopares. Un termopar se mantiene en cada una de las ramas de las ranuras fresadas con adhesivo conductor trmico y aislante elctrico, despus de haber retirado todo el aislante en una distancia de 25 mm a partir del punto de unin. La parte restante de los hilos del termopar se mantienen finalmente en la ranura con masilla de aluminio. Deben fabricarse al menos tres placas de referencia y deben calibrarse utilizando el mtodo primario descrito en el numeral 10.5.3. Las temperaturas en equilibrio estable determinadas de este modo deben estar incluidas en el intervalo comprendido entre 46 C y 50 C y no diferir en ms de 1 C. Una de las placas de referencia debe guardadarse sin utilizarse, como placa de control. Antes de realizar la medida de la TONC, las temperaturas en equilibrio estable de las placas de referencia deben ser comparadas con las de la placa control bajo las condiciones aceptadas que se indican en el literal c) del numeral 10.5.3.4 para detectar cualquier cambio en sus propiedades trmicas. Si las temperaturas medidas de las placas de referencia difieren en ms de 1 C, debe investigarse el motivo de ello y tomar las acciones correctoras necesarias antes de proceder con el ensayo.


20

311

483

5

Cara posterior pintadaen blanco brillante

Cara anterior pintadaen negro mate

Medidas en milmetros

165130

2 Termoparesen ranuras

fresadas

60

Figura 3. Placa de referencia 10.5.4.3 Lugar de ensayo Seleccionar un lugar de ensayo plano con perturbaciones elicas producidas por edificios, rboles y relieves topogrficos prcticamente despreciables. Evitar las reflexiones solares no uniformes que provengan del sol y de objetos situados detrs del plano de ensayo. 10.5.4.4 Aparatos Se precisan los siguientes aparatos (vase la Figura 4). a) Un nmero de placas de referencia, segn se indica en el numeral 10.5.4.2 (uno ms que

el nmero de mdulos a ensayar simultneamente). b) Un piranmetro o un dispositivo fotovoltaico de referencia. c) Una estructura abierta para mantener el(los) mdulo(s) de ensayo, las placas de

referencia y el piranmetro, orientado a 45 5 de la horizontal con la cara frontal hacia el ecuador. Cada mdulo debe estar estrechamente flanqueado por dos placas de referencia, con la arista inferior del mdulo aproximadamente 1 m por encima del suelo.


21

La estructura debe estar diseada de modo que se minimice la conduccin de calor a partir del (de los) mdulo(s) y de las placas y de forma que interfiera lo menos posible con la radiacin libre de calor que proviene de las caras frontal y posterior.

d) Instrumentos para medir la velocidad del viento hasta 0,25 m.s-1, as como la direccin del

viento, instalados aproximadamente a 0,7 m por encima del borde superior del (de los) mdulo(s) y a 1,2 m hacia el este o el oeste, segn se indica en la Figura 4.

e) Un sensor de temperatura ambiente con una constante de tiempo prxima a la de los

mdulos, instalado en un contenedor sombreado con buena ventilacin, cerca de los sensores de viento.

f) Sensores de temperatura de clula, adheridos mediante soldadura o mediante adhesivo

conductor trmico a las partes posteriores de dos clulas solares prximas al centro de cada mdulo, u otro equipo necesario para la medida de la temperatura de clula segn un mtodo aprobado por CEI.

g) Un sistema de recoleccin de datos con exactitud en la medicin de temperatura de 1 C

para registrar los siguientes parmetros dentro de un intervalo de mximo 5 s:

irradiancia temperatura ambiente temperatura de clula velocidad del viento direccin del viento temperaturas de las placas de referencia.


22

1,2 m mnimo

1 maprximadamente

0,70 maprximadamente

Piranmetro

Indicador dedireccin del viento

Instrumento de medidade la velocidad del viento

Sensor detemperaturasdel aireambiente

Placa dereferencia

Mdulo de ensayo

Figura 4. Medida de la TONC mediante el mtodo de la placa de referencia 10.5.4.5 Procedimiento de ensayo a) Poner en marcha el equipo con el(los) mdulo(s) de ensayo y las placas de referencia

segn se indica en la Figura 4. Asegurar que el(los)mdulo(s) de ensayo estn en circuito abierto.

b) En un da soleado, con cielo despejado y poco viento, registrar en funcin del tiempo, la(s)

temperatura(s) de clula del(de los) mdulo(s) de ensayo, la temperatura de la placa de referencia, la irradiancia, la temperatura ambiente, la velocidad del viento y su direccin.

c) Rechazar todos los datos tomados durante, o durante los 15 min posteriores a las

siguientes condiciones

- irradiancia por debajo de 750 W.m-2 o por encima de 850 W.m-2; - irradiancia que vare en ms de 40 W.m2 durante una carrera de recoleccin de

datos; - velocidades del viento superiores a 2 m.s-1 de forma continua durante ms de 30 s;


