C 61215-2:2020
目
次
ページ
序文 ··································································································································· 1
1 適用範囲························································································································· 1
2 引用規格························································································································· 1
3 用語及び定義 ··················································································································· 3
4 試験方法························································································································· 4
4.1 目視検査(MQT 01) ······································································································ 4
4.2 最大出力の決定(MQT 02) ····························································································· 5
4.3 絶縁試験(MQT 03) ······································································································ 5
4.4 温度係数の測定(MQT 04) ····························································································· 6
4.5 公称モジュール動作温度(NMOT)の測定(MQT 05)························································· 6
4.6 基準状態(STC)における性能(MQT 06) ········································································ 6
4.7 低放射照度における性能(MQT 07) ················································································· 7
4.8 屋外暴露試験(MQT 08) ································································································ 8
4.9 ホットスポット耐久試験(MQT 09) ················································································· 9
4.10 紫外線前処理試験(MQT 10) ······················································································· 20
4.11 温度サイクル試験(MQT 11) ······················································································· 21
4.12 結露凍結試験(MQT 12) ····························································································· 22
4.13 高温高湿試験(MQT 13) ····························································································· 23
4.14 端子強度試験(MQT 14) ····························································································· 24
4.15 湿潤漏れ電流試験(MQT 15) ······················································································· 28
4.16 機械的静荷重試験(MQT 16) ······················································································· 29
4.17 降ひょう(雹)試験(MQT 17) ···················································································· 30
4.18 バイパスダイオード試験(MQT 18) ·············································································· 33
4.19 安定化(MQT 19) ······································································································ 36
附属書JA(参考)JISと対応国際規格との対比表 ······································································ 39
(1)
C 61215-2:2020
まえがき
この規格は,産業標準化法に基づき,日本産業標準調査会の審議を経て,経済産業大臣が制定した日本
産業規格である。これによって,JIS C 8990:2009及びJIS C 8991:2011は廃止され,それらの一部を分割
して制定したこの規格に置き換えられた。
この規格は,著作権法で保護対象となっている著作物である。
この規格の一部が,特許権,出願公開後の特許出願又は実用新案権に抵触する可能性があることに注意
を喚起する。経済産業大臣及び日本産業標準調査会は,このような特許権,出願公開後の特許出願及び実
用新案権に関わる確認について,責任はもたない。
JIS C 61215の規格群には,次に示す部編成がある。
JIS C 61215-1 第1部:試験要求事項
JIS C 61215-1-1 第1-1部:結晶シリコン太陽電池(PV)モジュールの試験に関する特別要求事項
JIS C 61215-1-2 第1-2部:薄膜テルル化カドミウム(CdTe)太陽電池(PV)モジュールの試験に関
する特別要求事項
JIS C 61215-1-3 第1-3部:薄膜非晶質系シリコン太陽電池(PV)モジュールの試験に関する特別要
求事項
JIS C 61215-1-4 第1-4部:薄膜CIS系太陽電池(PV)モジュールの試験に関する特別要求事項
JIS C 61215-2 第2部:試験方法
(2)
日本産業規格
JIS
C 61215-2:2020
地上設置の太陽電池(PV)モジュール−
設計適格性確認及び型式認証−第2部:試験方法
Terrestrial photovoltaic (PV) modules-
Design qualification and type approval-Part 2: Test procedures
序文
この規格は,2016年に第1版として発行されたIEC 61215-2を基とし,第1版発行後に変更が決定した
技術的内容を反映して作成した日本産業規格である。
なお,この規格で点線の下線を施してある箇所は,対応国際規格を変更している事項である。変更の一
覧表にその説明を付けて,附属書JAに示す。
1
適用範囲
この規格は,JIS C 60721-2-1に定義する屋外気候群で,長期運転に適した地上設置の太陽電池(PV)モ
ジュールの設計適格性確認及び型式認証に対する要求事項について規定する。この規格は,結晶シリコン
系太陽電池(PV)モジュール及び薄膜太陽電池(PV)モジュール(以下,PVモジュールという。)のよ
うな全ての地上設置の平板形PVモジュールに適用する。
この規格は,集光装置付きPVモジュールには適用しないが,1倍から3倍までの低倍率集光装置付き
モジュールに利用することができる。低倍率集光装置付きPVモジュールに関しては,予想される集光設
計の電流,電圧及び出力レベルで全試験を実施する。
ここで実施する一連の試験の目的は,PVモジュールの電気的及び熱的特性を決定し,かつ,費用及び
時間の制約内で可能な限り,PVモジュールが一般的な屋外の気候に長期間さらされても耐えることを確
認することである。適格性が確認されたPVモジュールの実際の期待寿命は,PVモジュールの設計,使用
環境及び運転される条件に影響を受ける。
注記 この規格の対応国際規格及びその対応の程度を表す記号を,次に示す。
IEC 61215-2:2016,Terrestrial photovoltaic (PV) modules−Design qualification and type approval−
Part 2: Test procedures(MOD)
なお,対応の程度を表す記号“MOD”は,ISO/IEC Guide 21-1に基づき,“修正している”
ことを示す。
2
引用規格
次に掲げる規格は,この規格に引用されることによって,この規格の規定の一部を構成する。これらの
引用規格は,その最新版(追補を含む。)を適用する。
JIS C 8904-1 太陽電池デバイス−第1部:I-V特性の測定
注記 対応国際規格:IEC 60904-1,Photovoltaic devices−Part 1: Measurement of photovoltaic
2
C 61215-2:2020
current-voltage characteristics
JIS C 8904-2 太陽電池デバイス−第2部:基準太陽電池デバイスに対する要求事項
注記 対応国際規格:IEC 60904-2,Photovoltaic devices−Part 2: Requirements for photovoltaic reference
devices
JIS C 8904-3 太陽電池デバイス−第3部:基準太陽光の分光放射照度分布による太陽電池測定原則
注記 対応国際規格:IEC 60904-3,Photovoltaic devices−Part 3: Measurement principles for terrestrial
photovoltaic (PV) solar devices with reference spectral irradiance data
JIS C 8904-7 太陽電池デバイス−第7部:太陽電池測定でのスペクトルミスマッチ補正の計算方法
注記 対応国際規格:IEC 60904-7,Photovoltaic devices−Part 7: Computation of the spectral mismatch
correction for measurements of photovoltaic devices
JIS C 8904-8 太陽電池デバイス−第8部:太陽電池デバイスの分光感度特性測定方法
注記 対応国際規格:IEC 60904-8,Photovoltaic devices−Part 8: Measurement of spectral responsivity of
a photovoltaic (PV) device
JIS C 8904-9 太陽電池デバイス−第9部:ソーラシミュレータの性能要求事項
注記 対応国際規格:IEC 60904-9,Photovoltaic devices−Part 9: Solar simulator performance
requirements
JIS C 8904-10 太陽電池デバイス−第10部:線形性の測定方法
注記 対応国際規格:IEC 60904-10,Photovoltaic devices−Part 10: Methods of linearity measurement
JIS C 8960 太陽光発電用語
JIS C 60068-1 環境試験方法−電気・電子−第1部:通則及び指針
注記 対応国際規格:IEC 60068-1,Environmental testing−Part 1: General and guidance
JIS C 60068-2-21 環境試験方法−電気・電子−第2-21部:試験−試験U:端子強度試験方法
注記 対応国際規格:IEC 60068-2-21,Environmental testing−Part 2-21: Tests−Test U: Robustness of
