光伏组件新版巴西认证条例与技术要求解读

马潇，李松丽

（上海市质量监督检验技术研究院，国家智能电网分布式电源装备质量检验检测中心（上海），上海 201114）

引言

近年来，随着能源转型速度加快，巴西已逐渐成为最具潜力的光伏市场之一，我国光伏产品出口巴西货物量逐年递增。据中国机电产品进出口商会公布的数据，2022 年，我国光伏组件出口总额为423.61 亿美元，按照出口额排名，巴西光伏组件出口第二大市场，出口市场份额占比超过12 %。2023 年上半年，我国光伏组件出口额为233.7 亿美元，其中对巴西出口额为20.1 亿美元[1]。另外，根据巴西国家电力能源局的数据，2022 年巴西新增光伏装机总量超过10 GW，装机总容量近30 GW，巴西成为继中国、欧洲、美国和印度之后的全球第五大光伏市场[2]。

巴西的大部分地区位于热带地区，年平均日照时间长达3 000 h 以上，具有充沛的太阳能资源。巴西作为金砖国家，社会经济水平较高，但是其能源供给方式单一，截止2019 年底，三分之二的电力供给依赖于水力发电[3]。然而随着气候变暖、降雨量减少的原因，该国时常发生干旱气候现象。近年来，巴西政府能源部门致力调整电力供给结构，颁布了不少新能源优惠政策，对于风电、光伏此类分布式发电发展提供了巨大帮助。

1 巴西140 号条例规则

1.1 总体要求

2022 年3 月21 日巴西国家计量、标准化与工业质量局（INMETRO）颁布第140 号条例（简称巴西140 号条例），取消原2011 年004 号条例，其中规定了光伏产品（包括光伏组件、光伏逆变器、光伏控制器、独立光伏系统）进入巴西市场的符合性认证实施规则。该条例对申请认证的光伏组件系列分组、产品检测依据、测试项目等方面进行了认证规则更新。此外，在准入规则方面，条例规定，自生效之日起24 个月内，制造商及进口商在巴西市场销售的光伏产品均需按新条例通过相关认证并在INMETRO 注册，并要求36 个月内，批发商、零售商、微小售卖点销售的光伏产品均需在按照新版条例通过相关认证并在INMETRO 注册[4]。

技术要求变化的最大之处在于，将IEC 61215：2021系列标准作为测试方法，取代了旧版条例中IEC 61215：2005 标准。同时，巴西140 号条例将IEC 61215-1：2021 系列与IEC 61215-2：2021 标准作为补充文件，针对晶体硅、碲化镉、非晶硅薄膜、铜铟镓（硫）硒等不同电池技术的光伏组件，需引用相应的技术标准进行差异条件的测试。其次，检测数量原来的4 项增加到5 项，这与IEC 61215-2:2021 标准更新的内容保持一致。然而，140 号法案测试序列如图1 所示，该序列是在IEC 61215-2:2021 标准的基础上做了一定调整，仅对一块样品进行IEC 标准中的基础检测项目（即上述5 项测试），而同型号的另一块样品作为控制件，条例中未要求对其进行测试。

图1 光伏组件检测序列图

1.2 组件系列定义

通常情况下，在光伏组件生产过程中，存在原材料质量、零部件型号规格差异、节省原材料用料、组件设计尺寸差异等因素，造成同型号系列组件在额定功率、组件尺寸与面积、边框厚度、组件重量、最大系统电压、最大保护电流等产品信息与参数方面存在一定差异。因此INMETRO 第140 号条例对光伏组件系列进行了较为明确的定义。对于相同的制造商、相同的光伏电池技术和建筑材料、相同的光伏工作面数量（单面或双面组件）、相同的组件尺寸以及电池片数量和连接方式、相同的组件面积即为同一系列的光伏组件。基于上述情况，同一系列的光伏组件其额定功率可能不同，这与IEC TS 62915 中要求的基本一致，即功率范围在正负10 %以内的，认为是同一系列光伏组件。例如，某一系列光伏组件的功率范围是（530~550）W，在初次申请巴西认证的检测过程中，可以选择功率为550 W 的组件作为代表型号进行测试。