23

- velocidades del viento por debajo de 0,5 m.s-1 - direccin del viento dentro de 20 respecto al este o al oeste; - diferencias entre temperaturas de las placas de referencia superiores a 1 C.

d) Para cada punto de datos del perodo seleccionado, tomar la temperatura media Tp de

todas las placas de referencia. e) Para cada punto de datos en el perodo seleccionado y para cada mdulo de ensayo:

1) tomar la temperatura media de clula Tj y calcular:

pjjp TTT -=D

Si ?TJP vara en ms de 4 C, el mtodo de las placas de referencia no es aplicable y debe utilizarse el mtodo primario descrito en el numeral 10.5.3.

2) calcular la media de todos los valores de ?TJP para obtener ?TJPm 3) corregir ?TJPm a las condiciones de ERN del siguiente modo:

( ) ( )corregidonoTR

corregidoT JPmJPm DbD -=

en donde

factor de correccin de irradiancia, igual a 800 dividido entre la irradiancia media sobre el perodo seleccionado;

, el factor de correccin de la temperatura ambiente, obtenido a partir de la

temperatura media ambiente Tamb sobre el perodo seleccionado utilizando la siguiente tabla (se admite la interpolacin lineal de valores de );

Tamb(C)

0 1,09 10 1,05 20 1,00 30 0,96 40 0,92 50 0,87

R, factor de correccin del viento, obtenido a partir de la velocidad media del viento

sobre el perodo seleccionado, utilizando el grfico indicado en la Figura 5. 4) calcular la TONC del mdulo en ensayo del modo siguiente:

( )corregidoTTTONC JPmPR D+= en donde

TPR es la temperatura media en equilibrio estable de las placas de referencia en condiciones ERN.

f) repetir todo el procedimiento en dos das adicionales y promediar los tres valores

de TONC de cada modulo bajo ensayo.


24

1,0

0,5

0

0 10,5 2 3 4

Factor de correcin del viento

Velocidad media del viento en m s -

Intervalopermitido

de velocidaddel viento

La ms altatemperatura de placa

La ms altatemperatura de clula

Figura 5. Factor de correccin del viento 10.6 FUNCIONAMIENTO A CONDICIONES ESTNDAR DE ENSAYO (STC) Y A LA TONC 10.6.1 Objeto El objeto de este ensayo es determinar cmo vara el funcionamiento elctrico del mdulo con carga a STC (1 000 W.?m2, 25 C temperatura de la clula, con la distribucin de irradiancia espectral solar de referencia de la norma IEC 60904-3) y a la TONC con una irradiancia de 800 W.m-2, con la distribucin de irradiancia espectral solar de referencia segn la norma IEC 60904-3. 10.6.2 Aparatos a) Una fuente radiante (luz solar natural o un simulador solar Clase B o mayor) de acuerdo

con la norma IEC 60904-9. b) Un dispositivo fotovoltaico de referencia de acuerdo con la norma IEC 60904-2 IEC 60904-6.

Si se utiliza un simulador solar Clase B, el dispositivo de referencia debe ser un mdulo de referencia del mismo tamao y con la misma tecnologa de clula para acoplar la respuesta espectral.


25

c) Un montaje apropiado para apoyar la muestra de ensayo y el dispositivo de referencia en un plano perpendicular al rayo radiante.

d) Un mecanismo para monitorear la temperatura de la muestra de ensayo y el dispositivo

de referencia con una exactitud de 1 C y una repetibilidad de 0,5C. e) Equipo para medicin de la corriente de la muestra de ensayo y el dispositivo de

referencia con una exactitud de 0,2 % de la lectura; f) Equipo para medicin de la tensin de la muestra de ensayo y el dispositivo de referencia

con una exactitud de 0,2 % de la lectura g) Equipo necesario para cambiar la temperatura de la muestra de ensayo a la temperatura

TONC medida en el numeral 10.5. 10.6.3 Procedimiento 10.6.3.1 Condiciones estndar de ensayo (STC) Mantener el mdulo a 25 C y trazar su caracterstica de corriente-tensin a una irradiancia de 1 000 W.m2 (medida por un dispositivo de referencia apropiado), de acuerdo con la norma IEC 60904-1, utilizando luz solar natural o un simulador solar Clase B o mejor conforme a los requisitos de la norma IEC 60904-9. 10.6.3.2 Tonc Calentar el mdulo uniformemente hasta la TONC y trazar su caracterstica corriente-tensin para una irradiancia de 800 W.m-2 (medida mediante un dispositivo de referencia adecuado), de acuerdo con la norma IEC60904-1, utilizando luz solar natural o un simulador Clase B o mejor conforme a los requisitos de la norma IEC 60904-9. Si el dispositivo de referencia no est espectralmente acoplado al mdulo de ensayo, se debe utilizar la norma IEC 60904-7 para calcular la correccin por desacople espectral. 10.7 FUNCIONAMIENTO A BAJA IRRADIANCIA 10.7.1 Objeto Determinar como vara el funcionamiento elctrico del mdulo con carga a 25 C y una irradiancia de 200 W.m-2 (medida mediante un dispositivo de referencia adecuado), de acuerdo con la norma IEC 60904-1 utilizando luz solar natural o un simulador solar Clase B o mejor conforme con los requisitos de la norma IEC 60904-9. 10.7.2 Aparatos a) Una fuente radiante (luz solar natural o un simulador solar Clase B o mayor) de acuerdo

