IEC TS 62915: quali retest impone una modifica del modulo

Risposta rapida: Una volta che un modulo possiede una certificazione IEC 61215 e IEC 61730, una modifica al design, a un materiale o a un componente non lascia automaticamente valido il certificato — ma non impone nemmeno una riqualificazione completa. IEC TS 62915 è la linea guida di retest che collega i due aspetti: associa ciascun tipo di modifica alle specifiche voci MQT della IEC 61215 e alle voci MST della IEC 61730 che devono essere ripetute. L'edizione attuale è la Ed. 2.0, pubblicata a settembre 2023, con un corrigendum editoriale ad agosto 2024. Non introduce nuovi metodi di prova propri: ogni test, numero di campioni e criterio di superamento proviene ancora dalle due norme di base.

Gli scenari sono familiari: una pellicola incapsulante più economica da un secondo fornitore, vetro assottigliato da 3,2 mm a 2,0 mm, una cella di nuova generazione più grande, una versione a 1500 V per un nuovo mercato. Ognuno sembra marginale; la questione è se il modulo in linea sia ancora il modulo che è stato certificato.

Perché esiste una linea guida di retest

Una qualificazione completa è costosa e lenta: consuma diversi moduli ed esegue sequenze di ciclaggio termico, caldo umido, congelamento umido, UV e carico meccanico su un periodo misurato in mesi. Il fotovoltaico è al contempo un settore in rapida evoluzione e sotto pressione sui costi, quindi la distinta base non è mai statica. Ciò genera un vero dilemma.

• Ripetere tutti i test a ogni modifica e i tempi di ciclo e i costi diventano insostenibili, e l'introduzione di nuovi materiali e tecnologie viene frenata.
• Non ripetere alcun test e il certificato descrive un prodotto che non è più quello spedito, il che rende la certificazione priva di significato.

Senza una regola comune, la stessa modifica potrebbe richiedere un programma di test diverso presso organismi diversi o in progetti diversi. La IEC ha fissato le regole di retest come specifica tecnica nel 2018, e il suo scopo lo dichiara chiaramente: fornire un metodo uniforme per mantenere l'approvazione del tipo, la qualificazione del design e della sicurezza per i moduli che sono cambiati o stanno per cambiare.

Che cos'è, e che cosa non è

La chiave per leggere il documento è la sua posizione: non crea nuovi metodi di prova. Ogni voce di test, quantità di campioni e criterio di accettazione proviene dalla IEC 61215 e dalla IEC 61730. Ciò che fa la 62915 è stabilire la corrispondenza tra un tipo di modifica e il test da ripetere. Il suo effetto è dichiarato con chiarezza: un prodotto che supera le sequenze specificate è considerato conforme alle norme su cui si basava la sua qualificazione completa originale — in altre parole, la certificazione esistente si estende.

Anche il formato TS è importante. Nel sistema IEC un IS è una norma internazionale formale mentre una TS è una specifica tecnica emessa mentre la pratica è ancora in evoluzione, e questa dichiara apertamente che fornisce un supporto e che in alcuni punti può essere necessario il giudizio ingegneristico. È una linea guida, non una lista di controllo che copre ogni situazione.

Come è organizzata la norma: una mappa delle modifiche

Il nucleo dell'edizione 2023 è il punto 4, Retest. Il punto 4.1 contiene le regole generali che si applicano a ogni retest. Il punto 4.2 fornisce i programmi di test per i moduli basati su wafer, suddivisi in 19 sottosezioni per tipo di modifica. Il punto 4.3 fa lo stesso per i moduli a film sottile in 22 sottosezioni, coprendo solo il contenuto specifico del film sottile come l'elettrodo anteriore trasparente, l'elettrodo posteriore e la rimozione dei bordi, senza ripetere quanto già detto nel 4.2. L'allegato A è normativo: la Tabella A.1 riassume tutti i requisiti di retest, la Figura A.1 fornisce il flusso di test combinato IEC 61215 e IEC 61730, e A.3 fornisce il metodo per valutare nuove combinazioni di materiali o componenti.

