GB/T 14009—92

GB/T 14009—92

1 主題內(nèi)容與適用范圍

　　本標準規(guī)定了地面用太陽電池組件、板及方陣的伏安特性、絕緣電阻、絕緣強度、工作溫度、總反射率和熱機械應(yīng)力等參數(shù)的測量方法。

　　本標準適用于各種類型的非聚光型太陽電池組件、板及方陣的室內(nèi)和室外測量。

2 引用標準

　　GB 998　低壓電器 基本試驗方法

　　GB 2297　太陽光伏能源系統(tǒng)術(shù)語

　　GB 6495　地面用太陽電池電性能測試方法

　　GB 11011　非晶硅太陽電池電性能測試的一般規(guī)定

3 電性能參數(shù)的室內(nèi)測量

3.1 標準測試條件

　　按GB 6495中2.1條規(guī)定。

3.2 測量儀器和裝置

3.2.1 參考組件和標準太陽電池

3.2.1.1 測量太陽電池組件、板及方陣時，應(yīng)采用參考組件來校準輻照度。也可以直接用標準太陽電池。

3.2.1.2 參考組件應(yīng)盡可能和待測組件的結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸及其他狀況保持一致。

3.2.1.3 參考組件應(yīng)采用一定的方法直接標定，也可以用上等或二級標準太陽電池來產(chǎn)生，參照有關(guān)規(guī)定。

3.2.2 測量儀表、取樣電阻、可變負載及其他有關(guān)要求按GB 6495中2.1 條規(guī)定。

3.2.3 用于測量非晶硅太陽電池的參考組件除應(yīng)符合3.2.1.2外，還應(yīng)滿足非晶硅太陽電池的穩(wěn)定性要求、光譜響應(yīng)要求等，按GB11011中5.3和5.4條的規(guī)定。

4 電性能參數(shù)的室外測量

4.1 測試場地及周圍環(huán)境

　　按GB 6495 中4.1條規(guī)定。

4.2 氣候及陽光條件（**種情況）

4.2.1 天氣晴朗，太陽周圍無云。

4.2.2 陽光總輻照度應(yīng)不低于標準總輻照度的80％。

4.2.3 天空散射光所占比例應(yīng)不大于總輻射的25％。

4.2.4 在測試周期內(nèi)，輻照的不穩(wěn)定度應(yīng)不大于±1％。

4.3 氣候及陽光條件（第二種情況）

4.3.1 天氣晴朗，太陽周圍少云。

4.3.2 陽光總輻照度應(yīng)不低于標準總輻照度的60％。

4.3.3 天空散射光所占比例應(yīng)不大于總輻射的25％。

4.3.4 在測試周期內(nèi)，輻照的不穩(wěn)定度應(yīng)不大于±10％。

4.4 安裝要求

　　按GB 6495中4.3條規(guī)定。

4.5 測量方法

4.5.1 氣候及陽光條件屬于**種情況時，按GB 6495中3.2.3條進行測量。

4.5.2 氣候及陽光條件屬于第二種情況時，按附錄B進行測量。

4.6 測量儀器和裝置

4.6.1 參考組件可以采用較小的尺寸，ZUI小允許尺寸見下圖。

　　在室外陽光下測量時，參考組件的ZUI小允許尺寸如圖中虛線所示。

4.6.2 當待測件的功率在百瓦級以上時，推薦采用電容負載（見附錄A）。

4.6.3 對測量儀器和裝置的其他要求均參照室內(nèi)測量，見第3章。

5 其他參數(shù)測量

5.1 工作溫度的測量和估算

5.1.1 工作溫度的直接測量，可選用以下二種方法

5.1.1.1 在待測組件內(nèi)緊靠太陽電池P_n結(jié)的位置埋入體積足夠小的溫度傳感器。測量溫度傳感器的輸出訊號可以確定工作溫度。

5.1.1.2 選用和待測組件結(jié)構(gòu)完全相同的一塊組件，在緊靠P_n結(jié)處理入溫度傳感器，將此組件緊靠待測組件，并處于相同的狀態(tài)中。測定它的溫度，即得待測組件的溫度。