con la norma IEC 60904-9. b) Equipo necesario para cambiar la irradiancia hasta 200 W.m2 sin afectar la

distribucin de irradiancia espectral relativa y la uniformidad espacial de acuerdo con la norma IEC 60904-10.

c) Un dispositivo de referencia fotovoltaico de acuerdo con la norma IEC 60904-2

IEC 60904-6.


26

d) Un montaje apropiado para apoyar la muestra de ensayo y el dispositivo de referencia en un plano perpendicular al rayo radiante.

e) Un mecanismo para monitorear la temperatura de la muestra de ensayo y el dispositivo de

referencia con una exactitud de 1 C y una repetibilidad de 0,5 C. f) Equipo para medicin de la corriente de la muestra de ensayo y el dispositivo de

referencia con una exactitud de 0,2 % de la lectura; g) Equipo para medicin de la tensin de la muestra de ensayo y el dispositivo de referencia

con una exactitud de 0,2 % de la lectura 10.7.3 Procedimiento Determinar la caractersticas de corriente-tensin del mdulo a 25 C 2 C y una irradiancia de 200 W.m-2 (medida por un dispositivo de referencia adecuado), de acuerdo con la norma IEC IEC 60904-1, usando luz solar natural o un simulador solar Clase B o mejor conforme a los requisitos de la norma IEC 60904-9. La irrandiancia se debe reducir al nivel especificado utilizando filtros neutros u otra tcnica, que no afecte la distribucin espectral de irrandiancia. (vase la norma IEC 60904-10 para una gua sobre la reduccin de la irrandiancia sin cambiar la distribucin espectral de irradiancia). 10.8 ENSAYO DE EXPOSICIN EN EL EXTERIOR 10.8.1 Objeto Efectuar una evaluacin preliminar de la capacidad del mdulo para soportar una exposicin a las condiciones exteriores y revelar los efectos de degradacin sinergtica que no pueden ser detectados mediante ensayos en laboratorio. NOTA Debe tomarse precaucin en emitir juicios absolutos sobre la vida del mdulo basndose en la superacin de este ensayo dadas la corta duracin del ensayo y la variabilidad medioambiental de las condiciones de ensayo. Este ensayo slo debera utilizarse como gua o indicador de posibles problemas. 10.8.2 Aparatos a) Un dispositivo capaz de medir la irradiacin solar con una incertidumbre menor a 5 %. b) Mecanismo para el montaje del modulo, como es recomendado por el fabricante, en el

mismo plano con el dispositivo de medicin de la irradiacin. c) Una carga dimensionada de modo que a las condiciones estndar de ensayo (STC) el

mdulo opere cerca al punto de mxima potencia. 10.8.3 Procedimiento a) Cortocircuitar el mdulo y montarlo en el exterior, segn las indicaciones del fabricante, en

el mismo plano que el monitor de irradiacin. Antes de ensayar el mdulo, deben instalarse todos aquellos dispositivos protectores contra formacin de puntos calientes que recomiende el fabricante.

b) Exponer el mdulo a una irradiacin que totalice 60 kWh.m-2, medida por el monitor, en

general bajo condiciones similares a las encontradas en condiciones climticas al aire libre, segn se define en la norma IEC 60721-2-1.


27

10.8.4 Medidas finales Repetir los ensayos numerales 10.1, 10.2, y 10.3. 10.8.5 Requisitos - que no haya evidencia de defectos visuales importantes, segn se define en el numeral 7; - que la degradacin de la potencia de salida mxima no supere el 5 % del valor medido

antes del ensayo; - que la resistencia de aislamiento satisfaga los mismos requisitos que para las medidas

