太陽模擬器測(cè)量的偏差與檢測(cè)方法

模擬器測(cè)量的偏差及檢測(cè)方法2012年7月9日一、簡(jiǎn)介

2011年以來，在歐洲的主要市場(chǎng)，光伏產(chǎn)業(yè)進(jìn)入了一個(gè)政策緊縮的階段，同時(shí)潛在產(chǎn)能過剩導(dǎo)致了太陽能組件價(jià)格出現(xiàn)暴跌，光伏行業(yè)重點(diǎn)已經(jīng)漸漸從盲目的擴(kuò)產(chǎn)能轉(zhuǎn)向產(chǎn)品的成本控制，而原材料的價(jià)格在組件的成本中占了最直接也是最大的比重，還有在組件測(cè)試性能上需要一個(gè)最佳的精確值，這樣才能夠滿足客戶的要求，因此我們邀請(qǐng)TUV第三方監(jiān)督機(jī)構(gòu)為我們提供一個(gè)科學(xué)，嚴(yán)謹(jǐn)且成本低廉的輔材管理體系概念，幫助企業(yè)在現(xiàn)今“省”字當(dāng)頭的大前提下，更簡(jiǎn)單高效的取得最希望的效果。

一、目的：

影響太陽能模擬器測(cè)量偏差的有關(guān)因素二、基本情況

目前使用同一廠家生產(chǎn)的組件，送給萊茵TUV進(jìn)行測(cè)試，他的測(cè)量值是228W，然后又拿回原來的工廠，再次進(jìn)行測(cè)量，結(jié)果工廠測(cè)量值是232W，兩者測(cè)量相差4W。組件功率出現(xiàn)差異的情況是什么原因造成？

四、組件功率偏差疑點(diǎn)

1、模擬器光譜可能會(huì)產(chǎn)生這種情況出現(xiàn)，但它是經(jīng)過計(jì)量的不是主要因素；2、光源的長效性不穩(wěn)定也是個(gè)原因，但它也是經(jīng)過計(jì)量的，所以也不是很重要的因素；3、不同設(shè)備的光譜非均勻性有可能就是產(chǎn)生這種情況的主要因素。當(dāng)然如果測(cè)出來的數(shù)據(jù)偏高對(duì)生產(chǎn)廠家會(huì)獲得更高的利潤，但是客戶的反饋會(huì)給生產(chǎn)廠家名譽(yù)上的損失，因此為了減少組件功率出現(xiàn)的偏差對(duì)光譜非均勻性產(chǎn)生的誤差進(jìn)行探討。五、光譜的非均勻性影響光譜非均勻性的因素不僅跟光源的不匹配性有關(guān)還和電池片的不匹配有很大的關(guān)聯(lián)。而電池片的不匹配是因?yàn)楣S生產(chǎn)的組件大多數(shù)都是以串聯(lián)的方式連接的，我們都知道世上任何一個(gè)東西，它并不是十分完美的，所以這些電池片之間就會(huì)存在一個(gè)不匹配性。這些不匹配性一般都是在組件車間生產(chǎn)的時(shí)候從觸摸電池片---焊接---層壓---裝框---測(cè)試---搬運(yùn)過程中都會(huì)產(chǎn)生。在工廠里電池片不匹配達(dá)到2%-5%是很常見的。比如說每天的交通，最慢的汽車會(huì)導(dǎo)致整個(gè)客流量的影響，對(duì)于組件也一樣，最壞的一塊電池片會(huì)影響整塊組件的電性能，如果同一等級(jí)的電池片組成的組件，它測(cè)試的功率就比較高。實(shí)驗(yàn)一：取一串由8塊電池片連接在一起組成一塊小組件，其中有一塊電池片有缺陷（這里的缺陷指碎片、隱裂等）。假如我們給它一個(gè)十分完美的光源照射，結(jié)果發(fā)現(xiàn)每塊電池片產(chǎn)生的電性能是不一樣的，最主要的是有缺陷的那塊，它會(huì)將所有電池片的電性能給拉低，先不考慮其他的因素，這塊缺陷的電池片會(huì)影響到整塊組件的電流。但對(duì)于工廠使用的模擬器來說，它很難做到讓組件能100%吸收一個(gè)十分完美的光源。實(shí)驗(yàn)二：我們還是使用原來8塊電池片組成的參照組件，在不同的兩種光源（A和B）下他們光譜非均勻性都達(dá)到+2%，但不一樣的是光源A是一個(gè)很均勻、非常完美的戶外光源，光強(qiáng)達(dá)到1000w/m2，然后在這情況下對(duì)這塊參照組件進(jìn)行照射，而光源B它不是一個(gè)很均勻、很完美的模擬光源，對(duì)這塊參考組件進(jìn)行照射。結(jié)果發(fā)現(xiàn)每片電池得出的功率都不是一樣的（圖一）。