5.1.1.3 用上述二種方法測量溫度，一般應(yīng)在同一組件的二個不同位置埋入二個或二個以上溫度傳感器，取其平均輸出來確定溫度。

5.1.2 工作溫度的估算法

5.1.2.1 額定工作溫度法：額定工作溫度（Nominal operatng celltemperature簡稱NOCT）是指太陽電池組件在輻照度為80mW/cm²，環(huán)境溫度20℃，及風速為1m/s的環(huán)境條件下，太陽電池的工作溫度（見附錄C）。某種組件的NOCT和實際工作溫度t_r，環(huán)境溫度t_e之間的經(jīng)驗公式為：

　　式中：E為測量時的實際輻照度，W/m²。

　　據(jù)上式，可由t_e及NOCT估算出工作溫度t_r，單位是℃。

5.1.2.2 電壓溫度系數(shù)法：若已知組件在某溫度下的開路電壓，并已知或測知其電壓溫度系數(shù)，即可以從該組件在工作時的實際開路電壓來估算實際工作溫度。

5.2 絕緣電阻測量

5.2.1 絕緣電阻是測量輸出端和金屬基板間的絕緣電阻。

5.2.2 測量絕緣電阻前應(yīng)先作安全檢查，對已安裝使用的方陣應(yīng)先檢查對地電位及靜電效應(yīng)，金屬基板和支架接地是否良好。

5.2.3 建議用額定電流大于待測方陣短路電流的斷路器把待測方陣輸出端正負極短路后，再進行測量。

5.2.4 兆歐表的電壓等級應(yīng)略高于待測件的開路電壓。開路電壓低于250V時，選用250V兆歐表，開路電壓高于250V，低于500V時，選用500V兆歐表。以此類推。測量結(jié)果應(yīng)不低于50兆歐。

5.2.5 環(huán)境氣候條件：大氣相對濕度應(yīng)不大于75％。

5.3 ZUI低耐壓水平測量

5.3.1 ZUI低耐壓水平測量是確定待測輸出端和金屬基板間所具有的ZUI低限度的絕緣強度。

5.3.2 ZUI低耐壓水平測量應(yīng)在絕緣電阻測量合格后進行。試驗前的安全檢測及準備工作同5.2.2條及5.2.3條。環(huán)境氣候條件同5.2.5。

5.3.3 試驗電壓從規(guī)定值的1/2開始升壓，以5s左右時間穩(wěn)步升至規(guī)定值，持續(xù)1min，再以1s左右時間使電壓降至零，并保持5min。

5.3.4 用直流電壓作試驗時，試驗電壓應(yīng)取待測件在標準測試條件下的開路電壓的2～3倍。也可以用交流電壓作試驗，試驗電壓的有效值大致取為等于或略高于待測件的開路電壓。如對待測件的耐壓有特殊要求，例如，在光伏系統(tǒng)實際承受的電壓較高，或和其他電網(wǎng)并網(wǎng)運行等場合，試驗電壓可按使用條件另行確定。