iniciales. 10.9 ENSAYO DE RESISTENCIA A LA FORMACIN DE PUNTOS CALIENTES 10.9.1 Objeto Determinar la capacidad del mdulo para soportar los efectos de un calentamiento localizado debido, por ejemplo, a la ruptura de una soldadura o al deterioro de la encapsulacin. Este defecto podra ser provocado por clulas rotas o incompatibles, fallos de interconexin, por ensombrecimiento parcial o por suciedad. 10.9.2 Efecto de puntos calientes Los puntos calientes de un mdulo se producen cuando su corriente de funcionamiento supera a la corriente de cortocircuito reducida de una clula en sombra o defectuosa o de un grupo de clulas que la contienen. Cuando se produce esta condicin, la clula o grupo de clulas afectada se encuentra polarizada inversamente y disipa potencia, lo que puede provocar un sobrecalentamiento. La Figura 6 ilustra el efecto de punto caliente en un mdulo constituido por clulas en serie, una de las cuales, la clula Y, est parcialmente ensombrecida. La cantidad de potencia disipada en Y es igual al producto de la corriente del mdulo por la tensin inversa creada en los bornes de Y. Para cualquier nivel de irradiancia, la potencia mxima se disipa en la condicin de cortocircuito, cuando la tensin inversa en los bornes de Y es igual a la tensin generada por las (s-1) clulas restantes del mdulo. Esto se muestra en la Figura 6 mediante el rectngulo construido en la interseccin de la caracterstica inversa I-V de la clula Y con la imagen de la caracterstica directa I-V de las (s-1) clulas.


28

+

Y

s c

lula

s

(s-1

) cl

ulas

Caso S: conexin serie

Disipacin de potencia en Y

Clula Y

Mdulo

(s-1) clulas

Y

MP

Figura 6. Efecto de la formacin de puntos calientes sobre una clula de Tipo A Dado que la caracterstica inversa pueda variar considerablemente de una clula a otra, es necesario clasificar las clulas segn el lmite de tensin (Tipo A) o lmite de corriente (Tipo B), segn cmo la caracterstica inversa intersecte la "zona lmite de ensayo" mostrada en la Figura 7.

SC

MP

Lmite de la zona de ensayo

Aumento de la resistencia

shunt

Tipo B

Tipo A

De las clulas (s-1)

Figura 7. Caractersticas inversas


29

La Figura 6 tambin ilustra la condicin de disipacin mxima en una clula Tipo A defectuosa o ensombrecida. Esto sucede cuando la caracterstica inversa intersecta la imagen de las caractersticas de las clulas (s-1) en su punto de mxima potencia. Por contraste, la Figura 8 muestra que la disipacin mxima en una clula Tipo B sucede cuando est totalmente ensombrecida. Pero debe tenerse en cuenta que, en este caso, la potencia disipada puede ser slo una fraccin de la potencia total obtenida a partir del mdulo.

Disipacin de potencia en Y Y (totalmente ensombrecida)

Y

(s-1) clulas

Mdulo

MP

Figura 8. Efecto de la formacin de puntos calientes sobre una clula de Tipo B 10.9.3 Clasificacin de las interconexiones de clulas Las clulas solares de un mdulo fotovoltaico se conectan de acuerdo a los siguientes modos: Caso S: conexin serie de s clulas en una nica rama; Caso SP: conexin serie-paralelo, es decir, una conexin en paralelo de p ramas, cada una con s clulas en serie (vase la Figura 9): Caso SPS: conexin serie-paralelo-serie, es decir, una conexin en serie de b bloques, formado cada uno de dichos bloques por conexin en paralelo de p ramas, cada una de ellas con s clulas en serie (vase la Figura 10). La presencia de diodos de derivacin limita la tensin inversa de las clulas encerradas y por tanto, define la parte del circuito a ensayar. Cada configuracin precisa un procedimiento de ensayo de la formacin de puntos calientes. La disipacin de potencia interna mxima se produce con el mdulo cortocircuitado.


30

-

+

21 P

1

2

S

Figura 9. Caso SP. conexin serie-paralelo


31

S

2

1

1

-

2 P

+

S

2

1

2

S

1

Bloque 1

Bloque 2

Bloque 3

Figura 10. Caso SPS conexin serie-paralelo-serie NOTA La mxima disipacin interna de potencia del diodo ocurre cuando el elemento del circuito protegido por el diodo es cortocircuitado. Usualmente esto es acompaado por un cortocircuito de parte del mdulo. Si el mdulo no tiene diodos bypass, revisar las instrucciones del fabricante para constatar si existe una recomendacin sobre el nmero mximo de series en el mdulo antes de instalar el diodo bypass. Si el mximo nmero de mdulos recomendado es mayor que uno, los ensayos subsecuentes en esta seccin se deberan desarrollar con este nmero de mdulo en serie. Si este nmero es superior a una corriente constante de suministro de potencia, puede ser sustituida para el resto del mdulo de ensayo. En este caso, la corriente de suministro de potencia se debe ajustar a IMP durante 5 h de exposicin.


