今天有朋友问我，他们的东南亚客户说组件需要能够经受东南亚常见的260公里/小时的飓风，这个性能该如何定义。这个问题让我想起多年前我对组件风载和机械载荷测试的学习，忍不住定下心来，将当时的心得回忆一下，和大家分享。

1. 关于组件机械载荷测试

根据IEC61215要求，光伏组件需要经过机械载荷测试，其目的是测试组件承受风、雪、静压和冰载的能力。机械载荷测试包括静态机械载荷试验和动态机械载荷试验。静态机械载荷通常是先在组件正面施压2400Pa一小时后，将组件翻转再施压2400Pa一小时，如此循环三次，最后一个循环的组件正面施压增加到5400Pa。试验完毕后测试组件的外观、IV及湿漏电性能。动态机械载荷通常是在组件正面施加1000Pa的正压和负压循环，每分钟3个循环，共1000次。

2. 关于风速的定义

风速，是指空气相对于地球某一固定地点的运动速率，常用单位是m/s ，1m/s = 3.6 km/h。风速没有等级，风力才有等级，风速是风力等级划分的依据。一般来讲，风速越大，风力等级越高，风的破坏性越大。组件在户外承受的是风力对组件的影响，风力会导致组件表面（玻璃、封装材料等）与边框之间的粘接破坏，会导致组件封装层与电池的粘接破坏，会导致组件表面变形和电池片隐裂发生。通常，风速与风力的换算公式是这样的：

ρ指空气密度，g为重力加速度；γ是空气重度，在气压为101.325kPa、常温15°C和绝对干燥的情况下，

空气密度与空气重度的关系是：ρ = γ /g

V代表风速，通常以公里/小时，或km/h为单位。

在纬度45°处，海平面上的重力加速度为

组件在户外可能承受风载、雪载、组件表面静压（如组件叠放、踩踏等）、冰载。根据IEC61215要求的测试方法，绝大多数情况下是模拟雪、静压、冰载等静态载荷。但如果要模拟真正的风压测试，就需要做强大的风洞试验，这通常只有航空航天才能接受的成本，所以IEC61215用机械载荷的实验方法同时代表了风载测试。

3. 关于风速和机械载荷的关系

根据IEC61215的定义：对于阵风安全系数2400Pa，对应于130km/h（或36.1m/s）的风速，这其中的关系是什么？为什么选择2400Pa做机械载荷试验？

我们先来看一下130km/h代表了什么。

从表中可以看到，130km/h相当于初级飓风，飓风是非常少见的，但初级飓风还是可能会发生的。或许大多数陆地国家的朋友不太理解飓风，用下表的通俗概念更容易明白：

也就是说，130km/h就相当于12级台风！！尽管不多见，但这时候你应该能感受到丝丝凉意了吧。

所以，机械载荷测试选择了应对130km/h的风速。

4. 关于机械载荷2400Pa压力的计算

既然选择应对130km/h（或36.1m/s）的风速，那2400Pa的载荷实验值是如何计算出来的呢？

通常在气压为101.325kPa、常温15°C和绝对干燥的情况下，

在纬度45°处，海平面上的重力加速度为g=9.8m/s2，代入前式得此条件下的风压公式：

计算得到：

对于实验模拟，为了满足130km/hr的风速，需要三倍的安全系数，测试机械载荷时需要用到三倍的风压力，所以机械载荷测试选择的压力为2400Pa。

对于动态机械载荷测试所采用的1000Pa，其计算依据也可以参考上述公式。

小

结

所以，东南亚客户问组件是否做过抗260km/h风速的试验，你或许明白怎么回答他了。

不过，这个260km/h应该不是东南亚能常见到的风吧，即便真有这么大的风，组件2400Pa机械载荷测试是按照3倍风压系数设计的，（或者说很多组件厂还做了加严的机械载荷测试，如TUV南德曾为组件厂做过全序列按照5400Pa，更有甚者，按照8000Pa压力测试的机械载荷试验，中检南方组件实验室为组件厂提供低温动态机械载荷试验，可以做到零下40°C），也只能这样回答他了，毕竟组件很少可能去做航天的风洞试验（一次实验要十多万），再说估计也找不到按照3倍系数设定的390km/h的风洞（目前笔者所了解到的航天航空用的风洞实验室有0-100m/s风速的）。

而所谓的动态机械载荷，基于试验设备能力的限制，只能模拟比较低的风速下的动态承载，更难代表260km/h的风速了。