5.3.5 在按5.3.3條和5.3.4條加壓的過程中，若始終無異常現(xiàn)象出現(xiàn)，則所加試驗電壓值即為被測器件的ZUI低耐壓水平值。

5.4 總反射率的測量

5.4.1 將待測件水平置放于避光的暗室內(nèi)，用測試光束照射。入射角取48.2°±0.5°。

5.4.2 測試光束的光譜應(yīng)接近于日光。

5.4.3 用光學裝置使入射光成為一束平行光，準直角不大于5°。

5.4.4 入射光束的輻照度應(yīng)不低于600Wm^-2。

5.4.5 輻射檢測器的光譜響應(yīng)應(yīng)能覆蓋整個太陽光譜的波段范圍。檢測時應(yīng)對準被檢光束。

5.4.6 測量反射光束和入射光束的輻照度比值。

5.4.7 改變光束入射區(qū)的位置，重復(fù)5.4.6條。

5.4.8 重復(fù)5.4.7條，測量5次以上，求出反射輻照度和入射輻照度的比值的平均值，即為總反射率。

5.5 熱、機械應(yīng)變和應(yīng)力測量

5.5.1 組件安裝使用前，在需要監(jiān)測熱、機械應(yīng)力的位置粘貼電阻應(yīng)變片。

5.5.2 組件安裝使用后，用電阻應(yīng)變儀可監(jiān)測在粘貼應(yīng)變片位置產(chǎn)生的應(yīng)變，并從材料的彈性模量計算出應(yīng)力。

6 數(shù)據(jù)處理及測試報告

6.1 伏安特性及電性能參數(shù)的測量結(jié)果應(yīng)按GB 6495中2.5條規(guī)定的方法換算到標準測試條件。

6.2 所有參數(shù)測量均應(yīng)重復(fù)3～5次取平均值，給出不確定度。

6.3 轉(zhuǎn)換效率應(yīng)按組件的全面積作為受光面積來計算。

6.4 測試報告中應(yīng)給出各項測量所用儀表的精度。

6.5 測試報告單應(yīng)按附錄D填寫。

附　錄　A

電　容　負　載

（補充件）

A1 用太陽電池使電容器充電，充電電壓的變化范圍為0～V_oc，充電電流的變化范圍為0～I_sc，整個充電過程中，電流和電壓的變化等效于太陽電池從短路到開路的變化，可用來描繪一條完整的I-V特性曲線。特別適用于測量大功率太陽電池方陣。該電容器和可變負載等效。

A2 電容負載的直流耐壓應(yīng)不低于待測開路電壓的二倍。

A3 電容負載應(yīng)選用泄漏電阻足夠小的電容器。

A4 電容負載的電容量應(yīng)加以選擇，以保證恰當?shù)臏y量周期。

A5 使用電容負載的測量電路框圖見圖A1。

圖 A1

附　錄　B

輻照不穩(wěn)定時電性能的測量方法

（補充件）

B1 在測試周期內(nèi)，若輻照不穩(wěn)定度大于±1％，小于±10％，可按本附錄測量電性能參數(shù)。

B2 陽光總輻照度應(yīng)不低于600Wm^-2。

B3 和氣候及陽光條件、測量場地、安裝及測量儀器等有關(guān)的其他規(guī)定分別按GB 6495中4.1、4.2、4.3及2.2等條。

B4 在一次測量周期內(nèi)，用雙通道記錄儀器，以同樣的掃描方式，同時記錄下伏安特性曲線1及相應(yīng)的標準太陽電池短路電流變化曲線2，見圖B1。曲線2即和太陽電池輸出電流、電壓變化相對應(yīng)的輻照度變化曲線。

B5 把測試周期取得足夠短，便可忽略溫度變化的影響，從曲線1和2的對應(yīng)點求出輻照度不變時的I-V曲線。按GB 6495的2.5條所規(guī)定的方法進行。

圖 B1

附　錄　C

額定工作溫度（NOCT）

（補充件）

C1 額定工作溫度（NOCT）是太陽電池組件（板、方陣）在輻照度為800Wm^-2，環(huán)境溫度20℃及風速為1m/s的環(huán)境條件下的運行溫度。

C2 NOCT隨組件的封裝材料、結(jié)構(gòu)及工藝而改變，某些典型組件的NOCT可以采用以下數(shù)值

C3 NOCT的測量方法見有關(guān)規(guī)定。

附　錄　D

太陽電池組件參數(shù)測試報告單格式

（補充件）

D1 太陽電池組件參數(shù)測試報告單分為二部分，即組件電性能參數(shù)測試報告單和組件其他參數(shù)測試報告單。

D2 組件電性能參數(shù)測試報告單按GB 6495中附錄E的規(guī)定填寫。

D3 組件其他參數(shù)測試報告單按下列格式制表：