32

10.9.4 Aparatos

a) Fuente de radiacin 1. Simulador solar de condiciones estables o luz solar natural capaz de producir una irradiancia de al menos 700 W.m-2 con una variacin no inferior o igual a 2 % y una estabilidad temporal de 5 %.

b) Fuente de radiacin 2. Simulador solar de condiciones estables Clase C (o mejor)

o luz solar natural con una irradiancia de 1 000 W.m-2: 10 %. c) Un registrador de las caractersticas I-V de los mdulos. d) Un sistema de ensombrecimiento opaco por incrementos del 5 % para el ensayo

de ensombrecimiento de celda. e) Un detector de temperatura apropiado, si es necesario.

10.9.5 Procedimiento Deben instalarse aquellos dispositivos de proteccin contra la formacin de puntos calientes recomendados por el fabricante, antes de ensayar el mdulo. 10.9.5.1 Caso S a) Exponer el mdulo ensombrecido a la fuente de radiacin 1 y a una irradiancia no inferior

a 700 W.m-2. Medir la caracterstica I-V y determinar la corriente a la mxima potencia, IMP' b) Cortocircuitar el mdulo y seleccionar una clula segn uno de los siguientes mtodos:

1) Con el mdulo expuesto a la fuente de radiacin 1 a una irradiancia estable no inferior a 700 W.m-2, determinar la clula ms caliente utilizando un detector de temperatura apropiado

2) Bajo la irradiancia indicada en el punto a), ensombrecer completamente cada

clula sucesivamente y seleccionar la clula o una de las clulas que ofrece el mayor descenso en la corriente de cortocircuito cuando se oscurece. Durante este proceso, la irradiancia no debe variar en ms de 5 %.

c) Bajo la misma irradiancia (con 3 %) utilizada en el punto a), ensombrecer

completamente la clula seleccionada y comprobar que la Isc del mdulo es inferior a IMP determinada en el punto a). Si no se cumple esta condicin, no se puede satisfacer el requisito de mxima disipacin de potencia en una clula nica. En este caso, proceder con la clula seleccionada completamente oscurecida, omitiendo el punto d).

d) Disminuir gradualmente el rea oscurecida de la clula seleccionada hasta que la Isc del

mdulo coincida lo mximo posible con IMP. En esta condicin, la potencia mxima se disipa en la clula seleccionada.

e) Exponer el mdulo a la fuente de radiacin 2. Anotar el valor de Isc y mantener el

mdulo en la condicin de mxima disipacin de potencia, reajustando la sombra si es necesario, para mantener la Isc al nivel especificado. Bajo estas condiciones la temperatura del modulo debe ser 50 C 10 C.

f) Mantener esta condicin por un tiempo total de exposicin de 5 h.


33

10.9.5.2 Caso SP a) Exponer el mdulo ensombrecido a la fuente de radiacin 1 con una irradiancia no inferior

a 700 W.m-2. Medir la caracterstica I-V y determinar Isc(*), la corriente de cortocircuito correspondiente a la condicin de mxima disipacin de potencia por efecto del calentamiento localizado, a partir de la siguiente ecuacin, suponiendo que todas las ramas generan la misma corriente:

( )p

Ip

pI*I MPSCSC +

-=

1

en donde

ISC es la corriente de cortocircuito del mdulo no ensombrecido; IMP es la corriente correspondiente a la mxima potencia del mdulo no ensombrecido; p es el nmero de ramas en paralelo en el mdulo.

b) Cortocircuitar el mdulo y seleccionar una clula segn uno de los siguientes mtodos:

1) con el mdulo expuesto a la fuente de radiacin 1 y a una irradiancia estable no inferior a 700 W.m-2, determinar la clula ms caliente utilizando un detector de temperatura apropiado;

2) bajo la irradiancia indicada en el punto a), ensombrecer completamente cada

clula sucesivamente y encontrar aquella que ofrece la mayor disminucin en la corriente de cortocircuito cuando se ensombrece. Durante este proceso, la irradiancia no debe variar en ms de 5 %.

c) Bajo la misma irradiancia del punto a) (dentro de 3 %), comprobar que, con la clula

seleccionada totalmente ensombrecida, la Isc del mdulo es inferior a Isc(*), segn se ha determinado en el punto a). Si esta condicin no se produce, no puede establecerse la condicin de mxima disipacin de potencia en una nica clula. En este caso, proceder con la clula seleccionada totalmente ensombrecida, omitiendo el punto d).

d) Disminuir gradualmente el rea ensombrecida de la clula seleccionada hasta que la Isc

del mdulo coincida todo lo posible con Isc(*). En esta condicin, la potencia mxima se disipa en la clula seleccionada.

e) Exponer el mdulo a la fuente de radiacin 2. Anotar el valor de Isc y mantener el mdulo

en la condicin de mxima disipacin de potencia, reajustando el ensombrecido si es necesario, para mantener la Isc al nivel indicado. Bajo estas condiciones la temperatura del modulo debe ser 50 C 10 C.

f) Mantener esta condicin por un tiempo total de exposicin de 5 h. 10.9.5.3 Caso SPS a) Cortocircuitar el mdulo no ensombrecido y exponerlo a la fuente de radiacin 1 a una

irradiancia estable no inferior a 700 W.m-2. Elegir aleatoriamente al menos el 30 % de las clulas en el mdulo, totalmente ensombrecidas cada una de ellas sucesivamente y medir la temperatura a la cual se estabiliza el mdulo, utilizando equipos de imgenes trmicas u otros medios apropiados.

b) Ensombrecer totalmente la clula ms caliente detectada en el punto a).