terminations and integral mounting devices
JIS C 60068-2-78 環境試験方法−電気・電子−第2-78部:高温高湿(定常)試験方法(試験記号:
Cab)
注記 対応国際規格:IEC 60068-2-78,Environmental testing−Part 2-78: Tests−Test Cab: Damp heat,
steady state
JIS C 60721-2-1 環境条件の分類−第2-1部:自然環境の条件−温度及び湿度
注記 対応国際規格:IEC 60721-2-1,Classification of environmental conditions−Part 2-1: Environmental
conditions appearing in nature−Temperature and humidity
JIS C 60891 太陽電池デバイス−I-V特性測定における温度及び照度補正法
注記 対応国際規格:IEC 60891,Photovoltaic devices−Procedures for temperature and irradiance
corrections to measured I-V characteristics
JIS C 61215-1 地上設置の太陽電池(PV)モジュール−設計適格性確認及び型式認証−第1部:試験
要求事項
注記 対応国際規格:IEC 61215-1,Terrestrial photovoltaic (PV) modules−Design qualification and type
approval−Part 1: Test requirements
JIS C 61215-1-1 地上設置の太陽電池(PV)モジュール−設計適格性確認及び型式認証−第1-1部:
結晶シリコン太陽電池(PV)モジュールの試験に関する特別要求事項
3
C 61215-2:2020
注記 対応国際規格:IEC 61215-1-1,Terrestrial photovoltaic (PV) modules−Design qualification and
type approval−Part 1-1: Special requirements for testing of crystalline silicon photovoltaic (PV)
modules
JIS C 61215-1-2 地上設置の太陽電池(PV)モジュール−設計適格性確認及び型式認証−第1-2部:
薄膜テルル化カドミウム(CdTe)太陽電池(PV)モジュールの試験に関する特別要求事項
注記 対応国際規格:IEC 61215-1-2,Terrestrial photovoltaic (PV) modules−Design qualification and
type approval−Part 1-2: Special requirements for testing of thin-film Cadmium Telluride (CdTe)
based photovoltaic (PV) modules
JIS C 61215-1-3 地上設置の太陽電池(PV)モジュール−設計適格性確認及び型式認証−第1-3部:
薄膜非晶質系シリコン太陽電池(PV)モジュールの試験に関する特別要求事項
注記 対応国際規格:IEC 61215-1-3,Terrestrial photovoltaic (PV) modules−Design qualification and
type approval−Part 1-3: Special requirements for testing of thin-film amorphous silicon based
photovoltaic (PV) modules
JIS C 61215-1-4 地上設置の太陽電池(PV)モジュール−設計適格性確認及び型式認証−第1-4部:
薄膜CIS系太陽電池(PV)モジュールの試験に関する特別要求事項
注記 対応国際規格:IEC 61215-1-4,Terrestrial photovoltaic (PV) modules−Design qualification and
type approval−Part 1-4: Special requirements for testing of thin-film Cu(In, GA)(S, Se)2 based
photovoltaic (PV) modules
JIS C 62790 太陽電池(PV)モジュール用端子箱−安全性要求事項及び試験
注記 対応国際規格:IEC 62790,Junction boxes for photovoltaic modules−Safety requirements and tests
IEC 60050 (all parts),International Electrotechnical Vocabulary (IEV)
IEC TS 61836,Solar photovoltaic energy systems−Terms, definitions and symbols
ISO 868,Plastics and ebonite−Determination of indentation hardness by means of a durometer (Shore
hardness)
3
用語及び定義
この規格で用いる主な用語及び定義は,JIS C 8960,IEC 60050規格群及びIEC TS 61836によるほか,
次による。
3.1
確度<測定装置の>(accuracy <of a measuring instrument>)
測定量の真値に近い指示値を与える測定装置の能力を特徴付ける品質。[≈ VIM 5.18]
注記1 この用語は“真値”への近似に使用する。
注記2 確度は,指示値が対応の真値に近ければ近いほどよい。
注記3 VIMは,国際計量基本用語集(International vocabulary of basic and general terms in metrology)
を指す。
3.2
コントロールデバイス(control device)
ソーラシミュレータのドリフト及び他の問題の検出に使用する放射照度センサ(基準セル,基準モジュ
ールなど)。
4
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3.3
電気的に安定した出力レベル(electrically stable power output level)
JIS C 60721-2-1に定義されている屋外気候群において,長期太陽光暴露条件下で動作するPVモジュー
ルの状態。
3.4
測定精度<測定結果の>(repeatability <of results of measurements>)
同じ測定量を,同じ測定条件の下で,すなわち,次を用いて,比較的短い間隔で連続的に測定した結果
間の一致程度[≈ VIM 3.6]。
− 同じ測定手順に従って
− 同じ観察者が
− 同じ測定装置を
− 同じ条件で
− かつ,同じ測定実施機関で
注記 “測定手順”の概念は,VIM 2.5に定義されている。
3.5
再現精度<測定の>(reproducibility <of measurements>)
ある量の同じ値の複数の測定結果が互いに一致する程度のことであって,個々の測定が,次の異なる測
定条件。
− 異なる測定原理
− 異なる測定方法
− 異なる観察者
− 異なる測定装置
− 異なる適合規格
− 異なる測定実施機関
− 習慣的に使用するのとは異なる測定装置の使用条件
− 単一測定と比較すると長めの測定時間間隔
注記1 “測定原理”及び“測定方法”の概念は,それぞれVIM 2.3及びVIM 2.4で定義されている。
注記2 用語“再現精度”は,明記することを条件に,上記の条件の一部だけが考慮される場合にも
適用する。
4
試験方法
4.1
目視検査(MQT 01)
4.1.1
目的
PVモジュールの目視欠陥を検出する。
4.1.2
手順
JIS C 61215-1に規定されている条件及び観察項目について,1 000 lx以上の照度で各PVモジュールを
注意深く検査する。
後続の試験において悪化し,PVモジュールの性能を低下させる可能性のあるひび割れ,気泡,剝離,
その他の特徴と位置とを記録及び/又は写真撮影する。
5
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4.1.3
要求事項
JIS C 61215-1に規定されている著しい目視欠陥があってはならない。
4.2
4.2.1
最大出力の決定(MQT 02)
目的
安定化後における,及び各種ストレス試験の前後におけるPVモジュールの最大出力を決定する。スト
レス試験による出力損失を決定する上で,試験の再現精度は極めて重要な要素である。
4.2.2
試験装置
試験装置は,次による。
a) 光源(自然太陽光,又はJIS C 8904-9に規定されているクラスB-B-A以上のソーラシミュレータ)。
b) JIS C 8904-2に適合する基準太陽電池デバイス。クラスB-B-A以上のソーラシミュレータを使用する
場合,基準デバイスは,分光感度特性を一致させるために同じセル技術による同じサイズの基準モジ
ュールとする。このように一致する基準デバイスを使用できない場合は,次の二つの要求事項のいず
れかに従わなければならない。
1) クラスA-A-Aのソーラシミュレータを使用する。
2) JIS C 8904-8によるPVモジュールの分光感度特性とソーラシミュレータのスペクトル分布とを測
定し,JIS C 8904-7に従ってPVモジュールデータを補正する。
c) 供試体と基準デバイスとを照射光に垂直な平面内に支持するのに適したマウント。
d) JIS C 8904-1に従ってI-V特性曲線を測定するための装置。
4.2.3
手順
自然太陽光又はJIS C 8904-9の要求事項に適合するクラスB-B-A以上のソーラシミュレータを使用し,
放射照度と温度との条件の特定の組合せにおいて(推奨範囲はセル温度25 ℃〜50 ℃,放射照度700 W/m2
〜1 100 W/m2),PVモジュールのI-V特性をJIS C 8904-1に従って決定する。PVモジュールがこれらとは
異なる条件範囲で動作するように設計されているといった特殊な場合は,期待動作条件と同様の温度レベ
ル及び放射照度レベルを用いてI-V特性を測定してもよい。JIS C 8904-10に規定する線形モジュールの場
合は,環境試験の前後に同じPVモジュールについて行った測定結果を比較するために,JIS C 60891に従
って温度及び放射照度を補正することができる。JIS C 8904-10に規定する非線形モジュールの場合は,指
定された放射照度の±5 %以内,及び指定された温度の±2 ℃以内で測定を行わなければならない。ただ
し,最大出力の測定が同様の動作条件下で行われるようにする。すなわち,特定のPVモジュールについ
て,全ての最大出力測定をほぼ同じ温度及び放射照度で行うことによって,補正幅を最小にするように努
めることが望ましい。
4.3
4.3.1
絶縁試験(MQT 03)
目的
PVモジュールが充電部と接触可能箇所との間で十分に絶縁されているか否かを決定する。
4.3.2
試験装置
試験装置は,次による。
a) 500 V又は1 000 Vに加えてPVモジュールの最大システム電圧の2倍を印加できる,電流制限付きの
直流電圧源(JIS C 61215-1)。
b) 絶縁抵抗を測定するための装置。
4.3.3
試験条件
試験は,大気の周囲温度(JIS C 60068-1参照)及び75 %を超えない相対湿度で行わなければならない。
6
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4.3.4
手順
手順は,次による。
a) PVモジュールの短絡させた出力端子を電流制限付きの直流抵抗計の正極に接続する。
b) PVモジュールの露出金属部分は抵抗計の負極に接続する。PVモジュールがフレームをもっていない
か,もっていてもフレームの導電性が低い場合は,縁部の周りを導体はく(箔)で包む。PVモジュ
ールの全ての樹脂表面(フロントシート,バックシート及び端子箱)を導体はくで覆う。導体はくで
覆われた全ての部分も抵抗計の負極に接続する。
PVモジュール技術によっては,PVモジュールをフレームに対して正電圧に維持したとき,静的分
極が生じやすい場合がある。この場合は,抵抗計の接続を正負逆にする。該当する場合,静的分極へ
の敏感性に関する情報が製造業者によって提供されなければならない。
c) 抵抗計によって印加する電圧を,500 V/sを超えない速度で,1 000 VにPVモジュールの最大システ
ム電圧の2倍を加えた最大電圧まで上げる(JIS C 61215-1参照)。最大システム電圧が50 Vを超えな
い場合,印加電圧は500 Vとする。電圧を1分間,このレベルに維持する。
d) 印加電圧をゼロにまで下げ,試験装置の端子間を短絡させて,PVモジュール内の残存電荷を放電さ
せる。
e) 短絡回路を除去する。
f)
試験装置による印加電圧を,500 V/sを超えない速度で,500 V又はPVモジュールの最大システム電
圧の高い方まで上げ,電圧をこのレベルに2分間維持する。その後,絶縁抵抗を測定する。
g) 印加電圧をゼロにまで下げ,試験装置の端子間を短絡させて,PVモジュール内の残存電荷を放電さ
せる。
h) 短絡回路を除去し,試験装置とPVモジュールとの接続を外す。
4.3.5
要求事項
要求事項は,次による。
a) 4.3.4 c)の間に絶縁破壊又は表面トラッキングが起こってはならない。
b) 面積が0.1 m2未満のPVモジュールの場合,絶縁抵抗は400 MΩ未満であってはならない。