（圖一）接著我們對(duì)這次的測(cè)試進(jìn)行計(jì)算（圖二），這時(shí)候就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)很有趣而相對(duì)復(fù)雜的情況，就是光源A的功率比光源B的功率小0.8W。這就驗(yàn)證了上面所說的光譜非均勻性和電池片是導(dǎo)致功率差異的直接原因。（圖二）實(shí)驗(yàn)（三）現(xiàn)在如果我們使用一塊邊緣有碎片的標(biāo)準(zhǔn)組件校準(zhǔn)，然后使用一塊邊緣有碎片的樣品組件測(cè)試，并分別在兩種不同的光源下照射（光譜非均勻性：+2%），會(huì)出現(xiàn)什么情況？（圖一）（圖二）

結(jié)論：從以上的實(shí)驗(yàn)表明不同的光譜，有缺陷標(biāo)準(zhǔn)組件和有缺陷樣品組件他們之間的測(cè)試會(huì)產(chǎn)生+4%誤差?，F(xiàn)在有一個(gè)問題老困擾著我們，就是如何減少組件測(cè)試功率產(chǎn)生誤差的情況？但是非常遺憾，目前沒有任何一種模擬器能減少光譜匹配性的現(xiàn)象，所以說這是一種非常難改變的情況。

唯有我們可以從參考組件上避免這種情況的發(fā)生：1、參考組件目測(cè)不能有缺陷；2、參考組件在戶外暴曬后，達(dá)到穩(wěn)定情況，需經(jīng)過EL測(cè)試，確認(rèn)電池片上是否存在損毀的情況；3、參考組件需選擇高質(zhì)量的電池片，這樣才能使光譜失配性發(fā)生的概率降低，相反如果參考組件的電池片適配性存在很大偏差，那么情況就不斷的傳遞下去，從而導(dǎo)致功率的偏差也就越來越大。UL1703和IEC61215/61730合并測(cè)試一、目的：減少檢測(cè)費(fèi)用及縮短檢測(cè)時(shí)間。

二、

UL1703和IEC61215/61730測(cè)試過程部分測(cè)試條件方法、標(biāo)準(zhǔn)相同。

組件經(jīng)過測(cè)試后輸出功率衰減不超過初始測(cè)量值的確5%，沒有主要的目視缺陷。熱循環(huán)試驗(yàn)

將組件的正極引出端接到提供電流儀的正極，負(fù)極連接到其負(fù)極。在200次熱循化試驗(yàn)中，對(duì)組件施加等于標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件下最大功率點(diǎn)電流±2%。僅在組件溫度超過25℃時(shí)保持流過的電流。濕-凍試驗(yàn)最高和最低溫度應(yīng)在所設(shè)定值的±2℃以內(nèi)，室溫以上各溫度下，相對(duì)濕度應(yīng)保持在所設(shè)定值的±5%以內(nèi)。進(jìn)行10次循環(huán)。濕-熱試驗(yàn)試驗(yàn)溫度：85℃±2℃相對(duì)濕度：85%±5%試驗(yàn)時(shí)間：1000h紫外預(yù)處理試驗(yàn)

使組件經(jīng)受波長在280nm到385nm范圍的紫外輻射為15kWh·m-2,其中波長為280nm到320nm的紫外輻射至少為5kWh·m-2，在試驗(yàn)過程中維持組件的溫度在前面規(guī)定的范圍。熱斑耐久試驗(yàn)其輻照度為1000W·m-2±10%,不均勻度不超過±2%，瞬時(shí)不穩(wěn)定度在±5%以內(nèi)。絕緣測(cè)試濕絕緣電阻測(cè)試值：

UL1703標(biāo)準(zhǔn)：濕絕緣電阻≥40MΩ*m2IEC61215標(biāo)準(zhǔn)：絕緣電阻≥40MΩ/m2

（面積小于0.1m2或更小的模塊，絕緣電阻不應(yīng)該小于