34

c) Mientras se contina vigilando su temperatura, disminuir gradualmente el rea ensombrecida

y determinar la condicin en la que se alcanza la temperatura mxima. d) Exponer el mdulo a la fuente de radiacin 2 y mantenerlo en la condicin de

ensombrecido determinada en el punto c). Bajo estas condiciones la temperatura del modulo debe ser 50 C 10 C.

e) Mantener esta condicin por un tiempo total de exposicin de 5 h. 10.9.6 Mediciones finales Repetir los ensayos de los numerales 10.1, 10.2 y 10.3. 10.9.7 Requisitos Los requisitos son los siguientes: - No debe existir evidencia de defectos visuales mayores, como se define en el numeral 7.

Si hay evidencia de un dao importante que no califica como defecto visual mayor, se debe repetir el ensayo sobre dos clulas adicionales. Si no hay dao que se pueda apreciar visualmente alrededor de estas dos clulas el mdulo tipo pasa el ensayo de resistencia a la formacin de puntos calientes;

- que la degradacin de la potencia de salida mxima no supere el 5 % del valor medido

antes del ensayo; - que la resistencia de aislamiento satisfaga los mismos requisitos que para las medidas

iniciales. 10.10 ENSAYO DE RADIACIN ULTRAVIOLETA (UV) 10.10.1 Objeto Preacondicionar el mdulo con radiacin ultravioleta (UV) antes de los ensayos de ciclos trmicos y congelamiento con humedad para identificar aquellos materiales y uniones con adhesivos que son susceptibles de degradacin UV. 10.10.2 Aparatos a) Equipo para controlar la temperatura del mdulo mientras recibe la radiacin con luz

UV. El equipo debe ser capaz de mantener la temperatura del mdulo a 60 C 5 C. b) Mecanismo para medir y registrar la temperatura del mdulo(s) con exactitud de 2 C.

Los sensores de temperatura se deben fijar a la superficie frontal y posterior del mdulo cerca de la mitad. Si se ensaya ms de un mdulo simultneamente, es suficiente la verificacin de la temperatura de una muestra representativa.

c) Instrumentacin capaz de medir la irradiacin de luz UV producida por la fuente en el

plano de ensayo del mdulo(s), dentro de rangos de longitud de onda de 280 nm hasta 320 nm y 320 nm hasta 385 nm con una incertidumbre de 15 %.


35

d) Una fuente de luz UV capaz de producir una irradiancia uniforme de 15 % sobre el plano de ensayo del mdulo(s) sin una irradiancia apreciable de longitud de onda por debajo de 280 nm y apta para brindar la irradiacin necesaria en las diferentes regiones espectrales de inters segn se define en el numeral 10.10.3.

10.10.3 Procedimiento a) Usando un radimetro calibrado, medir la irrandiancia en el plano del mdulo de ensayo

asegurando que las longitudes de onda estn entre 280 nm y 385 nm, y que no se excede 250 W.m-2 (por ejemplo, alrededor de 5 veces el nivel de luz solar natural) y que tiene una uniformidad de 15 % en el plano de ensayo.

b) Montar un mdulo en circuito abierto en el plano de ensayo segn la ubicacin definida en

a), perpendicular a los rayos UV. Asegurar que la temperatura del mdulo es 60 C 5 C. c) Someter el mdulo(s) a una irradiacin UV de 15 kWh.m-2 en la longitud de onda entre

280 nm y 385 nm, con al menos 5 kWh.m-2 en la longitud de onda entre 280 nm y 320 nm, mientras se mantiene la temperatura del mdulo dentro del rango prescrito.