c) 面積が0.1 m2以上のPVモジュールの場合,測定した絶縁抵抗とPVモジュール面積との積が40 MΩ・
m2未満であってはならない。
4.4
温度係数の測定(MQT 04)
JIS C 60891に基づくPVモジュール測定結果から,電流の温度係数(α),電圧の温度係数(β)及び最
大出力の温度係数(δ)を決定する。このように決定された係数は,測定が行われたときの放射照度におい
て有効である。それとは異なる放射照度レベルにおけるPVモジュールの温度係数の評価については,JIS
C 8904-10を参照。
注記 JIS C 8904-10に規定されている線形モジュールの場合,温度係数は,このレベルの±30 %の放
射照度範囲にわたって有効である。
4.5
公称モジュール動作温度(NMOT)の測定(MQT 05)
(この規格では不採用のため,削除した。)
4.6
4.6.1
基準状態(STC)における性能(MQT 06)
目的
STC(JIS C 8904-3の基準分光放射照度をもつ1 000 W/m2,セル温度25 ℃)におけるPVモジュールの
電気特性を決定する。
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STCにおける測定は,PVモジュールの表示ラベルの情報を検証するために使用する。
4.6.2
試験装置
試験装置は,次による。
a) 光源(自然太陽光,又はJIS C 8904-9に規定されているクラスB-B-A以上のソーラシミュレータ)。
b) JIS C 8904-2に適合する基準太陽電池デバイス。クラスB-B-A以上のソーラシミュレータを使用する
場合,基準デバイスは,分光感度特性を一致させるために同じセル技術による同じサイズの基準モジ
ュールとする。このように一致する基準デバイスを使用できない場合は,次の二つの要求事項のいず
れかに従わなければならない。
1) クラスA-A-Aのシミュレータを使用する。
2) JIS C 8904-8によるPVモジュールの分光感度特性とソーラシミュレータのスペクトル分布とを測
定し,JIS C 8904-7に従ってPVモジュールデータを補正する。
c) 供試体と基準デバイスを照射光に垂直な平面内に支持するのに適したマウント。
d) 供試体及び基準デバイスの温度を,±1 ℃の確度及び±0.5 ℃の測定精度で監視するための装置。
e) JIS C 8904-1に従ってI-V特性曲線を測定するための装置。
4.6.3
手順
自然太陽光又はJIS C 8904-9の要求事項に適合するクラスB-B-A以上のソーラシミュレータを使用し,
JIS C 8904-1に従って,放射照度(1 000±100) W/m2(適切な基準デバイスで測定)において,PVモジュー
ルの温度を(25±2) ℃に維持し,I-V特性を測定する。
(25±2) ℃の範囲外のPVモジュール温度の場合は,温度係数並びにJIS C 8904規格群及びJIS C 60891
を適用して25 ℃に補正することができる。
注記 この項目は,対応国際規格ではSTC及びNMOT(Normal module operating temperature)の二つ
の条件に分けられていたが,この規格ではSTC条件だけ残した。
4.7
4.7.1
低放射照度における性能(MQT 07)
目的
JIS C 8904-1に基づき,自然太陽光又はJIS C 8904-9に基づくクラスB-B-A以上のソーラシミュレータ
を用いて,セル温度25 ℃及び200 W/m2(適切な基準デバイスで制御)の照射強度におけるPVモジュー
ルの電気特性を決定する。
4.7.2
試験装置
試験装置は,次による。
a) 光源(自然太陽光,又はJIS C 8904-9に規定されているクラスB-B-A以上のソーラシミュレータ)。
b) JIS C 8904-10に従って,分光放射照度分布及び放射照度の場所むらに影響することなく放射照度を
200 W/m2に変化させるために必要な装置。
c) JIS C 8904-2に適合する基準太陽電池デバイス。クラスB-B-A以上のソーラシミュレータを使用する
場合,基準デバイスは,分光感度特性を一致させるために同じセル技術による同じサイズの基準モジ
ュールとする。このように一致する基準デバイスを使用できない場合は,次の二つの要求事項のいず
れかに従わなければならない。
1) クラスA-A-Aのシミュレータを使用する。
2) JIS C 8904-8によるPVモジュールの分光感度とソーラシミュレータのスペクトル分布とを測定し,
JIS C 8904-7に従ってPVモジュールデータを補正する。
d) 供試体及び基準デバイスを照射光に垂直な平面内に支持するのに適したマウント。
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e) 供試体及び基準デバイスの温度を,±1 ℃の確度及び±0.5 ℃の測定精度で監視するための装置。
f)
JIS C 8904-1に従ってI-V特性曲線を測定するための装置。
4.7.3
手順
自然太陽光又はJIS C 8904-9の要求事項に適合するクラスB-B-A以上のソーラシミュレータを使用し,
JIS C 8904-1に従って,温度(25±2) ℃,及び放射照度(200±20) W/m2(適切な基準デバイスで制御)にお
けるPVモジュールのI-V特性を決定する。
放射照度は,中性フィルタ又はスペクトル放射照度分布に影響することのない他の技術手段を用いて指
定レベルまで低減しなければならない(スペクトル分布を変化させることなく放射照度を低減する方法に
関する手引については,JIS C 8904-10を参照)。
(25±2) ℃の範囲外のPVモジュール温度の場合は,温度係数並びにJIS C 8904規格群及びJIS C 60891
を適用して25 ℃に補正することができる。
4.8
4.8.1
屋外暴露試験(MQT 08)
目的
PVモジュールの屋外環境条件での暴露に耐える能力の予備的評価を行い,また,試験所での試験によ
っては検出できない可能性のある相乗劣化効果を明らかにする。
4.8.2
試験装置
試験装置は,次による。
a) 供試体(単数又は複数)及び太陽光照射モニタを指定の方法で支持するためのオープンラック。この
ラックは,PVモジュールからの熱伝導を最小に抑えるように,また,PVモジュールの前面及び後面
からの自由な熱放射になるべく干渉しないように設計しなければならない。
オープンラックに取り付けるように設計されていないPVモジュールの場合は,製造業者の推奨に
従ってPVモジュールを取り付けなければならない。
b) 試験アレイから0.3 m以内のPVモジュールと同一平面内に取り付けられた,確度±5 %の太陽光照射
モニタ。
c) 製造業者が推奨するとおりにPVモジュールを,太陽光照射モニタとの同一平面内に取り付ける手段。
d) PVモジュールがSTCにおいて自己の最大出力点の付近で動作するように設定された負荷抵抗,又は
最大出力点追従装置(MPPT)。
4.8.3
手順
手順は,次による。
a) 供試体は,設置場所の緯度に対して垂直±5°の位置に取り付けなければならない。試験報告書には,
供試体の傾斜角を記載する。
b) 負荷抵抗又は最大出力点追従装置をPVモジュールに取り付け,太陽光照射モニタと同一平面内に位
置するように製造業者が推奨する方法で屋外に設置する。製造業者がホットスポット保護装置の使用
を推奨している場合は,試験を行う前に保護装置を設置しなければならない。
c) JIS C 60721-2-1に規定されている屋外気候群に適合する条件下で,60 kWh/m2(モニタで測定)以上
の照射量にPVモジュールをさらす。
4.8.4
最終測定
MQT 01及びMQT 15の試験を繰り返す。
4.8.5
要求事項
要求事項は,次による。
9
C 61215-2:2020
a) JIS C 61215-1に規定されている著しい目視欠陥があってはならない。
b) 湿潤漏れ電流が,初期測定の場合と同じ要求事項を満足しなければならない。
4.9
4.9.1
ホットスポット耐久試験(MQT 09)
目的
ホットスポットの加熱効果,例えば,はんだの溶融,封止材の劣化などに対するPVモジュールの耐久
性を決定する。このような欠陥は,不良セル,ミスマッチセル,遮光又は汚染によって引き起こされる可
能性がある。絶対温度と相対出力損失はこの試験の合否判定基準ではないが,ホットスポットの最も過酷
な条件における設計の安全性が確保されていることの確認に使用する。
4.9.2
ホットスポット効果
ホットスポット加熱がPVモジュール内に発生するのは,その動作電流が,遮光セル(群)又は不良セ
ル(群)の減少した短絡電流(Isc)を上回る場合である。そのような状態になると,問題のあるセル(群)
は強制的に逆バイアスとなり,電力を消費し,それによって過熱を引き起こす可能性がある。
電力消費が十分に高いか,又は位置が十分限定されている場合は,逆バイアスセル(群)が過熱し,用
いている技術に応じて,次の事象につながる可能性がある。
− はんだの溶融
− 封止材,フロントシート及び/又はバックシートの劣化
− スーパストレート,サブストレート及び/又はカバーガラスの割れ
バイパスダイオードを正しく使用することによって,ホットスポットに伴う損傷を防ぐことができる。
太陽電池セルの逆方向特性は,大幅に変化する可能性があり,電圧制限する高シャント抵抗セル,又は
電流制限する低シャント抵抗セルのいずれかに分類される。これらの各タイプのセルは,いずれもホット
スポット問題の影響を受けるが,その内容は異なる。
シャント抵抗の低いセルの場合:
− セル全体(又は大部分が)遮光するときに最悪の遮光状態が生じる。
− シャント抵抗の低いセルは,局所的なシャントによってしばしばこのような状態になる。この場合,
狭いエリアに大きな電流が流れることに起因してホットスポット加熱が起こる。これは局所的な現象
であるため,このタイプのセルの性能には大きなばらつきがある。最もシャント抵抗の低いセルは,
逆バイアス時に極高温で動作する可能性が高い。
− 加熱が局所的であるため,最もシャント抵抗の低いセルでは,ホットスポット不良が短時間で発生す
る。
重要な技術的課題となるのは,最もシャント抵抗の低いセルを特定する方法と,次にそれらのセルに関
する最悪の遮光状況を決定する方法である。このプロセスはセル技術に依存しているので,JIS C 61215-1-1
〜JIS C 61215-1-4(以下,技術別サブパートという。)に規定する。
シャント抵抗の高いセルの場合:
− セルが部分的に遮光されているときに最悪の遮光状態が生じる。
− 接合破壊及び高温は,むしろゆっくり発生する。最悪のホットスポット加熱を作り出すため,遮光を
暫時所定位置に留める必要がある。
4.9.3
セル間接続の分類
ケースS:全セルを単一ストリング内に直列接続。図1参照。
10
C 61215-2:2020
図1−ケースS:オプショナルバイパスダイオードのある直列接続
ケースPS:並直列接続,すなわち,(S)個のブロックの直列接続で,各ブロックが任意の数(P)個の
並列接続からなる。図2参照。
図2−ケースPS:オプショナルバイパスダイオードのある並直列接続
ケースSP:直並列接続,すなわち,(P)個のブロックの並列接続で,各ブロックが任意の数(S)個の
直列接続からなる。図3参照。
11
C 61215-2:2020
図3−ケースSP:オプショナルバイパスダイオードのある直並列接続
各構成について,個別のホットスポット試験手順が必要である。
4.9.4
試験装置
試験装置は,次による。
a) 光源:自然太陽光,又はJIS C 8904-9に適合し,放射照度800 W/m2〜1 100 W/m2の,クラスB-B-B(又
はそれ以上)の定常光ソーラシミュレータ
b) PVモジュールのI-V特性曲線トレーサ
c) 電流測定機器
d) 試験セルを遮光するための不透明カバー
e) PVモジュール温度を測定及び記録するための適切な温度検出器(赤外線カメラが望ましい。)
f)
放射照度レベル,放射量及び周辺温度の記録機器
ホットスポット加熱に対して最も敏感なセルを選択するための任意選択として,JIS C 8904-9に適合し
た放射照度800 W/m2〜1 100 W/m2のクラスB-B-B以上のパルス光シミュレータをI-V特性を測定するため
に使用できる。
4.9.5
手順
4.9.5.1
一般
太陽電池セル技術及び製造工程に応じて,異なる二つの手順がある。MQT 09.1は,主として標準的な結
晶シリコンのようなウェーハベース技術に適用する。最も一般的なモノリシック集積薄膜技術(CdTe,CIS
系,a-Si,a-Si/uc-Si)には,MQT 09.2を適用する。
4.9.5.2
ウェーハベース技術(WBT)のための手順(MQT 09.1)
バイパスダイオードが取外し可能な場合,局所的なシャントのあるセルをセルストリングを逆バイアス
し,赤外線カメラを用いてホットスポットを観測することによって特定する。PVモジュール回路にアク
セス可能な場合は,遮光されているセルを通る電流を直接監視できる。試験するPVモジュールが取外し
可能なダイオード又はアクセス可能な電気回路を備えていない場合は,次の非接触法を利用できる。
選択する手法は,PVモジュール内の各セルを順次遮光して各セルのI-V曲線をとることに基づいている。
12
C 61215-2:2020
図4に,供試体について取られた一連のI-V曲線を示す。シャント抵抗が最も低いセルが遮光される場合
は,ダイオードがオンになるポイントで漏れ電流が最高値になる曲線が取られる。シャント抵抗が最も高
いセルが遮光される場合は,ダイオードがオンになるポイントで漏れ電流が最低値になる曲線が取られる。
一つのセルを全面遮光した
非遮光PVモジュールのI-V特性
PVモジュールの特性
バイパスダイオードが
オンになる