Ogni sottosezione segue lo stesso schema: prima quali situazioni contano come modifica, poi le voci MQT da ripetere secondo la IEC 61215 e le voci MST secondo la IEC 61730. L'edizione 2023 le elenca separatamente, il che rende il documento più chiaro sia che un produttore possieda una qualificazione sia che le possieda entrambe.

I codici ricorrono costantemente quando si legge un programma di retest. Le voci MQT appartengono alla IEC 61215-2; le voci MST appartengono alla IEC 61730-2.

Sul fronte della sicurezza i codici ricorrenti includono MST 01 (ispezione visiva), MST 03 (determinazione della potenza massima), MST 16 (isolamento), MST 17 (corrente di dispersione in condizioni umide), MST 32 (rottura del modulo) e MST 53 (caldo umido). Il dettaglio tecnico alla base di diversi di questi, come l'esposizione stessa al caldo umido, è illustrato in il test di calore umido DH1000.

Le sei regole generali che decidono come si usano le tabelle

Il punto 4.1 è la parte che vale la pena leggere con attenzione, perché disciplina come vengono applicate le tabelle e non cosa viene testato.

• La divulgazione è un obbligo del produttore. Il produttore deve dichiarare le modifiche di progetto, materiale, componente, combinazione di materiali, produttore o processo rispetto all'ultima versione presentata — e deve fornire i dati a livello di componente se intende utilizzarli per ridurre l'ambito delle riprove.
• Cosa conta come “materiale diverso”. La definizione è un materiale che differisce per composizione chimica, designazione del tipo o specifica, dove la specifica comprende le proprietà elettriche, ottiche e meccaniche, inclusi i valori nominali e le tolleranze. Una nota aggiunge che lo stesso materiale proveniente da un fornitore o da un sito produttivo diverso non è necessariamente un materiale diverso, purché ciò possa essere chiaramente dimostrato.
• Il riferimento è il primo valore presentato, valutato rispetto alla tolleranza. Nel valutare un nuovo spessore o una nuova dimensione, il riferimento è il valore originariamente testato; un nuovo valore al di fuori della tolleranza dichiarata può essere trattato come una modifica. E se la tolleranza dichiarata dal produttore è essa stessa più ampia del rapporto di variazione che fa scattare la riprova — l'esempio della norma stessa è una riduzione del 10 % dello spessore del vetro frontale — il pezzo deve essere presentato al limite più sfavorevole.
• Prima stabilizzare, poi confrontare prima e dopo. Ogni modulo presentato per la riprova viene stabilizzato elettricamente (MQT 19), e le misurazioni iniziali e finali della norma applicabile vengono effettuate attorno alla prova: MQT 01, 03, 06.1, 15 e 19 in un programma 61215, oppure MST 01, 03, 16 e 17 in un programma 61730.
• L'ordine non può essere modificato. Se solo alcune voci di una sequenza vengono ripetute, esse vengono comunque eseguite nell'ordine specificato dalla norma originale. Le voci possono essere saltate; non possono essere riordinate.
• Le modifiche sovrapposte passano per A.3. Cambiare contemporaneamente l'incapsulante e il backsheet e la combinazione deve essere valutata rispetto alla matrice in A.3, illustrata con un esempio pratico nella Figura A.2.

Altri due punti si aggiungono all'elenco. Qualsiasi modifica che influenzi il percorso ottico o il circuito elettrico deve includere la misurazione della potenza in STC (MQT 06.1). E nelle riprove relative alla 61215 la potenza stabilizzata, la tensione a circuito aperto e la corrente di cortocircuito vengono valutate rispetto ai valori nominali di targa (Gate 1), mentre la variazione relativa di potenza prima e dopo la prova viene valutata rispetto ai criteri della IEC 61215-1 (Gate 2).