10.10.4 Mediciones finales Repetir los ensayos de los numerales 10.1, 10.2 y 10.3. 10.10.5 Requisitos Los requisitos son los siguientes: - No debe existir evidencia de defectos visuales mayores, como se define en el numeral 7; - la degradacin de la potencia de salida mxima no supere el 5 % del valor medido antes

del ensayo; - la resistencia de aislamiento satisfaga los mismos requisitos que para las medidas

iniciales. 10.11 ENSAYO DE CICLOS TRMICOS 10.11.1 Objeto Determinar la capacidad del mdulo para superar los desequilibrios trmicos, la fatiga y otras tensiones provocadas por los cambios repetitivos de temperatura. 10.11.2 Aparatos a) Una cmara climtica con control automtico de temperatura, medios para la circulacin

de aire dentro de sta y medios para evitar la condensacin sobre el mdulo durante el ensayo, que sea capaz de someter a uno o ms mdulos al ciclo trmico indicado en Figura 11.

b) Medios para el montaje o soporte del(de los) mdulo(s) en la cmara, de modo que se

permita la libre circulacin de aire circundante. La conduccin trmica del soporte debe ser baja, de forma que, a efectos prcticos, el(los) mdulo(s) estn prcticamente aislados.


36

c) Medios para medir y registrar la temperatura del(de los) mdulo(s), con una precisin de 1 C. Los sensores de temperatura deben estar fijados a la superficie frontal o a la superficie posterior del mdulo, cerca del punto medio. Si se ensayan simultneamente ms de un mdulo, ser suficiente registrar la temperatura de una muestra representativa.

d) Medios para verificar, a lo largo del ensayo, la continuidad del circuito interno de cada

mdulo. e) Instrumentacin para verificar en cada mdulo la integridad del aislamiento entre uno de

los terminales y el chasis del mdulo o estructura que lo soporta.

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Tiempo (h)

-40

+25

+85

Temperatura del mdulo (C)

Tiempo mximo del ciclo

Tiempo mnimode estabilizacin

Tiempo mnimode estabilizacin

Continuar hasta el nmero de ciclos requeridos

100 C/hmximo

Figura 11. Ensayo de ciclos trmicos 10.11.3 Procedimiento de ensayo a) Instalar el(los) mdulo(s) a temperatura ambiente en la cmara. b) Conectar el equipo de monitoreo de la temperatura a los sensores. Conectar cada modulo

al suministro de corriente apropiado conectando el terminal positivo del mdulo al terminal positivo de la fuente de energa y el segundo terminal de forma correspondiente. Durante el conjunto de 200 ciclos trmicos ajustar el flujo de corriente a la potencia mxima medida a STC dentro de 2 %. El flujo de corriente solamente se debe mantener cuando la temperatura del mdulo est por encima de 25 C. Durante el ensayo de 50 ciclos trmicos no se requiere flujo de corriente.

c) Cerrar la cmara y, con el aire que rodea al mdulo(s) circulando a una velocidad no

inferior a 2 m.s-1, someter el(los) mdulo(s) a un ciclo entre las temperaturas de mdulo de -40 C 2 C y + 85 C: 2 C, de acuerdo con el diagrama de la Figura 11. El rgimen de cambio de temperatura entre los extremos inferior y superior no debe ser superior a 100 C/h y la temperatura del mdulo debe mantenerse estable en cada extremo durante un perodo de al menos 10 min. El tiempo del ciclo no debe superar las 6 h. El nmero de ciclos debe ser el indicado en el bloque correspondiente de la Figura 1.

d) Durante el ensayo se debe registrar la temperatura del mdulo y monitorear el flujo de

corriente a travs del mdulo(s).


37

NOTA En un mdulo con circuitos paralelos, un circuito abierto en uno de sus brazos provocar una interrupcin en la tensin, pero no causa que ste caiga hasta cero. 10.11.4 Mediciones finales Despus de un tiempo de recuperacin de 1h, repetir los ensayos de los numerales 10.1, 10.2 y 10.3. 10.11.5 Requisitos Los requisitos son los siguientes: - No debe haber interrupcin del flujo de corriente durante el ensayo; - No debe existir evidencia de defectos visuales mayores, como se define en el numeral 7; - La degradacin de la potencia de salida mxima no supere el 5 % del valor medido antes

del ensayo; - La resistencia de aislamiento satisfaga los mismos requisitos que para las medidas

iniciales. 10.12 ENSAYO DE HUMEDAD-CONGELACIN 10.12.1 Objeto Determinar la capacidad del mdulo para superar los efectos de una temperatura y humedad altas seguidas de temperaturas bajo cero. 10.12.2 Aparatos a) Una cmara climtica con control automtico de temperatura y humedad, capaz de

someter a uno o ms mdulos al ciclo de humedad-congelacin indicado en la Figura 12. b) Mecanismo para montaje o apoyo del mdulo(s) en la cmara, se manera que se

permita la libre circulacin de aire a su alrededor. La conductividad trmica del soporte debe ser baja, de modo que para efectos prcticos, el mdulo(s) est trmicamente aislado.

c) Medios para medir y registrar la temperatura del mdulo con una precisin de 1 C. (Es suficiente registrar la temperatura de una muestra representativa, si se ensayan varios mdulos simultneamente).

d) Medios para registrar, a lo largo de todo el ensayo, la continuidad de circuito interno de

cada mdulo. 10.12.3 Procedimiento a) Fijar un sensor de temperatura a la superficie frontal o posterior del mdulo(s) cerca a la

mitad.

b) Instalar el mdulo(s) a la temperatura del cuarto en la cmara climtica. c) Conectar el equipo de monitoreo de temperatura al sensor(es).