漏れ電流が最も高い
セル
モジュール電圧(V)
図4−異なるセルを全面遮光したPVモジュールのI-V特性
次の手順を用いて,ホットスポットの影響を受けやすいセルを特定する。
a) 非遮光PVモジュールを放射源800 W/m2〜1 000 W/m2に暴露する。これは,次のように実行できる。
− パルス光ソーラシミュレータ。この場合,PVモジュール温度は室温(25±5) ℃に近くなる。
− 定常光ソーラシミュレータ。この場合,測定前のPVモジュール温度を±5 ℃の範囲内で安定させ
なければならない。
− 自然太陽光。この場合,測定前のPVモジュール温度を±5 ℃の範囲内で安定させなければならな
い。
温度が安定化した後,PVモジュールのI-V特性を測定し,最大出力動作電流IMP1(初期特性PMP1)
を決定する。
b) 各セルを順次完全に遮光してI-V特性を測定し,図4のような一連の曲線を作成する。
注記 ケースSPでは,全面照射されているパラレルサブセクションのI-V曲線に変形したPVモジ
ュールI-V曲線が加わるため変形は,Vocから開始しない。
c) シャント抵抗が最も低いセル,すなわち,漏れ電流が最も高いエッジに隣接するセルを選択する。
d) [c)のセルに加えて]シャント抵抗が最も低いセル,すなわち,漏れ電流が最も高いセルを二つ選択
する。
e) 最も高いシャント抵抗をもつセルを選択する。
f)
セル試験手順 選択された各セルについて,次のいずれかの方法によって,最悪の遮光状態を決定す
る。
1) セル回路がアクセス可能な場合は,PVモジュールを短絡させて電流測定機器を取り付ける。試験対
象のセルストリングを通る電流だけ表示するようにする。PVモジュールを定常状態の放射照度800
W/m2〜1 000 W/m2に暴露する。各試験セルを遮光し,遮光セルを通る電流をa)で決定する非遮光時
13
C 61215-2:2020
のIMP1と等しくする遮光レベルを決定する。これがそのセルの最悪の遮光状態である。
2) セル回路へのアクセスができない場合は,図5に示すような異なるレベルで遮光された各試験セル
について一連のI-V曲線をとる。遮光されたセル(バイパスダイオードがオンになるポイント)に
電流が流れるとき発生し,図5の曲線c)と同様に,a)で決定したIMP1と一致する,最悪の遮光状態
を決定する。
3) 選択された各試験セルを順次に100 %遮光し,セル温度を測定する。遮光を10 %減らす。温度が下
がる場合は,100 %遮光が最悪の状態を引き起こすことになる。温度が上昇するか又は同じ温度を
維持する場合は,温度が下がるまで10 %ずつ遮光を減らす。温度が下がった場合は,一つ前の遮光
レベルを最悪ケースの遮光として採用する。
4) ケースSPでは,選択したセルを全面遮光するときにバイパスダイオードがオンにならない場合,
セルの全面遮光が最悪のホットスポット状態である。選択したセルを全面遮光するときにバイパス
ダイオードがオンする場合は,2)又は3)に示す手順を用いて最悪のホットスポット状態を決定する。
5) c)で選択したセルを選択する。100 %遮光されたら,赤外線カメラを用いてセル上の最も高温のスポ
ットを決定する。1)から4)までで決定された最悪の状態にセルを遮光する。PVモジュールを短絡さ
せる。可能ならば,この最も高温のスポットが照射エリア内にあることを確認する。
g) f)で決定された最悪の状態に各セルを遮光する。
h) PVモジュールを短絡させる。PVモジュールを(1 000±100) W/m2に暴露する。この試験は,PVモジ
ュール温度を(50±10) ℃の範囲にして行わなければならない。
f)で決定された最悪の遮光状態を,選択した各セルについて1時間維持する。遮光されたセルの温度
が1時間後も依然として上昇している場合は,合計5時間まで暴露を継続する。
非遮光PVモジュールのI-V特性
試験セルを
a) 100 %遮光又は
b) 75 %遮光
c) 最大出力消費まで遮光したPVモジュールのI-V特性
i)
モジュール電圧(V)
図5−試験セルを異なるレベルで遮光したPVモジュールのI-V特性
14
C 61215-2:2020
4.9.5.3
4.9.5.3.1
モノリシック集積(MLI)薄膜技術のための手順(MQT 09.2)
一般
ホットスポット試験は,PVモジュールを(1 000±100) W/m2に暴露して行う。
注記 バイパスダイオードは,通常,直列接続されたMLI薄膜セルのセル間回路内には含まれない。
したがって,遮光セルの逆電圧には制限がなく,PVモジュール電圧は逆バイアスされたセル群
にかかる。
MLI薄膜PVモジュールの電気的性能は,既に短期間の遮光によって悪影響を受けている可能性がある。
最悪の状態を設定することによって生じる効果とホットスポット耐久試験とを,はっきり区別するよう配
慮しなければならない。この目的のために,Pmax1,Pmax2及びPmax3の値を収集する。
4.9.5.3.2
ケースS
図6に,セルを直列接続したMLI薄膜PVモジュールについて,異なる数のセルを全遮光した場合のホ
ットスポット効果を示す。遮光セルにおける出力損失量は,PVモジュール電流と遮光セル群間に生じる
逆電圧との積に等しい。いずれの放射照度レベルについても,遮光セル間の逆電圧が(最悪の遮光状態に
ある。)PVモジュール内に残っている照射セルによって生成する電圧と等しい場合に最大出力を消費する。
これは,遮光PVモジュールの短絡電流が非遮光PVモジュールの最大出力動作電流と等しい場合に起こ
る。
4セル遮光
3セル遮光
2セル遮光
1セル遮光
非遮光PVモジュール
5セル遮光
モジュール電圧
注記 この例では,4セルが同時に遮光する場合に最悪の遮光状態となる。
図6−セルを直列接続したMLI薄膜PVモジュールにおけるホットスポット効果
手順a)〜g)の最善の結果を得るには,定常光ソーラシミュレータ又は自然太陽光ではなく,パルス光ソ
ーラシミュレータ又は非連続照射光を使用する。遮光エリアの大きさと位置を決定する場合は,非連続光
源を用いて,手順i),j),k)での更に長い暴露の前にPVモジュールが損傷する可能性を最小化する。
a) パルス光ソーラシミュレータ又は非連続光ソーラシミュレータを使用する場合は,PVモジュール温
度は室温(25±5) ℃に近くなり,非遮光PVモジュールの表面を全放射照度800 W/m2〜1 000 W/m2に
暴露する。任意選択として,定常光ソーラシミュレータ又は自然太陽光を使用することができる。こ
の場合は,測定前のPVモジュール温度を±5 ℃の範囲内で安定させなければならない。温度を安定
15
C 61215-2:2020
化した後,PVモジュールのI-V特性を測定し,最大出力動作電流の範囲(Imin<I<Imax)をP>0.99 Pmax1
の条件で決定する(前処理後に測定されたPVモジュール出力)。
b) PVモジュールを短絡させ,短絡電流を監視する。
c) PVモジュールの一端から開始し,不透明なカバーを用いて一つのセルを全遮光する。カバーをセル
に対して平行に移動し,短絡電流が非遮光PVモジュールの最大電流範囲内に入るまで,遮光PVモ
ジュールエリア(遮光セル数)を増やす。この状態で,最大出力は選択した遮光セル群において消費
する(図6参照)。
d) PVモジュールを横切るように[上記c)に表示された寸法の]不透明カバーをゆっくり移動させ,短
絡電流を監視する。ある位置で短絡電流が非遮光PVモジュールの最大電流範囲から外れる場合は,
カバーの大きさを少しずつ小さくして,最大電流状態を復活させる。このプロセスの間,放射照度の
変化が±2 %を超えてはならない。
e) 最終的なカバーの幅が,最悪の遮光状態につながる最小遮光エリアを決定する。これが,ホットスポ
ット試験に使用する遮光エリアである。
f)
カバーを外し,PVモジュールを目視検査する。
注記 手順c)及びd)におけるセルの逆バイアス動作は,接合破壊を招き,視認できる点欠陥をPV
モジュールエリア全体に不均一に分散させる可能性がある。このような欠陥は,最大出力の
低下につながる可能性がある。
g) PVモジュールのI-V特性を再測定し,最大出力Pmax2を決定する。
h) 候補モジュールエリアにカバーを付け,短絡させる。
i)
PVモジュールを定常状態の放射源に暴露する。そのとき,PVモジュール表面に対する全放射照度を
(1 000±100) W/m2とする。これは,次のように実行できる。
− 定常光ソーラシミュレータ。この場合は,測定前のPVモジュール温度を±5 ℃の範囲内で安定さ
せなければならない。
− 自然太陽光。この場合は,測定前のPVモジュール温度を±5 ℃の範囲内で安定させなければなら
ない。
この試験は,PVモジュール温度を(50±10) ℃の範囲にして行わなければならない。Isc値に注意し
て,PVモジュールを最大出力消費状態に保つ。必要ならば,遮光を再調整してIscをa)で指定した範
囲内に維持する。
j)
1時間の合計暴露期間中,この状態を維持する。
k) 耐久試験の最後に,赤外線カメラなど適切な温度検出装置を用いて,遮光セルの最も温度の高いエリ
アを決定する。
4.9.5.3.3
ケースSP
図3に,直並列接続,すなわち,それぞれS個のセルの直列接続とP個のストリングの並列接続からな
る接続を示す。
バイパスダイオードが取外し可能な場合,局所的なシャントのあるセルは,セルストリングを逆バイア
スし,赤外線カメラを用いてホットスポットを観測することによって特定する。PVモジュール回路にア
クセス可能な場合は,遮光されているセルを通る電流フローを直接監視できる。しかし,最近は多くのPV
モジュールが,取外し可能なダイオード又はアクセス可能な電気回路を備えていない。したがって,これ
らのPVモジュールに利用できる非接触法が必要である。
選択される手法は,各セルが順次遮光するPVモジュールについて一連のI-V曲線をとることに基づい
16
C 61215-2:2020
ている。図7に,供試体について取られた一連のI-V曲線を示す。ダイオードがオンになるポイントで漏
れ電流が最大になる曲線は,シャント抵抗が最も低いセルが遮光された場合に得られる。ダイオードがオ
ンになるポイントで漏れ電流が最小になる曲線は,シャント抵抗が最も高いセルが遮光された場合に得ら
れる。
0セル
2セル
4セル
6セル
10セル
16セル
30セル
電圧(V)
注記1 遮光セル数は,セル技術,性能,及び直列に接続されたセル数に依存する(ここでのPVモジュー
ルは約200のセルと二つのバイパスダイオードを含む。)。
注記2 “4セル”と“6セル”に見られる振動は,微小な点欠陥が生成されたときのPVモジュールの一つ
の反応である。この現象もセル技術に依存する。
図7−異なるセルを全遮光したバイパスダイオード付きのPVモジュールのI-V特性
4.9.5.3.4
PVモジュールがアクセス不可能なセル回路と内部逆バイアス保護を備えているケースSP
直並列タイプのPVモジュール(ケースSP)が,アクセス不可能な内部回路と,内部バイパスダイオー
ド又は取り外すことのできない同等の逆バイアス保護手段を備えている場合は,次の方法を用いて遮光す
るセルを選択し,最悪の遮光状態を決定する。
a) 非遮光PVモジュールを放射源に暴露する。そのとき,PVモジュール表面に対する全放射照度を800
W/m2〜1 000 W/m2とする。これは,次のように実行できる。
− パルス光ソーラシミュレータ。この場合,PVモジュール温度が室温(25±5) ℃に近くなる。
− 定常光ソーラシミュレータ。この場合,測定前のPVモジュール温度を±5 ℃の範囲内で安定させ
なければならない。
− 自然太陽光。この場合,測定前のPVモジュール温度を±5 ℃の範囲内で安定させなければならな
い。
温度を安定化した後,PVモジュールのI-V特性を測定し,最大出力動作電流IMP1と最大出力Pmax1
を決定する。
b) 各セルを順次完全に遮光してそのI-V特性を測定し,図7のような一連の曲線を作成する。
ケースSPでは,全面照射されているパラレルサブセクションのI-V特性曲線に変形したPVモジュ
ールのI-V曲線が加わるため,変形はVocからは開始しない。
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c) シャント抵抗が最も低いセル,すなわち,漏れ電流が最も高いエッジに隣接するセルを選択する。
d) [c)のセルに加えて]シャント抵抗が最も低いセル,すなわち,漏れ電流が最も高いセルを二つ選択
する。
e) 最も高いシャント抵抗をもつセルを選択する。
f)
選択された各セルについて,次のいずれかの方法によって,最悪の遮光状態を決定する。
− 図8に示すような異なるレベルで遮光された各試験セルについて一連のI-V曲線をとる。遮光され
たセル(バイパスダイオードがオンになるポイント)に電流が流れるとき発生し,図5の曲線c)と
同様に,a)で決定したIMP1と一致する,最悪の遮光状態を決定する。
− PVモジュールを定常光ソーラシミュレータの放射源に暴露する。そのとき,PVモジュール表面に
対する全放射照度を800 W/m2〜1 000 W/m2とする。選択された各試験セルを順次に100 %遮光し,
赤外線カメラを用いてセル温度を測定する。遮光を10 %減らす。温度が下がる場合は,100 %遮光
が最悪の状態を引き起こすことになる。温度が上昇するか又は同じ温度を維持する場合は,温度が
下がるまで遮光を10 %ずつ減らす。温度が下がった場合は,一つ前の遮光レベルを最悪ケースの遮
光として採用する。
g) c)で選択したセルを選択する。100 %遮光されたら,赤外線カメラを用いてセル上の最も高温のスポッ
トを決定する。f)で決定された最悪の状態にセルを遮光する。PVモジュールを短絡させる。可能なら
ば,この最も高温のスポットが照射エリア内にあることを確認する。