基于上述检测项目以及光伏组件产品系列的明确定义，巴西140 号条例还更新了认证检测周期及检测项目的要求。首先，明确了INMETRO 认证的最长有效期为6年，产品认证的条例遵从性评估分为3 个步骤，分别是：初次申请、维持有效性以及到期更新认证。其次，在首次获得认证注册与有效期后的更新证书之间，对于保证有效期内的产品质量监督的维持步骤的时间由原来的1年延长为3 年。此外，在上述3 个认证评估步骤中，产品检测项目也有一定程度的区别。对于初次申请以及到期更新测试步骤，对系列所有组件进行表1 中的序号1、2、3 的试验项目，对系列的代表型号样品测试4、5 试验。而对于维持有效性步骤的测试，需要对系列的代表型号样品进行序号1~5 的全部测试。

表1 认证测试项目及周期要求

2 检测项目与技术要求

INMETRO 第140 号条例规定的光伏组件检测项目与2011 年004 号条例的变化在于，除了包括外观检查、最大功率确定、绝缘试验、湿漏电流试验，此外增加了光伏组件初始稳定性试验。

2.1 外观检查的要求

对于外观检查的检测方法与判定要求均参照IEC 61215-1 系列标准进行，即组件不得出现外观缺陷，如：①外表面破损、撕裂或破裂；②弯曲或未对准的外表面，包括基材、边框或外壳交界处；③起泡或分层；④任何部件燃烧或熔化的现象；⑤可能影响组件安装或运行的机械强度损坏现象；⑥破裂或破碎的电池片，从而损坏光伏组件电路10 %以上的电池区域；⑦在光伏组件电路的任何有源层中可见的空隙或腐蚀，占任何光伏电池面积的10 %以上；⑧汇流条、连接器或引出端损坏；⑨任何电路部件之间的短路；⑩光伏组件有源区存在异物。

2.2 最大功率测试的要求

对于最大功率测试的判定要求，巴西INMETRO 一直以来则不同于IEC 61215 标准。INMETRO 原2011 年004 号条例引用的IEC 61215:2005 标准中未对最大功率确定给出判定要求，因此该条例中规定了组件功率测量值范围为额定功率的（95~110）%。而在INMETRO 的2022 新版140 号条例中将该项目判定要求更新为：组件功率测量值不得低于100 %或高于105 %的额定功率。而IEC 61215-1：2021 对于额定功率gate No.1 的判定要求为光伏组件完成初始稳定性后的功率应能通过公式（1）的限值计算要求[5]。

式中：

Pmax(Lab)—实验室功率测量值；

m1—实验室测试不确定度；

Pmax(NP)—额定功率；

t1—额定容忍度。

以额定功率550 W 的光伏组件为例，根据INMETRO原2011 年004 号条例、INMETRO 的2022 年140 号条例、IEC 61215-1：2021 分别进行功率判定的最低限值为：522.5 W、550 W、524.4 W。相比之下140 号条例对组件额定功率要求最高，这一规定的变化不仅提高了组件生产质量与一致性的要求，而且未引用IEC 标准中对产品实际功率容忍范围以及测试不确定度对结果影响的考量。对于组件制造商带来了更加严格的考验，对其产品质量产生了更高的要求，有利于提升该国光伏发电装机容量与发电量。

2.3 绝缘试验以及湿漏电流试验的要求

140 号条例对于绝缘试验以及湿漏电流试验的判定要求与IEC 标准保持一致。无绝缘击穿或表面起痕。对于面积小于0.1 m2的组件，绝缘电阻不小于400 MΩ。对于面积大于0.1 m2的组件，测得的绝缘电阻乘以组件面积应不小于40 MΩ·m2。同时，耐压测试参照新版IEC 61215-2:2021 的要求，测试电压由原来的2 倍系统电压加1 000 V 提高到4 倍系统电压加2 000 V。这一要求不仅对光伏组件本身以及其背板、封装胶膜、密封胶等部件的绝缘性能提出了严格较高。

