一、
摘要
随着全球光伏电站安装场景不断扩展，组件在极端雪况下的可靠性成为关键技术指标。不均匀雪载测试通过模拟实际积雪分布，评估组件在非均匀应力下的结构完整性与电性能稳定性，为积雪地区组件选型提供科学依据。必维集团光伏产品测试中心综合多项行业实践与标准规范，构建了完整的测试方案框架，旨在为客户实际应用、研发改进与产品认证提供技术支撑。本方案系统整合IEC 62938:2020《Photovoltaic (PV) modules — Test requirements for non-uniform snow loads》核心要求，并前瞻性对接中国国家标准GB/T 46988-2025《光伏组件 非均匀雪载荷试验》（2026年7月1日正式实施），构建覆盖标准解析—设备配置—流程控制 —数据治理的全链条测试实施框架。其核心价值在于：
精准复现真实雪载工况：以37°倾角模拟高纬度/高海拔地区典型安装姿态，通过底部区域梯度增压（SA+SE复合载荷分布），突破传统静态载荷（IEC 61215）与动态载荷（IEC TS 62782）的评估局限；
量化可靠性边界：以临界雪载荷（Critical Snow Load, CSL）为失效判据，结合安全系数1.5折算工程安全载荷（Safe Load），支撑寒冷地区组件选型与结构设计迭代；
二、
标准原理与技术内涵
1. IEC 62938:2020的核心创新点
该标准由TÜV Rheinland牵头制定，于2020年发布，专门针对不均匀雪载场景，区别于IEC 61215（静态载荷）和IEC TS 62782（动态载荷）。标准模拟实际积雪场景，组件以37°倾斜（雪滑落临界角度），底部区域承受不均匀载荷：底部≤2/3组件长度区域施加基础载荷SA，≤1/2组件长度区域叠加悬空载荷SE，越靠近底部载荷越大载荷空间分布模型：
图1:测试样品上的载荷分布（来源于：IEC 62938:2020）
2.阶梯式加载法
测试流程采用阶梯式加载法：初始载荷SK=2400Pa，持续施压24小时；每阶段增加200Pa，直至组件失效（如破裂、形变）；至少5块用于极限测试，通过统计学计算临界雪载荷。评估重点为临界雪载荷、安全载荷及功率衰减，为寒冷地区组件选型提供关键依据。
三、
必维光伏产品监测中心设备配置与技术规格
四、
标准化测试流程
1.测试流程
需要准备7块组件，要求组件规格型号和材料相同，选取其中1块作为控制件，控制件需要经过初始稳定性试验MQT 19。、
选取其中5块进行湿冻HF10试验，试验标准参考IEC 61215-2:2021 MQT 12章节要求，随后进行不均匀雪载压强值测试和计算。
最后1块组件作为安全载荷验证，分别进行初始稳定性试验MQT 19，湿冻试验MQT 12和其他电气安全试验，最终进行安全载荷验证。
图2:不均匀雪载试验流程图（来源于：IEC 62938:2020）
2.样品安装与固定
图3:不均匀雪载试验图
3.载荷施加与顺序
极限验证测试：按IEC 62938:2020标准，先施加2400Pa初始载荷并保持24小时，随后以200Pa梯度递增，直至组件失效。
4.测试过程监控与后检查
实时监控：监控载荷数据及位移曲线；
测试后检查：需进行外观检查（裂纹、形变等）、电性能复测（功率衰减≤5%为合格）及绝缘测试、湿漏电流测试须满足IEC 61215-2中的要求。
五、
数据采集点与参数
1. 需同步采集以下关键参数
物理量：载荷（2400Pa初始值，200Pa梯度）、应变（组件底部区域）、位移（框架变形量，精度±0.5mm）；
电性能：开路电压、短路电流，最大功率测试前后需使用3A+级太阳模拟器进行I-V曲线扫描；
传感器布置：组件底部 ≤2/3长度区域需布置形变量传感器，底部1/2区域叠加形变量传感器；
要求记录框架变形量（精度±0.5mm）及失效时的载荷值。a) 使用照片记录空载状态和每个载荷阶段的试验装置；确定载荷分布；记录各阶段载荷的日期和时间；在最初 24h初始载荷试验的首、尾各 1h期间至少每5min 记录一次位移量，并在之后的载荷步骤中持续记录。
2.数据处理与分析
性能指标计算：临界雪载荷采用Student-t分布计算5%分位值，安全系数取1.5时折算安全载荷；
故障识别：外观检查，EL检测识别隐裂，结合载荷-位移曲线突变点定位失效模式。
3.结果评估与安全标准
临界雪载荷值：目前常规量产的双玻组件一般可承受6000Pa以上临界载荷；
安全载荷值：如果功率损失超过5%，或组件在绝缘试验或湿漏电流测试中判定为不合格，可对另一块经过湿冻试验预处理的组件样品进行重新试验，但后续应采用更高的安全系数计算获得新的最终载荷值，安全系数应以0.25为单位阶次增加，直至最终载荷值验证试验不再失败。也可按照客户指定的安全系数或当地的建筑安全规范或安装场景确定安全系数；
功率衰减：测试前后功率衰减应≤5%；
绝缘测试、湿漏电流测试须满足IEC 61215-2中的要求；
外观与结构完整性：外观无破裂痕迹或永久性形变。
六
结语
必维集团光伏产品检测中心面向客户构建了完整的光伏组件不均匀雪载测试方案框架，涵盖标准要求、设备配置、测试流程、数据采集与分析及安全评估等关键环节。通过严格遵循IEC 62938:2020标准与行业最佳实践，紧密结合客户需求和安装场景，可有效评估组件在极端雪况下的可靠性。目前常规量产的双玻组件一般可承受6000Pa以上临界载荷，基本满足寒冷地区应用需求。随着GB/T 46988-2025国家标准的实施，组件不均匀雪载测试将更加规范，为光伏产业在寒冷地区的可持续发展提供技术支撑。未来可进一步优化低温场景下的动态响应监测与故障预测模型，提升测试效率与准确性。