h) PVモジュールを再度(1 000±100) W/m2に暴露する。この試験は,PVモジュール温度を(50±10) ℃の
範囲にして行わなければならない。
i)
1時間の合計暴露期間中,この状態を維持する。
j)
期間の最後に,赤外線カメラなど適切な温度検出装置を用いて,最も温度の高いエリアを決定する。
k) 手順d)で選択された他の二つのセルについて,手順f)〜j)を繰り返す。
l)
e)で選択されたセルを選択する。f)で決定された最悪の状態にセルを遮光する。PVモジュールを短絡
させる。
m) PVモジュールを再度(1 000±100) W/m2に暴露する。この試験は,PVモジュール温度を(50±10) ℃の
範囲にして行わなければならない。
n) この状態を1時間維持し,遮光セルの温度を監視する。遮光されたセルの温度が1時間後も依然とし
て上昇している場合は,合計5時間まで暴露を継続する。
o) 期間の最後に,赤外線カメラなど適切な温度検出装置を用いて遮光セルの最も温度の高いエリアを決
定する。
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遮光なし
各セルを10 %遮光
各セルを25 %遮光
各セルを50 %遮光
各セルを80 %遮光
各セルを95 %遮光
各セルを100 %遮光
電圧(V)
図8−試験セルを異なるレベルで遮光したバイパスダイオード付きPVモジュールのI-V特性
4.9.5.3.5
PVモジュールがアクセス不可能なセル回路を備え,逆バイアス保護は備えていないケースSP
直並列タイプのPVモジュール(ケースSP)が,アクセス不可能な内部回路を備えているが,内部バイ
パスダイオードも同等の逆バイアス保護手段も備えていない場合は,次の方法を用いて遮光するセルを選
択し,最悪の遮光状態を決定する。
手順a)〜i)の最善の結果を得るには,定常光ソーラシミュレータ又は自然太陽光ではなく,パルス光ソ
ーラシミュレータ又は非連続照射光を使用する。遮光エリアの大きさと位置を決定する場合は,非連続光
源を用いて,手順j),k),l)での更に長い暴露の前にPVモジュールが損傷する可能性を最小化する。
a) パルス光ソーラシミュレータ又は非連続光ソーラシミュレータを使用する。この場合は,PVモジュ
ール温度が室温(25±5) ℃に近くなり,非遮光PVモジュールの表面を全放射照度800 W/m2〜1 000
W/m2に暴露する。任意選択として,定常光ソーラシミュレータ又は自然太陽光を使用することができ
る。この場合は,測定前のPVモジュール温度を±5 ℃の範囲内で安定させなければならない。
b) 温度を安定化した後,PVモジュールのI-V特性を測定し,最大出力動作電流の範囲(Imin<I<Imax)
をP>0.99・Pmax1の条件で決定する。
c) 次に,適用する最大出力動作電流の範囲I (*)を,次の式に従って算出する。
Imin/P+Isc・(P−1)/P<I (*)<Imax/P+Isc・(P−1)/P
ここに,
P: PVモジュールの並列ストリング数
d) PVモジュールを短絡させ,短絡電流を監視する。
e) PVモジュールの一つのストリングの一端から開始し,不透明なカバーを用いて一つのセルを全遮光
する。カバーをセルに対して平行に移動し,短絡電流が非遮光PVモジュールの最大出力動作電流の
範囲I (*)内に入るまで,遮光PVモジュールエリア(遮光セル数)を増やす。この状態で,最大出力
は選択したセル群において消費する。
f)
不透明カバーを実験で判明したサイズにカットする。
g) PVモジュールを横切るように不透明カバーをゆっくり移動させ,短絡電流を監視する。ある位置で
短絡電流が非遮光PVモジュールの最大電流範囲I (*)から外れる場合は,カバーを1セル分ずつカッ
トして,最大電流状態を復活させる。このプロセスの間,放射照度の変化が±2 %を超えてはならな
い。
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h) PVモジュールのI-V特性を再測定し,最大出力Pmax2を決定する。
i)
候補モジュールエリアにカバーを付け,短絡させる。
j)
PVモジュールを定常状態の放射源に暴露する。そのとき,PVモジュール表面に対する全放射照度を
(1 000±100) W/m2とする。これは,次のように実行できる。
− 定常光ソーラシミュレータ。この場合は,測定前のPVモジュール温度を±5 ℃の範囲内で安定さ
せなければならない。
− 自然太陽光。この場合は,測定前のPVモジュール温度を±5 ℃の範囲内で安定させなければなら
ない。
この試験は,PVモジュール温度を(50±10) ℃の範囲にして行わなければならない。
k) Isc値を監視し,Iscが手順c)で判明した範囲I (*)内になるように維持して,PVモジュールを最大出力
消費状態に保つ。必要ならば,遮光を再調整してIscをこの範囲I (*)内に維持する。
l)
1時間の合計暴露期間中,この状態を維持する。
m) 耐久試験の最後に,赤外線カメラなど適切な温度検出装置を用いて,遮光セルの最も温度の高いエリ
アを決定する。
4.9.5.3.6
ケースPS
ケースPSにおける要求は,次による。
a) PVモジュール表面に対する全放射照度800 W/m2〜1 000 W/m2で,非遮光PVモジュールを光源に暴
露する。これは,次のように実行できる。
− パルス光ソーラシミュレータ。この場合,PVモジュール温度が室温(25±5) ℃に近くなる。
− 定常光ソーラシミュレータ。この場合,測定前のPVモジュール温度を±5 ℃の範囲内で安定させ
なければならない。
− 自然太陽光。この場合,測定前のPVモジュール温度を±5 ℃の範囲内で安定させなければならな
い。
温度を安定化した後,PVモジュールのI-V特性を測定し,最大出力Pmax1を決定する。
b) PVモジュール表面に対する全放射照度(1 000±100) W/m2で,PVモジュールを定常状態の放射源に暴
露する。
c) PVモジュールを短絡させ,PVモジュール内の並列ブロックの最低10 %をランダムに選んで,熱画像
化機器又は他の適切な手段によって最大温度になるまで,ブロックの遮光エリアを拡大する。
d) 非遮光PVモジュールのI-V特性を再測定し,最大出力Pmax2を決定する。
e) 手順c)で判明した遮光を適用し,1時間の全暴露期間中,この状態を維持する。
耐久試験の最後に,赤外線カメラなど適切な温度検出装置を用いて,遮光セルの最も温度の高いエリア
を決定する。
4.9.6
最終測定
MQT 01,MQT 02,MQT 03及びMQT 15の試験を繰り返す。
4.9.7
要求事項
要求事項は,次による。
a) JIS C 61215-1に規定されている著しい目視欠陥の形跡があってはならない。特に,はんだの溶融,エ
ンクロージャの隙間,剝離及びスポット焼けは許容されない。著しい目視欠陥として特定されない深
刻な損傷の形跡がある場合は,同じPVモジュール内のセルを追加して試験を2回繰り返す。これら
二つのセルのいずれの周辺にも目に見える損傷がない場合,そのPVモジュールは,ホットスポット
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C 61215-2:2020
試験に合格となる。
b) PVモジュールが光起電力デバイスとして機能している電気的特性を示すことを検証する。MQT 02は,
出力損失に対する合否要件(ゲート)ではない。
c) 絶縁抵抗は,初期測定の場合と同じ要求事項を満足しなければならない。
d) 湿潤漏れ電流は,初期測定の場合と同じ要求事項を満足しなければならない。
e) 最悪の遮光を決定するプロセスに起因するいかなる損傷も試験報告書に記載しなければならない。
4.10 紫外線前処理試験(MQT 10)
4.10.1 目的
温度サイクル試験及び結露凍結試験前に紫外線(UV)照射によってPVモジュールを前処理し,UV劣
化が疑われる材料及び接着剤を特定する。
4.10.2 試験装置
試験装置は,次による。
a) 紫外線導入窓又は紫外線源の固定具を備え,温度コントロールができる試験槽。試験槽は,PVモジ
ュール温度を(60±5) ℃に維持できなければならない。
b) 確度±2.0 ℃及び測定精度±0.5 ℃で,PVモジュール温度を監視するための手段。温度センサをPV
モジュールの表面又は裏面中央付近に取り付け,PVモジュール内のアクティブセルに対するUV光の
いかなる入射も妨げないようにしなければならない。PVモジュールを同時に複数試験する場合は,
代表する1台の供試体の温度を監視することで十分である。
c) UV光源によって生成するUV光のPVモジュールの試験面上での放射照度を測定できる装置。波長域
280 nm〜320 nm及び320 nm〜400 nmの範囲で,不確かさが±15 %より良好なもの。
d) PVモジュールの試験面において±15 %の放射照度の場所むらでUV照射のできるUV光源。波長280
nm未満の照射がほとんどなく,4.10.3で規定する異なるスペクトル領域において必要な放射照度を生
成できるもの。
e) 可視領域のスペクトル成分が無視できる光源に対しては,PVモジュールを短絡させる。又は,PVモ
ジュールを最大出力点の付近で動作するように設定された負荷に接続することもできる。PVモジュ
ールがSTC測定出力の20 %以上の出力を示すようなかなりの量の可視スペクトル成分を放射する光
源に対しては,後者を推奨する。
4.10.3 手順
手順は,次による。
a) 校正された放射計を用いて,PVモジュール試験面における放射照度を測定する。そのとき,波長範
囲280 nm〜400 nmに対する放射照度が250 W/m2(すなわち,自然太陽光の5倍のレベル)を超えず,
試験面上での照度の場所むらが±15 %となる状態を確認する。
b) 4.10.2 e)の記載に従い,PVモジュールを短絡させるか,PVモジュールに負荷抵抗を取り付ける。そ
のPVモジュールを,試験面のa)で選択された位置に,UV照射光に対して垂直に取り付ける。PVモ
ジュール温度センサが(60±5) ℃を示すことを確認する。
c) PVモジュール(群)の表面を,波長域280 nm〜400 nmの全UV放射量15 kWh/m2以上,波長域280 nm
〜320 nmではその3 %以上10 %未満の照射量とする。そのとき,PVモジュール温度を規定の範囲に
維持する。
4.10.4 最終測定
MQT 01及びMQT 15の試験を繰り返す。
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C 61215-2:2020
4.10.5 要求事項
要求事項は,次による。
a) JIS C 61215-1に規定されているような,著しい目視欠陥の形跡があってはならない。
b) 湿潤漏れ電流は,初期測定の場合と同じ要求事項を満足しなければならない。
4.11 温度サイクル試験(MQT 11)
4.11.1 目的
温度変化の繰返しによって生じる熱的ミスマッチ,疲労,その他のストレスに対するPVモジュールの
耐久力を決定する。
4.11.2 試験装置
試験装置は,次による。
a) 1台又は複数のPVモジュールに図9の温度サイクルを適用できる,自動調温式で,内部空気を循環
する手段と試験中のPVモジュール上の結露を最小化する手段とを備えた試験槽。
b) 周囲空気が自由に循環できるようにPVモジュール(単数又は複数)を室内で取り付ける又は支持す
るための手段。この支持体は,PVモジュール(群)が熱的に隔離されるようにするため,熱伝導率
が低いものでなければならない。
c) 確度±2.0 ℃及び測定精度±0.5 ℃で,PVモジュール温度を測定及び記録するための測定機器。
d) 連続した電流を印加するための手段。電流値は,この規格の技術別サブパートに規定されている。
e) 試験中に各PVモジュールを流れる電流フローを監視するための手段。
印加電流
+85
+80
最小安定
時間10分
特定のサイクル数を
続ける
+25
最小安定
時間10分
最大100 ℃/h
−40
最大サイクル時間
1
2
3
4
5
6
7
8
時間(h)
図9−温度サイクル試験−温度及び印加電流のプロファイル
4.11.3 手順
手順は,次による。
a) 適切な温度センサをPVモジュールの表面又は裏面中央付近に取り付ける。同タイプの複数のPVモ
ジュールを同時に試験する場合は,代表する1台の供試体の温度を監視することで十分である。
b) PVモジュールを試験槽内に室温で設置する。
c) 温度監視機器を温度センサに接続する。各PVモジュールを適切な電源に接続する。PVモジュールの
正極を電源の正極へ接続し,負極も同様とする。温度サイクル試験中,−40 ℃〜80 ℃の昇温期間に
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C 61215-2:2020
流す連続した電流を4.11.2に規定する指定電流に設定する。降温期間中,−40 ℃の持続期間中及び温
度が80 ℃を超えている期間中は,連続電流をSTCにおける最大出力動作電流値の1.0 %以下に低減
し,導通を測定しなければならない。最低温度時に温度が速く上がりすぎる(100 ℃/hより速い)場
合は,温度が−20 ℃になるまで電流フローの開始を遅らせてよい。
d) 試験槽を閉め,図9のプロファイルに従い,PVモジュール(群)を,PVモジュール温度の測定値と
して(−40±2) ℃と(+85±2) ℃との間の温度サイクルにさらす。低温及び高温の極値間の温度変化率
は100 ℃/hを超えてはならず,PVモジュール温度は各極値で最低10分間安定していなければならな
い。PVモジュールの熱容量が大きいため,より長いサイクルを必要とする場合を除き,サイクル時