2.4 初始稳定试验的要求

对于初始稳定试验，140 号条例同样直接引用了IEC 61215-2:2021 标准的要求[6]，组件功率稳定与否需由公式（2）进行计算。

式中：

Pmax、Pmin—三次输出功率测量P1、P2和P3的极值，这三个输出功率是稳定性试验过程中不同阶段后的最大功率测试的结果；

Paverage—P1、P2和P3这三个值的平均值。

对于晶体硅组件而言，辐照度总量≥10 kWh/m2，每个组件至少需要两次5 kWh/m2，稳定性判定标准中的x = 0.01。对于CdTe 薄膜组件而言，辐照度总量不少于40 kWh/m2，每个组件至少需要两次20 kWh/m2，稳定性判定标准中的x = 0.02。对于非晶硅薄膜组件而言，辐照度总量不少于86 kWh/m2，每个组件至少需要两次43 kWh/m2，稳定性判定标准中的x=0.02。对于Cu（In，Ga）（S，Se）2薄膜组件而言，辐照度总量不少于20 kWh/m2，每个组件至少需要两次10 kWh/m2，稳定性判定标准中的x = 0.02。

2.5 组件转换效率评级标准

同时，另一个明显变化之处在于组件转换效率评级标准较大提高。条例中规定A 级组件的转换效率由原来的不低于13.5 %提高到不低于20.0 %，B~E 级组件评定等级变化见表2 所示，各个等级的区分度也有较大提高，使得评级更具合理性。

表2 新旧版巴西INMETRO 规定的光伏组件效率

光伏组件转换效率作为组件发电性能的关键技术指标，随着异质结（HJT）、隧穿氧化层钝化接触（Topcon）、交指式背接触（IBC）等高效光伏电池的产业化成熟度大幅提高，光伏组件量产效率也大幅提高，淘汰了原先效率较低的组件技术类型。巴西条例对能效评级的指标提升，不仅紧跟了国际光伏行业的发展，而且体现了巴西对其本国光伏发电高质量发展的目标与追求。同时，该条例规定在检测报告与认证注册资料中，提交的组件转换效率为理论转换效率，并非被测光伏组件样品的实测效率。因为，其中要求利用光伏组件的额定电功率而非实测功率，与其总面积（包括其边框）以及标准测试条件下的辐照度乘积之比计算转换效率。并且，为了避免因光伏组件尺寸而引起的转换效率偏差，条例规定了转换效率计算过程中组件面积的有效数字的保留规则，即组件面积应以平方毫米为单位计算，在从平方毫米到平方米的转换中，应保留两位小数。

3 总结

在认证规则要求方面，第140 号条例对光伏组件系列定义、认证有效期、条例遵从性评估步骤的测试项目及时间要求三个方面提出了明确的规定。与2011 年004号条例相比，在巴西140 号条例中，技术要求变化主要围绕测试方法判定要求、最大功率测试结果符合性范围、组件转换效率等级的评定范围等三个方面。

第一，将IEC 61215：2021 系列标准作为测试方法，取代了旧版条例中IEC 61215：2005 标准。增加了初始稳定性试验项目，并引用IEC 61215-1：2021 系列标准，对晶体硅、碲化镉、非晶硅薄膜、铜铟镓（硫）硒4 种不同电池技术的光伏组件的稳定性试验条件提出了明确要求。第二，缩小了最大功率测试结果的符合性范围，并且不允许存在功率负公差。即组件功率测量值不得低于100 %或高于105 %的额定功率。第三，顺应现阶段光伏电池及组件技术发展，提高了发电效率评级范围。其中，等级A 由原来的大于13.5 %提高到大于20.0 %，且等级B 至E 亦做了相应提高。