Soglie che vale la pena conoscere

Alcuni punti e chiarimenti del corrigendum danno un'idea di come funzionano le condizioni di attivazione:

• Vetro frontale verso un frontsheet non in vetro (o il contrario) non è affatto una riprova — il tipo di frontsheet cambia radicalmente, quindi è necessaria una qualifica completa. È di fatto un nuovo prodotto.
• Assottigliamento del vetro frontale è l'esempio della norma stessa nelle regole generali: una riduzione del 10 % fa scattare la riprova, ed è il punto che si incontra più spesso man mano che il vetro dei moduli diventa più sottile.
• Modifiche della dimensione delle celle sono state chiarite con la discussione del corrigendum 2024: una variazione della lunghezza, larghezza o area della cella superiore al 10 % richiede la riprova, mentre una variazione inferiore al 10 % non ne richiede alcuna purché la spaziatura tra le celle e la spaziatura cella-busbar restino uguali o aumentino.
• Aumenti della tensione di sistema sono trattati nel punto 4.2.14, il cui titolo enuncia la soglia: un aumento superiore al 5 %. Passare da 1000 V a 1500 V rientra in essa.
• Stesso progetto e stessa dimensione, classe di potenza diversa è trattato separatamente nel punto 4.2.12, che è il caso comune quando si estende un intervallo di potenza.
• Da monofacciale a bifacciale ha ottenuto un proprio punto, 4.2.17, nell'edizione 2023.

Questi sono esempi e non una lista di controllo: ogni tipo di modifica contiene ulteriori casi ed eccezioni. Un programma di riprove dovrebbe essere costruito a partire dal testo della norma, dalla Tabella A.1 e dalla valutazione dell'organismo di certificazione.

Cosa ha cambiato la seconda edizione

La Ed. 2.0 è una revisione tecnica e non una semplice riorganizzazione editoriale, e tre delle sue modifiche influenzano maggiormente il lavoro quotidiano:

• Allineamento alle nuove norme di base. I riferimenti sono passati alla IEC 61215:2021 e alla IEC 61730:2023, e le due prove introdotte in quelle edizioni — carico meccanico dinamico (MQT 20) e PID (MQT 21) — sono state inserite nei requisiti di riprova.
• Le modifiche di processo sono gestite diversamente. I punti della prima edizione relativi a specifiche modifiche di processo sono stati rimossi e sostituiti da un requisito generale di mantenere un sistema di gestione della qualità coerente con la IEC 62941. Il controllo delle modifiche di processo è quindi delegato al sistema qualità.
• Le modifiche dei materiali sono legate alle norme a livello di componente. Le serie IEC 62788-1 e 62788-2 sono state introdotte per definire cosa conta come modifica nei film incapsulanti, nei frontsheet e nei backsheet.

Gli altri cinque punti sono l'elenco separato dei requisiti 61215 e 61730, la nuova matrice combinata, l'aggiornamento terminologico da silicio cristallino e film sottile a WBT e MLI con il punto 4.3 sfoltito dalle duplicazioni, le nuove indicazioni di riprova per il funzionamento ad alta temperatura in linea con la IEC TS 63126, e la rimozione dell'elenco punto per punto delle modifiche di processo. Il COR1, emesso nell'agosto 2024, è principalmente editoriale — corregge incoerenze tra tabelle e testo e formulazioni che potevano essere fraintese. Il periodo di stabilità del documento si estende fino al 2026, quando sarà confermato, ritirato o revisionato; le questioni tecniche sollevate dal gruppo di lavoro sono state lasciate per la prossima edizione.

Cosa significa in pratica

• Inserire la valutazione di ripetizione dei test nella revisione progettuale. Quando viene proposto un nuovo materiale o una proposta di riduzione dei costi, stimare in quel momento le voci di ripetizione dei test e i tempi di consegna rispetto alla Tabella A.1. Avviare la questione della certificazione dopo la realizzazione dei campioni è di solito troppo tardi.
• Raggruppare le modifiche in un'unica presentazione. Quando sono in sospeso diverse modifiche, raggrupparle in un unico ciclo di ripetizione dei test e utilizzare le regole di combinazione A.3 per evitare sequenze duplicate è più rapido ed economico rispetto alla presentazione voce per voce.
• Pianificare tolleranze e limiti alla prima certificazione. Poiché la valutazione è ancorata ai valori presentati per la prima volta, lo spessore, le dimensioni e le tolleranze scelti in quel momento definiscono il margine disponibile per le modifiche successive.
• Gestire l'identità del materiale. Il giudizio di “materiale diverso” si basa su composizione, designazione del tipo e specifica. Un fornitore che modifica silenziosamente una formulazione senza cambiare la designazione del tipo è la modifica più difficile da rilevare, e il suo controllo dipende dall'ispezione in entrata e da un accordo di notifica delle modifiche con il fornitore.
• Superare una ripetizione dei test non è una garanzia sul campo. IEC 61215 e 61730 sono test di qualificazione che cercano difetti progettuali evidenti anziché prevedere la durata, e la linea guida sulla ripetizione dei test riporta solo quel livello di garanzia. Per modifiche significative, i test estesi e i dati sul campo hanno ancora il loro ruolo.