間は6時間を超えてはならない。サイクル数は,JIS C 61215-1の図1における関連シーケンスに規定
するとおりとする。PVモジュール周りの空気循環は,各PVモジュールが確実に温度サイクルプロフ
ァイルに従って試験されるようなものでなければならない。
e) 試験期間を通して,PVモジュール温度を記録し,PVモジュール(群)を流れる電流フローを監視す
る。
注記 並列回路を伴うPVモジュールでは,一つの分岐内に開回路があると電圧の不連続は起こるが,
電流がゼロになることはない。
4.11.4 最終測定
開放条件下,温度(23±5) ℃,相対湿度75 %以下での1時間の最小回復時間の後,MQT 01及びMQT 15
の試験を繰り返す。
4.11.5 要求事項
要求事項は,次による。
a) 試験期間中に電流フローの中断があってはならない。並列回路を伴うPVモジュールの場合,電流フ
ローの不連続は,いずれかの並列回路内に電流フローの中断があることを示す。
b) JIS C 61215-1に規定されている著しい目視欠陥の形跡があってはならない。
c) 湿潤漏れ電流は,初期測定の場合と同じ要求事項を満足しなければならない。
4.12 結露凍結試験(MQT 12)
4.12.1 目的
高温高湿後の氷点下温度に対するPVモジュールの耐久力を決定する。これは,熱衝撃試験ではない。
4.12.2 試験装置
試験装置は,次による。
a) 複数のPVモジュールに図10で指定する結露凍結サイクルを適用できる,自動調温調湿式の試験槽。
b) 周囲の空気が自由に循環できるようにPVモジュール(単数又は複数)を室内で取り付ける又は支持
するための手段。この支持体は,PVモジュール(群)が熱的に隔離されるようにするため熱伝導率
が低いものでなければならない。
c) 確度±2.0 ℃及び測定精度±0.5 ℃で,PVモジュール温度を測定及び記録するための測定機器。
d) 試験期間を通して,各PVモジュールの内部回路の導通を監視するための手段。
4.12.3 手順
手順は,次による。
a) 適切な温度センサをPVモジュールの表面又は裏面中央付近に取り付ける。同タイプの複数のPVモ
ジュールを同時に試験する場合は,代表する1台の供試体の温度を監視することで十分である。
b) PVモジュールを試験槽内に室温で設置する。
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C 61215-2:2020
c) 温度監視機器を温度センサに接続する。各PVモジュールを適切な電源に接続する。PVモジュールの
正極を電源の正極へ接続し,負極も同様とする。結露凍結試験中,連続する電流フローをSTCにおけ
る最大出力動作電流値の0.5 %未満に設定する。
d) 試験槽を閉めた後,図10のプロファイルに従い,JIS C 61215-1の図1のシーケンスCに規定されて
いるサイクル数をPVモジュール(群)に適用する。最大及び最小温度は,指定レベルの±2 ℃の範
囲内に入っていなければならない。相対湿度は,温度の最大値が85 ℃の場合,指定レベルの±5 %の
範囲内に維持されなければならない。PVモジュール周りの空気循環は,各PVモジュールが確実に温
度サイクルプロファイルに従って試験されるようなものでなければならない。
e) 試験期間を通して,PVモジュール温度を記録し,PVモジュールの電流と電圧とを監視する。
4.12.4 最終測定
開放条件下,温度(23±5) ℃,相対湿度75 %以下での2〜4時間の回復時間の後,MQT 01及びMQT 15
の試験を繰り返す。
4.12.5 要求事項
要求事項は,次による。
a) 試験期間中に電流フローの中断又は電圧の不連続はあってはならない。並列回路を伴うPVモジュー
ルの場合,電流フローの不連続は,いずれかの並列回路内に電流フローの中断があることを示す。
b) JIS C 61215-1に規定されている著しい目視欠陥の形跡があってはならない。
c) 湿潤漏れ電流は,初期測定の場合と同じ要求事項を満足しなければならない。
1回の全サイクル
湿度管理なし
最小持続時間20時間
最大時間4時間
最大100 ℃/h
規定のサイクル数を継続
最大200 ℃/h
最小持続時間30分
時間(h)
図10−結露凍結サイクル−温度及び湿度のプロファイル
4.13 高温高湿試験(MQT 13)
4.13.1 目的
長期にわたる湿度の浸透効果に対するPVモジュールの耐久力を決定する。
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C 61215-2:2020
4.13.2 手順
JIS C 60068-2-78に従い,次の条件で試験を行わなければならない。
試験レベル:
次の試験レベルを適用する。
試験温度: (85±2) ℃
相対湿度: (85±5) %
480
時間
試験時間: (1 000
+)
4.13.3 最終測定
開放条件下,温度(23±5) ℃,相対湿度75 %での2〜4時間の回復時間の後,MQT 01及びMQT 15の試
験を繰り返す。
4.13.4 要求事項
要求事項は,次による。
a) JIS C 61215-1に規定されている著しい目視欠陥の形跡があってはならない。
b) 湿潤漏れ電流は,初期測定の場合と同じ要求事項を満足しなければならない。
4.14 端子強度試験(MQT 14)
4.14.1 目的
端子,端子の取付部,PVモジュール本体へのケーブルの取付部が,通常の組立て及び取扱い操作中に
受ける応力に対する耐久力を決定する。4.14.2の試験(MQT 14.1)及び4.14.3の試験(MQT 14.2)は,JIS
C 61215-1の試験フローに規定するように,シーケンスCでMQT 12の後に行わなければならない。
4.14.2 取付面上における端子箱の保持(MQT 14.1)
4.14.2.1 試験装置
試験対象物の中心に40 Nの力を加えるための手段。端子箱にトルクがかかるのを防ぐ。
端子箱に力を加える手段を取り付けることによって,端子箱の機能を損なってはならない。
4.14.2.2 手順
試験は,MQT 12が完了してから2〜4時間後に実施しなければならない。
40 Nの力を(10±1)秒間,徐々に印加する(JIS C 60068-2-21に従う)。そのとき,モジュール端に平行な
取付面と平行に90°ずつ各方向に力を印加する。
40 Nの力を,(10±1)秒間,取付面の垂直方向に徐々に印加する。
引張力は,端子箱の中心点に加えることが望ましい。
4.14.2.3 最終測定
MQT 01及びMQT 15の試験を繰り返す。
4.14.2.4 要求事項
試験中,端子箱の取付面に,絶縁特性を損なう変位があってはならない。
a) JIS C 61215-1に規定されている著しい目視欠陥の形跡があってはならない。
b) 湿潤漏れ電流は,初期測定の場合と同じ要求事項を満足しなければならない。
4.14.3 コード係留試験(MQT 14.2)
4.14.3.1 一般
JIS C 62790によって認証されている端子箱の場合は,この試験を省略できる。
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C 61215-2:2020
4.14.3.2 手順及び試験装置
4.14.3.2.1 製造業者が指定するケーブルの使用を想定した端子箱
製造業者が指定するケーブルの使用を想定した端子箱については,製造業者が提供するケーブルを使っ
て試験を行わなければならない。
a) 引張試験 ケーブルグランドに対するどのような変位も容易に検出できるように,負荷のかかってい
ないケーブルに印を付けなければならない。
ケーブルを1秒間引っ張り,それを50回繰り返す。急に強く引くことのないように,軸方向に,表
1に指定する適切な力で引く。図11参照。
引張試験の最後に,ケーブルにかかっている力を外す。次に,端子箱の出口でケーブルの変位を測
定する。
b) ねじり試験 引張試験後,供試体を試験装置に取り付け,ねじり試験を行う。図12参照。
ケーブルグランドに対するどのようなねじりも容易に検出できるように,負荷のかからないケーブ
ルに印を付けなければならない。その後,表2で指定するトルクを1分間印加する。
試験期間中,ケーブルグランド又は他のコード係留内のひねり又はねじりが45°を超えてはならな
い。ケーブルは,コード係留によって規定の位置に保持されなければならない。
表1−コード係留試験の引張力
絶縁付き(該当する場合)のケーブル径
引張力
4以下
試験マンドレルの最小シース厚
4を超え〜8以下
8を超え〜11以下
11を超え〜16以下
16を超え〜23以下
23を超え〜31以下
31を超え〜43以下
43を超え〜55以下
55超
注a) ケーブル径が4 mm以下の場合は,適切な非金属マンドレルを用いてよい。
表2−ねじり試験のための値
絶縁付き(該当する場合)のケーブル径
トルク
試験マンドレルの最小シース厚
4以下
4を超え〜8以下
8を超え〜11以下
11を超え〜16以下
16を超え〜23以下
23を超え〜31以下
31を超え〜43以下
43を超え〜55以下
55超
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a) JIS C 62790による典型的な製品用コード係留引張試験配置
b) PVモジュールに固定された端子箱に課す典型的なコード係留引張試験配置の概略
図11−コンポーネント試験のための代表的なコード係留引張試験装置
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C 61215-2:2020
図12−代表的なねじり試験装置
4.14.3.2.2 現地配線用の汎用ケーブルの使用を意図した端子箱
製造業者又は端子箱の供給者が指定するケーブルグランドの係留範囲の最小値に相当する表1に指定す
るシース厚をもつ試験マンドレルを供試体に取り付けなければならない。
ケーブルグランドに対するどのような変位も容易に検出できるように,負荷のかからない試験マンドレ
ルに印を付けなければならない。
試験マンドレルを1秒間引っ張り,それを50回繰り返す。急に強く引くことのないように,軸方向に,
表1に指定する適切な力で引く。図11参照。
引張試験の最後に,試験マンドレルにかかっている力を外す。次に,端子箱の出口でマンドレルの変位
を測定する。
別途指定がない限り,試験マンドレルは,ISO 868に規定されている70ショアD±10ポイントの硬さと
表1又は表2に規定する厚さをもつエラストマー性シースを備えた金属ロッドでなければならない。
完全な試験マンドレルは,マンドレル径が16 mm以下の場合の公差が±0.2 mm,マンドレル径が16 mm
を超える場合の公差が±0.3 mmでなければならない。
形状は円形か,又は製造業者若しくは端子箱の供給者によって指定するケーブルの外形寸法を模した輪
郭でなければならない。
引張試験後,供試体を試験装置に取り付け,ねじり試験を行う。図12参照。
ケーブルグランドに対するどのようなねじりも容易に検出できるように,負荷のかからないマンドレル
に印を付けなければならない。その後,表2で指定するトルクを1分間印加する。
試験期間中,ケーブルグランド又は他のコード係留内のひねり又はねじりが45°を超えてはならない。
マンドレルは,コード係留によって規定の位置に保持されなければならない。
ねじり試験は,製造業者又は供給者が指定するケーブルグランドの係留範囲の最大値に相当する試験マ
ンドレルを使用し,表2に指定する適切な最大ケーブル径に対するトルクで行われなければならない。
4.14.3.3 最終測定
MQT 01,MQT 03及びMQT 15の試験を繰り返す。
4.14.3.4 要求事項
要求事項は,次による。
a) JIS C 61215-1に規定されている著しい目視欠陥の形跡があってはならない。
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b) 絶縁試験は,初期測定の場合と同じ要求事項に適合しなければならない。
c) 湿潤漏れ電流は,初期測定の場合と同じ要求事項に適合しなければならない。
d) 端子箱の出口におけるケーブル変位は,2 mmを超えてはならない。
4.15 湿潤漏れ電流試験(MQT 15)
4.15.1 目的
湿った運転条件下でPVモジュールの絶縁性を評価する。また,雨,霧,露又は溶けた雪による湿気に
よって腐食,地絡故障又は安全性欠陥を起こしかねないPVモジュール回路の充電部に湿気が侵入しない
ことを検証する。
4.15.2 試験装置
試験装置は,次による。
a) PVモジュールをフレームごと溶液中に平たんかつ水平に置くのに十分なサイズをもつ浅いタンクな
どの容器。この容器は,供試体の表面を浸すのに十分な量の水又は湿潤剤溶液が入るもので,かつ,
次の要求事項を満たさなければならない。
− 抵抗率 3 500 Ω・cm以下
− 溶液温度 (22±2) ℃
溶液は,液体への浸せきが想定されていない端子箱の入口を除いて,全ての表面が水没するのに十
分な深さにしなければならない。
b) 端子箱全体が水没しないように設計されている場合は,同じ溶液を入れた散布装置。
c) 500 V又はPVモジュールの最大システム定格電圧のいずれか大きい方の電圧を供給できる,電流制限
付きの直流電圧源。
d) 絶縁抵抗を測定するための装置。
4.15.3 手順
全ての接続は,推奨する屋外配線を代表するようなものでなければならない。さらに,PVモジュール
に取り付けられている器具の配線から漏れ電流が生じない状態を確保するための予防策を講じなければな
らない。
a) 液体への浸せきが想定されていない端子箱の入口を除いて,全ての表面が没するのに十分な深さまで,
PVモジュールを沈める。ケーブルの入口が浸せきしていない場合は,入口に溶液を十分散布しなけ
