(A)外牆阻件或校正牆
第二節 太陽光電模組延燒試驗
本小節主要研究外部延燒對立面太陽光電模組的影響性,該延燒試驗的太陽 光電模組規格如表5-5所示。本研究主要是用支撐架將太陽光電模組固定,並在 此太陽光電模組下方放置一個油盤。此油盤的與太陽光電模組的正面玻璃以對齊 的方式配置,而油盤的燃料則是以92無鉛汽油為主,此油盤熱釋放率約0.96MW
;本試驗主要是在內政部建研所防火試驗中心的1 0MW大尺度量熱裝置平台下進 行,整體延燒試驗時間為8分10秒。
表5-5 太陽光電模組規格表
(本研究整理)
圖5-43為熱電偶溫度量測分佈示意圖。如圖所示分別在太陽光電模組正面玻
著固定,而在背面玻璃處亦有裝設9支熱電偶(編號10至18)。此外,為了瞭解太 陽光電模組在延燒試驗過程的電壓與電流輸出變化,則是將太陽光電模組與電壓
、電流表相互連接,並記錄其輸出電壓與電流的變化。
圖5-43 太陽光電模組延燒試驗之熱電偶分佈圖(本研究整理)
圖5-44與圖5-45分別顯示立面太陽光電模組的延燒試驗歷程與延燒試驗過 後的影像。圖5-44顯示立面太陽光電模組在尚未引燃油盤時的實驗配置(0 s),以 及引燃油盤之後所產生的火焰在太陽光電模組表面的延燒狀況。在引燃油盤後的 3 s可以明顯看到火焰直接加熱太陽光電模組,隨著試驗時間的增加,油盤火焰 有變大並變長的趨勢發生(16 s),之後火焰由一個垂直向上的火焰轉變成偏向右 移的火焰,隨著試驗時間的增加,該油盤火焰會逐漸減小並熄滅,整體試驗時間 約為8分鐘。在整體延燒試驗過程,於10 s左右可以聽到太陽光電模組玻璃的破 裂聲,之後超過1分54秒開始發現右下角有破裂玻璃的掉落情形(詳細如表5-6所 示),並且相關量測溫度的熱電偶在整個試驗過程亦有發生脫落的情形;圖5-45 顯示立面太陽光電模組延燒試驗過後的影像。由圖顯示太陽光電模組的下半部與 右半部(熱電偶6-9量測位置)有較大面積的損壞與破裂,但其他未明顯破損部位的 玻璃亦是有裂紋產生;此外太陽光電模組的電源輸出線則是較遠離延燒的火源,
因此並無燒毀的情況發生,因此在整個延燒試驗過程的電壓與電流輸出均能藉由 電壓與電流表量測得到。
在整個延燒試驗過程亦有發現外部延燒的火源並無突然增大的情況;但由 103年度的太陽光電模組耐燃試驗結果可知,太陽光電模組在封裝的時候會採用 黏著劑(EVA或Tedlar),而此類的黏著劑在CNS14705-1[1]的試驗結果發現,太陽 光電模組會有火焰引燃的現象發生,但在此次的延燒試驗過程當中並無發現火焰 突然變大,或是整片太陽光電模組完全燒毀的情形,此結果應是太陽光電模組的 黏著劑含量相當少,因此在延燒試驗的過程中,少量的黏著劑成分並無明顯助長 火焰的情形發生,僅有玻璃發生裂紋與破裂的現象。
圖5-44 太陽光電模組延燒試驗的影像歷程(本研究整理)
圖5-45 太陽光電模組延燒試驗後的試體影像(本研究整理)
更甚至於會有量到超過600oC以上的溫度;這是由於超過2分30秒之後太陽光電模 組的玻璃有明顯破裂聲與掉落之情形,因此各量測點所量測之溫度開始產生不規 則的變化;由圖5-45延燒試驗過後的影像結果可知,僅有量測點1, 2, 4量測完整 個試驗過程的溫度變化;量測點1與2所量測到的溫度範圍約從室溫增加到105與 154oC左右,而量測點4的溫度變化則是約從室溫增加到183oC。
圖5-46 太陽光電模組正面各點溫度變化(本研究整理)
圖5-47顯示太陽光電模組正面玻璃各點溫度的變化;量測點10, 13, 16為黑色 曲線(太陽光電模組左側);量測點12, 15, 18為藍色曲線(太陽光電模組中間);量 測點3, 6, 9為紅色曲線(太陽光電模組右側)。在整個延燒試驗過程僅有量測點10, 11, 12, 13, 14量測完整個試驗過程的溫度變化;量測點10, 11與12所量測到的溫度 範圍約從室溫增加到175oC以下左右,其中量測點12在試驗時間6分鐘之後有溫度 下降的趨勢,最後溫度為82oC,這可能是試驗時間後期的火焰變小或玻璃破裂變 形,使得熱電偶未能緊貼於玻璃表面,因而使得量測溫度有下降的趨勢。量測點 13的溫度變化則是約從室溫增加到180oC,但量測點14的溫度變化亦與量測點12 有相同的變化趨勢,均是在試驗時間6分鐘之後有溫度下降的趨勢,最後溫度為 120oC,此現象亦也許是試驗時間後期的火焰變小或玻璃破裂變形,使得熱電偶 未能緊貼於玻璃表面的因素所造成。
圖5-47 太陽光電模組背面各點溫度變化(本研究整理)
圖5-48為太陽光電模組在延燒試驗過程的輸出電壓與電流變化。由圖顯示太 陽光電模組在尚未進行延燒試驗之前的輸出電壓與電流分為3 V與0 A,當油盤火 焰引燃的瞬間,太陽光電模組受到火焰亮度與輻射的照射影響,進而使得輸出電 壓與電流有急遽上升的現象發生;輸出電壓由3 V增加至55.8V,而輸出電流則是 由0 A增加至2.62 A;之後隨著延燒時間的增加,火焰的高溫開始讓太陽光電模 組的玻璃與玻璃夾層內的化合物產生碎裂與剝落,進而使得電壓與電流的輸出產 生急劇性的減少。最後於試驗時間2分鐘之後,太陽光電模組的輸出電壓與電流 便分別降至為0 V與0 A;在之後剩餘的延燒試驗時間,該太陽光電模組的輸出電 壓與電流亦沒有產生任何的變化。