Per quanto riguarda il lato attrezzature, la conseguenza pratica è che il programma di ripetizione dei test definisce a quali misurazioni un'azienda deve avere accesso. Le misurazioni elettriche prima e dopo e le prove di isolamento e di dispersione in condizioni umide sono quelle che vale la pena avere internamente, mentre le lunghe sequenze di invecchiamento vanno normalmente a un laboratorio. Le attrezzature alla base di questa suddivisione sono descritte in panoramica delle apparecchiature di prova per la certificazione IEC, e l'insieme completo dei test sui moduli in test di affidabilità dei moduli fotovoltaici.

FAQ

Qualsiasi modifica a un modulo invalida il suo certificato?

Mettere in discussione il certificato anziché annullarlo automaticamente. Le modifiche che rientrano nelle tolleranze dichiarate e non sono sostituzioni di materiali o componenti possono non richiedere alcuna ripetizione dei test; altre sono associate a un insieme definito di ripetizioni dei test dalla IEC TS 62915.

La IEC TS 62915 introduce nuovi test?

No. Ogni voce di test, quantità di campioni e criterio di accettazione proviene dalla IEC 61215 e dalla IEC 61730. La linea guida decide solo quali di queste voci devono essere ripetute per una determinata modifica.

È sufficiente un cambio di fornitore per attivare la ripetizione dei test?

Non di per sé. Una nota nelle regole generali afferma che lo stesso materiale proveniente da un fornitore o da un sito produttivo diverso non conta necessariamente come materiale diverso, purché possa essere chiaramente dimostrato. Composizione, designazione del tipo e specifica sono ciò che decide.

Cosa sono MQT e MST?

Sono i codici delle voci di test utilizzati nelle due norme di base: le voci MQT si trovano nella IEC 61215-2 e riguardano la qualificazione progettuale, mentre le voci MST si trovano nella IEC 61730-2 e riguardano la qualificazione di sicurezza.

È possibile saltare parti di una sequenza?

Sì — le voci non richieste per quella modifica possono essere saltate, ma le voci rimanenti devono comunque essere eseguite nell'ordine definito dalla norma di base. Saltare è consentito; riordinare no.

Cosa succede se vengono apportate più modifiche contemporaneamente?

La combinazione viene valutata utilizzando la matrice dell'Allegato A.3, che determina la sequenza di test necessaria per la modifica combinata. Raggruppare le modifiche in questo modo è di solito più economico rispetto alla presentazione una alla volta.

Considerazioni finali

La IEC TS 62915 risponde a una domanda semplice: il prodotto è cambiato, quindi come rimane valido il certificato? La sua risposta è identificare la modifica, cercarla e ripetere ciò che è necessario — né approvare le modifiche senza controlli né ripetere l'intera qualificazione. Per un produttore di moduli, leggere correttamente la linea guida è ciò che consente di perseguire riduzione dei costi, iterazione tecnologica e conformità nello stesso programma invece di alternarle.

La struttura della norma, i numeri dei punti e le date delle edizioni seguono il materiale di origine e la IEC TS 62915:2023 (Ed. 2.0) con corrigendum COR1:2024; confermare il testo vigente, la Tabella A.1 e i requisiti applicabili con l'organismo di certificazione prima di costruire un programma di ripetizione dei test.