ればならない。PVモジュールにはめ合わせコネクタが付いている場合は,試験の間コネクタに溶液
を散布することが望ましい。
b) PVモジュールの短絡させた出力端子を試験装置の正極に接続する。試験溶液を,適切な金属導体を
用いて試験装置の負極に接続する。
PVモジュール技術によっては,PVモジュールをフレームに対して正電圧に維持したとき,静的分
極が生じやすい場合がある。この場合は,試験装置の接続を正負逆にする。該当する場合,静的分極
への敏感性に関する情報が製造業者によって提供されていなければならない。
c) 試験装置によって印加する電圧を,500 V/sを超えない速度で,500 V又はPVモジュールの最大シス
テム電圧のうち高い方まで上げ,そのレベルに2分間維持する。その後,絶縁抵抗を測定する。
d) 印加電圧をゼロにまで下げ,試験装置の端子間を短絡させて,PVモジュール内に蓄積した電圧を放
出する。
e) 試験を継続する前に,使用した溶液をPVモジュールから確実に洗い流す。
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4.15.4 要求事項
要求事項は,次による。
− 面積が0.1 m2未満のPVモジュールの場合,絶縁抵抗は400 MΩ未満であってはならない。
− 面積が0.1 m2以上のPVモジュールの場合,測定した絶縁抵抗とPVモジュール面積との積が40 MΩ・
m2未満であってはならない。
4.16 機械的静荷重試験(MQT 16)
4.16.1 目的
小静荷重に対するPVモジュールの耐久力を決定する。設置方法及び気候によっては,付加的な要求事
項を適用してもよい。
MQT 16は,最小試験荷重を検証する。例えば,ある構造に対する破壊試験によって,最小可能設計荷
重を決定することはこの規格の目的には含まれない。要求する最小設計荷重は,構造,適用する規格,設
置場所及び/又は気候に依存し,より高いサンプリングレート及び他の安全係数γmが必要となる可能性が
ある。
MQT 16は,製造業者が定義する設計荷重を検証する。試験荷重は,次のように定義する。
試験荷重=γm・設計荷重
ここで,γmは,1.5以上。この規格で要求する最小設計荷重は1 600 Paであるため,その結果,最小試
験荷重は2 400 Paである。
製造業者は,特定の用途によっては,更に高い設計荷重を正方向(下方向)及び負方向(上方向)に指
定してよく,また,より高いγmを指定してもよい。設計荷重及びγmは,各取付方法に対し製造業者の文
書で指定する。
例 製造業者が次のように設計荷重を指定する:正方向3 600 Pa,負方向2 400 Pa,γm=1.5
試験シーケンスは,正方向に5 400 Pa,負方向に3 600 Paの荷重によって,3回行われる。
MQT 16の試験をする各PVモジュールは,JIS C 61215-1のシーケンスEに従って,前処理されたもの
でなければならない。
注記 不均等な雪による荷重は,この試験の対象範囲とならない。この類いの荷重に対する規格は開
発中である(IEC 62938)。
4.16.2 試験装置
試験装置は,次による。
a) PVモジュールの前面を上又は下にして取り付けられる固定された試験台。試験台は,製造業者が指
示した取付方法の制約内で,荷重を加えている間,PVモジュールが自由に変形できるものでなけれ
ばならない。
b) 試験中の各PVモジュールの電気的導通を監視するための装置。
c) 荷重を徐々に均一な方法で印加するための適切なおもり又は圧力手段。
d) 試験を(25±5) ℃で実施できる環境条件。
注記 接着剤の多くは温度が上がると性能が落ちるため,室温での試験は,最良条件での試験と考え
られる。
4.16.3 手順
手順は,次による。
a) 試験中の内部回路の電気的導通を連続して監視できる装備をPVモジュールに施す。
b) PVモジュールを,固定された構造物上に,製造業者によって指示された取付方法(クリップ,クラ
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C 61215-2:2020
ンプ又はあらゆるタイプのファスナ)と下に敷いた支持レールを使って取り付ける。様々な可能性が
ある場合は,各取付方法を個別に評価する必要がある。全ての取付方法について,固定点間の距離が
最悪の状態,通常,最も距離が大きい状態になるようにPVモジュールを取り付ける。PVモジュール
は,MQT 13の試験後に荷重を印加するまで,最低2時間かけて平衡状態にする。
c) 前面に試験荷重を徐々に,かつ,均一に印加する。荷重の均一性は,試験荷重を基準にしてPVモジ
ュール全体で±5 %より良好でなければならない。この荷重を1時間維持する。
注記 試験荷重は,面全体に作用する空気圧,又はおもりによって印加する場合がある。
d) 手順c)と同じ操作をPVモジュールの裏面に対して行うか,前面に揚圧荷重を加える。
e) 手順c)とd)とを合計3回繰り返す。
4.16.4 最終測定
MQT 01及びMQT 15の試験を繰り返す。
4.16.5 要求事項
要求事項は,次による。
a) 試験中に断続的に開放不良があってはならない。
b) JIS C 61215-1に規定されている著しい目視欠陥の形跡があってはならない。
c) 湿潤漏れ電流は,初期測定の場合と同じ要求事項に適合しなければならない。
4.17 降ひょう(雹)試験(MQT 17)
4.17.1 目的
PVモジュールがひょう(雹)の衝撃に耐え得ることを検証する。
4.17.2 試験装置
試験装置は,次による。
a) 規定の直径の氷球を作るための適切な型。最小氷球径は25 mmとする。ひょうが降りやすい地域につ
いては,表3に規定するような,より大きい氷球が必要になることもある。試験報告書には,降ひょ
う試験に使用した氷球の直径及び試験速度を記載することが望ましい。
b) (−10±5) ℃に制御可能な冷凍装置。
c) 氷球を(−4±2) ℃の温度で蓄えておく貯蔵庫。
d) PVモジュールを規定の位置で打撃するように,規定速度(±5 %)で氷球を発射することができる発
射装置。発射装置からPVモジュールまでの氷球の軌道は,試験要件を満足する限り,水平,垂直又
は任意の中間の角度であってもよい。
e) 発射した氷球の軌道に対して垂直に打撃面を配置できる,製造業者が指定する方法で供試体を支持す
るための架台。
f)
氷球の質量を±2 %の確度で計量するためのはかり。
g) 氷球の速度を±2 %の確度で測定するための装置。この速度センサは,供試体の表面から1 m以内に
配置しなければならない。
一例として,図13に装置の概要を示す。装置は,水平に設置した空気圧式発射機,垂直のPVモジュー
ル取付架台,及び氷球が2本の光線間を通過するのに要する時間を電子的に測定する速度計からなる。こ
れは一例であって,パチンコ式,ばね駆動試験機など他のタイプの装置が実用化されている。
31
C 61215-2:2020
図13−降ひょう試験装置
表3−氷球の質量及び試験速度
直径
質量
試験速度
直径
質量
試験速度
4.17.3 手順
手順は,次による
a) 型と冷凍装置とを用いて,発射装置の予備調整用の氷球を含む規定サイズの十分な数の氷球を作製す
る。
b) 各氷球についてひび割れの有無,サイズ,質量を調べる。次の基準に適合する氷球を使用可能とする。
− 肉眼で見てひび割れがないこと
− 直径が規定値の±5 %以内であること
− 質量が表3に示す該当する公称値の±5 %以内であること
c) 氷球を貯蔵庫に入れ,少なくとも1時間放置する。
d) 発射装置の氷球と接触する可能性のある全ての表面が室温付近の温度に保たれるようにする。
e) 次の手順g)に従って模擬ターゲットに対する試射を数回行い,規定位置の速度センサで測定した氷球
の速度が表3の該当する試験速度の±5 %以内になるまで,発射装置の調整を行う。
f)
衝突面が氷球軌道に垂直になるように,室温のPVモジュールを規定の支持体に取り付ける。
g) 貯蔵庫から氷球を1個取り出し,発射装置に入れる。表4に指定する衝突部位に向けて発射する。貯
蔵庫から氷球を取り出してからPVモジュールに衝突させるまでの時間は,60秒を超えてはならない。
h) PVモジュールの衝突部位を調べて損傷していないか確認し,氷球衝突の痕跡があればそれを記録す
る。衝突位置の誤差は,指定部位から10 mmまでは許容する。
i)
PVモジュールの損傷が確認されない場合は,表4及び図14に示す他の全ての衝突部位について,手
32
C 61215-2:2020
順g)及びh)を繰り返す。
表4−衝突部位
ショットNo.
部位
モジュールエッジから氷球の半径以内のモジュールウィンドウの角。
モジュールエッジから氷球の半径に等しい距離以内に位置するモジュールのエッジ。
相互接続箇所(すなわち,セル接続箇所及びバスリボン)付近の回路の上。
回路(例えば,個々のセル)のエッジの上。
モジュールが支持構造に取り付けられているポイントの一つから氷球の半径に等しい
距離以内に位置するモジュールウィンドウ上の箇所。
モジュールウィンドウ上の,上で選択されたポイントから最も遠いポイント。
端子箱の上のようにひょうの衝突の影響を特に受けやすいと推定する全てのポイント。
4.17.4 最終測定
MQT 01及びMQT 15の試験を繰り返す。
4.17.5 要求事項
要求事項は,次による。
a) JIS C 61215-1に規定されている著しい目視欠陥の形跡があってはならない。
b) 湿潤漏れ電流は,初期測定の場合と同じ要求事項に適合しなければならない。
33
C 61215-2:2020
a) ウェーハ及びセル技術の場合
b) モノリシック薄膜技術の場合
図14−降ひょう試験における衝突部位
4.18 バイパスダイオード試験(MQT 18)
4.18.1 バイパスダイオード温度試験(MQT 18.1)
4.18.1.1 目的
PVモジュールのホットスポット作用を保護するために使用するバイパスダイオードの熱設計の妥当性
及び比較的長期の信頼性を評価する。
試験は,連続動作下でのダイオードの温度特性及びその最大接合温度Tjを決定することを意図している。
ダイオードが接触不可能な場合は,この試験のために特別な供試体を用意してもよい。その特別な供試
体は,ダイオードの熱環境が標準的生産モジュールの場合と同じになるように作製しなければならず,動
作可能なPVモジュールでなくてもよい。特別な供試体を使用する場合も,試験は通常の手順で行わなけ
ればならない。この特別な供試体は,4.18.1.3のc)〜m)に従ってダイオードの温度を測定する目的にだけ
34
C 61215-2:2020
使用する。完全に機能するPVモジュールにSTC短絡電流の1.25倍の電流を印加し,次にこのPVモジュ
ールを用いて4.18.1.4の最終測定を行わなければならない。
4.18.1.2 試験装置
試験装置は,次による。
a) PVモジュールを(90±5) ℃の温度に加熱する手段。
b) 確度±2.0 ℃及び測定精度±0.5 ℃でPVモジュール温度を監視する手段。
c) 確度2 %でバイパスダイオードの接合電圧を測定する手段。
d) 供試体にSTCにおける短絡電流の1.25倍に等しい電流を1 msを超えないパルス幅で印加するための
手段,及び試験全体を通じてPVモジュールに流れる電流を測定する手段。
4.18.1.3 手順
手順は,次による。
a) PVモジュールに組み込まれたブロッキングダイオードを電気的に短絡させる。
b) ラベル又は取扱説明書に基づき,PVモジュールのSTCにおける定格短絡電流を確認する。
c) 図15に示すようにダイオードの両側の端子におけるVD及びIDの測定のためのリード線を接続する。
ダイオードがポッティングされている場合のリード線の接続は,PVモジュールの納品前にPVモジュー
ル製造業者によって行われていなければならない。
リード線によって,試験結果の誤解釈につながる端子箱からの熱放散が起こらないように注意しなけれ
ばならない。
図15−バイパスダイオード温度試験
d) PVモジュールと端子箱を(30±2) ℃まで加熱する。
e) PVモジュールのSTCにおける短絡電流に等しいパルス電流(パルス幅1 ms)を印加し,ダイオード
の順方向電圧VD1を測定する。
f)
同じ手順によって,(50±2) ℃でVD2を測定する。
g) 同じ手順によって,(70±2) ℃でVD3を測定する。
h) 同じ手順によって,(90±2) ℃でVD4を測定する。
i)
次に,VD1,VD2,VD3及びVD4から最小二乗近似曲線によってVD-TJ特性を求める。
35
C 61215-2:2020
手順d)からi)までにおいて,Tjは端子箱の周囲温度とみなす。
j)
PVモジュールを(75±5) ℃に加熱する。STCで測定したときのPVモジュールの短絡電流±2 %に等
しい電流をPVモジュールに印加する。1時間後,各ダイオードの順方向電圧を測定する。
ダイオードの動作温度を低減するために特別に設計されたヒートシンクをPVモジュールが備えて
いる場合は,75 ℃ではなく,1 000 W/m2,周囲温度(43±3) ℃,無風という条件下でヒートシンクが
到達する温度でこの試験を行ってもよい。
k) i)で求めたVD-TJ特性を用いて,j)の試験における周囲温度75 ℃,IDがIscのときのVDからダイオード
の最大接合温度TJを求める。
l)
PVモジュール温度を(75±5) ℃に維持しながら,印加電流をSTCで測定したときのPVモジュールの
短絡電流の1.25倍まで増加させる。
m) この電流を1時間維持する。
4.18.1.4 最終測定
MQT 01,MQT 15及びMQT 18.2の試験を繰り返す。
4.18.1.5 要求事項
要求事項は,次による。
a) 4.18.1.3 k)で求めたダイオードの最大接合温度Tjは,ダイオード製造業者による連続動作時の最大定
格接合温度を上回ってはならない。