38

d) Despus de cerrar la cmara, someter el mdulo(s) a 10 ciclos completos de acuerdo con el perfil de la Figura 12. Las temperaturas mxima y mnima deben estar dentro de 2 C de los niveles especificados y la humedad relativa debe ser mantenida dentro de 5 % del valor especificado para todas las temperaturas por encima de la temperatura del cuarto.

e) Durante el ensayo, registrar la temperatura del mdulo.

-40

0

+85

Temperatura del mdulo (C)

Tiempo (h)20 h mnimo 4 h mx.

0,5 h mnimo

85% 5% HR Continua hasta untotal de 10 ciclos

Sin controlde HR

Fin de cicloInicio del ciclo

Temperatura ambiente

200 C/h mx.

100 C/h mx.

Figura 12. Ciclo de humedad-congelacin 10.12.4 Medidas finales Despus de un tiempo de reposo comprendido entre 2 y 4 h, repetir los ensayos de los numerales 10.1, 10.2 y 10.3. 10.12.5 Requisitos - no deben producirse evidencias visibles de defectos importantes, segn se ha definido en

el numeral 7; - la degradacin de la potencia mxima de salida con respecto al valor medido antes del

ensayo, no debe ser superior al 5 %; - la resistencia de aislamiento debe satisfacer las mismas condiciones que para las

medidas iniciales. 10.13 ENSAYO CONTINUO DE CALOR HMEDO 10.13.1 Objeto Determinar la capacidad del mdulo para superar los efectos de la penetracin de la humedad durante un largo perodo de tiempo.


39

10.13.2 Procedimiento de ensayo El ensayo debe realizarse de acuerdo con la norma IEC 6068-2-3 con las siguientes disposiciones: a) Preacondicionado

El(los) mdulo(s), a temperatura ambiente, deben ser introducidos en una cmara sin preacondicionamiento.

b) Severidades

Son aplicables las siguientes severidades: Temperatura de ensayo: 85 C 2 C

Humedad relativa: 85 % 5 % Duracin del ensayo: 1 000 h 10.13.3 Medidas finales Despus de un tiempo de reposo comprendido entre 2 h y 4 h, repetir los ensayos de los numerales 10.3 y 10.15. Repetir los ensayos del numeral 10.1 y 10.2. 10.13.4 Requisitos - no deben producirse evidencias visibles de defectos importantes, segn se ha definido en

el numeral 7; - la degradacin de la potencia mxima de salida con respecto al valor medido antes del

ensayo, no debe ser superior al 5 %; - El ensayo del aislamiento y la corriente de fugas por humedad deben satisfacer las

mismas condiciones que para las medidas iniciales. 10.14 ENSAYO DE ROBUSTEZ DE LOS TERMINALES 10.14.1 Objeto Determinar si los terminales y las fijaciones de los terminales al cuerpo del mdulo superarn unos esfuerzos tales como los aplicadas durante el montaje normal o manipulacin de los mdulos. 10.14.2 Tipos de terminales Se consideran tres tipos de terminales de mdulo: - Tipo A: hilo o conductor aislado; - Tipo B: puntal, tuercas roscadas, tornillos, etc.; - Tipo C: conector.


40

10.14.3 Procedimiento de ensayo Condiciones previas: 1 h en las condiciones atmosfricas para las medidas y ensayo. 10.14.3.1 Terminales Tipo A Ensayo de traccin: segn se describe en IEC6068-2-21, ensayo Ua, con las siguientes condiciones: - todos los terminales deben ser ensayados; - la fuerza de traccin nunca debe exceder el peso del mdulo. Ensayo de doblado: segn se describe en la norma IEC 6068-2-21, ensayo Ub, con las siguientes condiciones: - todos los terminales deben ser ensayados; - mtodo 1-10 ciclos (1 ciclo es 1 doblado en cada direccin opuesta). 10.14.3.2 Terminales Tipo B Ensayos de traccin y de doblado: a) para mdulos con terminales desnudos, cada terminal debe ser ensayado como los

terminales Tipo A; b) si los terminales estn en el interior de una caja de proteccin, se aplicar el siguiente

procedimiento:

- Se conecta un cable de dimensin y tipo recomendado por el fabricante del mdulo, cortado a la longitud apropiada, a los terminales situados dentro de la caja utilizando los procedimientos recomendados por el fabricante. El cable debe pasar a travs del agujero del pasamuros del cable, teniendo cuidado de utilizar cualquier dispositivo previsto para el agarre del cable. Se coloca la tapa de la caja de fo

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