b) JIS C 61215-1に規定されている著しい目視欠陥の形跡があってはならない。
c) 湿潤漏れ電流は,初期測定の場合と同じ要求事項に適合しなければならない。
d) ダイオードは,MQT 18.2の試験での確認によってダイオードとして機能していなければならない。
4.18.2 バイパスダイオード機能試験(MQT 18.2)
4.18.2.1 目的
供試体のバイパスダイオード(単数又は複数)が,MQT 09及びMQT 18.1の終了後も機能を維持してい
ることを確認する。バイパスダイオードを備えていないPVモジュールの場合は,この試験を省略しても
よい。
4.18.2.2 試験装置
1秒以内にI-V特性曲線を測定するための手段。例えば,電圧測定及び電流測定の確度が少なくとも読
みの1 %であるI-Vカーブトレーサ。
4.18.2.3 手順
4.18.2.3.1 一般
この試験は,次の二つの方法のいずれかに従って行うことができる。
4.18.2.3.2 方法A
この手順は,周囲温度(25±10) ℃で行う。試験中,供試体に光照射してはならない。
a) 供試体に組み込まれたブロッキングダイオードを電気的に短絡させる。
PVモジュールの中には,バイパスダイオード回路がオーバラップしているものもある。この場合は,
全ての電流を単一のバイパスダイオードに流すためのジャンパ線の取付けが必要になることがある。
b) 供試体の銘板でSTCにおける定格短絡電流を確認する。
c) DC電源の正極出力を供試体の負極に接続し,DC電源の負極出力を供試体の正極に接続する。この構
成で,電流は太陽電池セルを逆方向に流れ,バイパスダイオードを順方向に流れる。
d) 0 Aから1.25×Iscまでへの電流掃引を行い,電圧を記録する。
36
C 61215-2:2020
4.18.2.3.3 方法B
最大出力の決定(MQT 02)と並行して,ダイオードを“オンにする”ために相互接続回路のストリング
の複数部分を完全遮光した状態で,PVモジュールのI-V特性曲線の測定を続けて行うことができる。
4.18.2.4 要求事項
4.18.2.4.1 方法A
ダイオード(単数又は複数)の順方向電圧(VFM)の測定値:
VFM=(N・VFMrated)±10 %
ここに,
N: バイパスダイオードの数
VFMrated: 25 ℃に対応するダイオードデータシート記載のダイオード
順方向電圧
4.18.2.4.2 方法B
I-V曲線に折れ曲がり特性が観測された場合,遮光ストリングに属するバイパスダイオードは適正に働
いていると判定する。
例 60セルでそれぞれ一つのダイオードで保護された三つのストリングを備える結晶シリコンPVモ
ジュールは,一つのストリングにおけるセルが遮光すると,出力がおよそ2/3に低下する。
4.19 安定化(MQT 19)
4.19.1 一般
全てのPVモジュールを電気的に安定化する必要がある。この目的のため,全てのPVモジュールに規
定された手順を適用した後,出力を測定する。PVモジュールが電気的に安定した出力レベルに達したと
評価するまで,この手順及び出力測定を繰り返す。安定化のために光を使用する場合は,自然太陽光より
もソーラシミュレータを使用する方が望ましい。
4.19.2 安定化の基準
PVモジュールが電気的に安定した出力に達したかどうかを評価する基準として,次の式を適用する。
(Pmax−Pmin)/Paverage<x
ここで,xは,この規格の技術別サブパートに規定されている。また,Pmax,Pmin及びPaverageは,MQT 02
を用いて繰り返す一連の安定化手順,及び測定手順から得た連続する三つの出力測定値P1,P2及びP3の
最大値,最小値及び平均値として定義する。MQT 06の手順によって,STCにおける最大出力を決定する。
4.19.3 光照射安定化法
4.19.3.1 屋内での安定化のための装置
安定化装置の要求は,次による。
a) JIS C 8904-9に適合するクラスC-C-C以上のソーラシミュレータ。
b) 放射照度の積算機能をもつ適切な基準デバイス。
c) 製造業者が推奨するとおりにPVモジュールを基準デバイスとの同一平面内に取り付ける手段。
d) 基準デバイスを用いて放射照度を800 W/m2〜1 000 W/m2の間に設定する。
e) 暴露中,PVモジュール温度は(50±10) ℃の範囲としなければならない。後続の安定化は,全て初期
温度±2 ℃の温度で行うことが望ましい。
f)
確度±2.0 ℃及び測定精度±0.5 ℃でPVモジュール温度を監視するための手段。温度センサは,PV
モジュール内の平均温度を得るための代表位置に取り付けなければならない。
g) PVモジュールが最大出力点付近で動作するように設定された負荷抵抗又は最大出力点追従装置
(MPPT)。
37
C 61215-2:2020
4.19.3.2 安定化のための屋外暴露に関する要求事項
屋外暴露に関する要求は,次による。
a) 放射照度の監視に使用する,インテグレータ付きの適切な基準デバイス。
b) 製造業者が推奨するとおりにPVモジュールを基準デバイスとの同一平面内に取り付ける手段。
c) 安定化を確認するのに必要な日射量を決定するには,500 W/m2以上の放射照度レベルだけをカウント
する。この規格の技術別サブパートの一部では温度範囲が決められている。
d) 確度±2.0 ℃及び測定精度±0.5 ℃でPVモジュール温度を監視するための手段。温度センサは,平均
PVモジュール温度を得るための代表位置に取り付けなければならない。
e) PVモジュールが自己の最大出力点の付近で動作するように設定された負荷抵抗,又は最大出力点追
従装置(MPPT)。
最大出力点追従装置,例えば,マイクロインバータの使用が望ましい。
4.19.3.3 手順
手順は,次による。
a) 将来の中間測定のため,±2 ℃以内で再現できる許容範囲内の任意のPVモジュール温度で最大出力
の決定(MQT 02)手順を用いて,各PVモジュールの出力を測定する。
b) PVモジュールに負荷を取り付け,基準デバイスがシミュレータの試験平面内に位置するように,製
造業者の推奨に従ってPVモジュールを取り付ける。
c) 放射照度レベル,積算照射量,温度,及びPVモジュールに使用した負荷抵抗を記録する。
d) PVモジュールの最大出力値が安定するまで,各PVモジュールを,この規格のMQT 19の技術別サブ
パートに規定されているように少なくとも2回の照射にさらす。安定化は4.19.2に規定されている。
e) MQT 02を用いて最大出力を測定する。MQT 02測定を含む光照射からMQT 06による最終的な最大出
力の決定までの時間の長さは,技術別サブパートに明記されている。
f)
MQT 02の中間測定は,ほぼ等しい積算照射量間隔で行われなければならない。この規格の技術別サ
ブパートに最小照射量が規定されている。全ての最大出力の中間測定は,±2 ℃以内で再現する任意
のPVモジュール温度で行われなければならない。
g) この安定性に達したときの積算照射量及び全てのパラメータを報告する。屋外暴露で負荷を使用した
場合は,負荷の種類を記載するとともに,温度プロファイル及び日射照度プロファイルを含める。
4.19.4 その他の安定化法
検証されたものであれば他の安定化法を用いてもよい。電流バイアス又は電圧バイアスは,光照射の場
合のように,太陽電池セルにおける同様の作用を導く可能性があることが知られている。係る代替安定化
法は,製造業者が提供しなければならない。
この細分箇条では,代替安定化法の検証方法を規定する。
この方法で検証されたものであれば,光照射の代わりに代替安定化法を用いてよい。検証は3台のPV
モジュールを用いて行われなければならない。検証は,初期安定化としてのシーケンスAにおいて行われ
なければならない。代替安定化法を検証するには,次の手順による。
a) 代替安定化法を実行する。
b) 技術別サブパートに明記されている最小時間の後,かつ,最大時間が経過する前に,MQT 06の測定
を行う。
c) 技術別サブパートの要求事項に従って光照射安定化法(4.19.3.1)を実行する。
d) 技術別サブパートに明記されている最小時間の後,かつ,最大時間が経過する前に,MQT 06の測定
38
C 61215-2:2020
を行う。
上記b)〜d)の2台のMQT 06測定値が,3台全ての供試体について2 %以内であれば,代替安定化法は
有効とみなす。1台のPVモジュールでも合格基準に適合しなかった場合,当該安定化法は有効とはみな
されない。
4.19.5 初期安定化(MQT 19.1)
初期安定化は,MQT 19に記載の手順及び要求事項に従って行う。4.19.2の要求事項が満たされれば,安
定化は達成されたことになる。
初期安定化は,JIS C 61215-1の7.2.1(定格ラベル値の確認→ゲートNo.1)の合格基準に示されている
製造ラベル表示値を検証するために行われる。
4.19.6 最終安定化(MQT 19.2)
最終安定化は,MQT 19に規定する手順及び要求事項に従って行う。4.19.2の要求事項が満たされれば,
安定化は達成されたことになる。
最終安定化は,JIS C 61215-1の7.2.2(型式認証試験中の最大出力劣化→ゲートNo.2)の合格基準に示
されている試験中のPVモジュールの劣化を確認するために行われる。
技術別サブパートに別段の規定がない限り,シーケンスA及びシーケンスC〜Eからの全てのPVモジ
ュールがMQT 19.2の試験を受けなければならない。
39
C 61215-2:2020
附属書JA
(参考)
JISと対応国際規格との対比表
JIS C 61215-2:2020 地上設置の太陽電池(PV)モジュール−設計適格性確認及
び型式認証−第2部:試験方法
(I)JISの規定
箇条番号
及び題名
3 用語及び
定義
内容
JIS C 8960を追加し
た。
国際
規格
番号
(III)国際規格の規定
(IV)JISと国際規格との技術的差異の箇条ご
との評価及びその内容
箇条
番号
内容
箇条ごと
の評価
追加
技術的差異の内容
太陽電池関連用語を補うことを目
的にJIS C 8960を追加した。
利便性を上げることを目的とし
たものであるため,技術的差異は
ない。
このJISを作成する段階におい
てIEC 61215-2 Ed.1の改訂審議
が行われ,NMOT関連項目の削
除について方針が固まった。その
ため,IEC 61215-2 Ed.1改訂前で
はあるが,今後の整合を考え,先
行してこの規格からも削除した。
同上
削除
NOMTを測定するよう規
定されている。
削除
NMOTに関わる試験であるため削
除した。
4.6.3 手順
NMOTの条件を削除し
た。
NMOTの条件下でも測定
するよう規定されている。
削除
同上
4.9.4 試験装
置
遮光用のカバーに関す
る要求を削除した。
削除
引張試験の最後に,ケ
ーブルにかかっている
力を外す。
遮光用のカバーの要求を
技術別のサブパートを参
照する形で規定していた。
技術別サブパートには遮光用カバ
ーに対する要求がなく,不適切で
あることから削除した。
原文では“mandrel”となっている
が,“cable”が正しいため修正し
た。
IECに改訂提案する。
誤記の修正であるため,技術的な
差異はない。IECに修正提案済
み。
4.5 公称モ
ジュール動
作 温 度
(NMOT)の
測定(MQT
変更
(V)JISと国際規格との技術的差
異の理由及び今後の対策
40
C 61215-2:2020
内容
次に,端子箱の出口で
マンドレルの変位を測
定する。
(III)国際規格の規定
(IV)JISと国際規格との技術的差異の箇条ご
との評価及びその内容
箇条
番号
箇条ごと
の評価
変更
ケーブルグランドに対
するどのようなねじり
も容易に検出できるよ
うに,負荷のかからな
いマンドレルに印を付
けなければならない。
その後,表2で指定す
るトルクを1分間印加
する。
同上
マンドレルは,コード
係留によって規定の位
置に保持されなければ
ならない。
抵抗率:3 500 Ω・cm以
下に修正した。
同上
表3とした。
必要モジュール台数に
ついての記載を削除し
た。
内容
(V)JISと国際規格との技術的差
異の理由及び今後の対策
技術的差異の内容
原文では“cable”となっているが, 同上
“mandrel”が正しいため修正し
た。
変更
原文では“cable”となっているが, 同上
“mandrel”が正しいため修正し
た。
変更
原文では“cable”となっているが, 同上
“mandrel”が正しいため修正し
た。
同上
抵抗率:3 500 Ω/cm以下と
なっている。
変更
原文では“Ω/cm”となっているが, 同上
“Ω・cm”が正しいため修正した。
表4になっている
変更
IECでは参照先の表が間違ってい
るため修正した。
IECへ改訂提案を行う。
必要モジュール台数はサ
ブパートに記載するとな
っている。
削除
サブパートには台数の記載がな
く,実際にはこの規格の図1で台
数が示されているため削除した。
同上
JISと国際規格との対応の程度の全体評価:IEC 61215-2:2016,MOD
箇条番号
及び題名
4.14.3.2.2 現
地配線用の
汎用ケーブ
ルの使用を
意図した端
子箱
国際
規格
番号
(I)JISの規定
41
C 61215-2:2020
注記1 箇条ごとの評価欄の用語の意味は,次による。
− 削除 ················ 国際規格の規定項目又は規定内容を削除している。
− 追加 ················ 国際規格にない規定項目又は規定内容を追加している。
− 変更 ················ 国際規格の規定内容を変更している。
注記2 JISと国際規格との対応の程度の全体評価欄の記号の意味は,次による。
− MOD ··············· 国際規格を修正している。