2024建筑光伏一體化組件太陽得熱系數(shù)測試方法

建筑光伏一體化組件太陽得熱系數(shù)測試方法范圍本文件規(guī)定了透光型建筑光伏一體化組件太陽得熱系數(shù)測試中的術(shù)語與定義、組件分類、基于光-熱-電性能數(shù)據(jù)的太陽得熱系數(shù)測試方法、基于太陽能模擬器-熱箱裝置的太陽得熱系數(shù)測試方法、數(shù)據(jù)處理及檢測報告。本文件適用于半透明光伏窗、光伏玻璃幕墻、光伏采光頂、光伏百葉窗等透光型建筑光伏一體化組件太陽得熱系數(shù)的測試。本文件未考慮窗體滲風和冷熱橋效應(yīng)的影響。本文件方法不適用于通風型組件、光學(xué)數(shù)據(jù)隨環(huán)境條件發(fā)生變化的組件、以及曲面型組件的太陽得熱系數(shù)的測試。規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T2680-2021建筑玻璃可見光透射比﹑太陽光直接透射比﹑太陽能總透射比﹑紫外線透射比及有關(guān)窗玻璃參數(shù)的測定GB/T4132-2015絕熱材料及相關(guān)術(shù)語GB/T6495.1-1996光伏器件第1部分：光伏電流－電壓特性的測量GB/T6495.9-2006光伏器件第9部分：太陽模擬器性能要求GB/T19565-2017總輻射表GB/T25968-2010分光光度計測量材料的太陽透射比和太陽吸收比試驗方法GB/T27418-2017測量不確定度評定和表示GB/T30592-2014透光圍護結(jié)構(gòu)太陽得熱系數(shù)檢測方法術(shù)語與定義按照GB/T4132-2015、GB/T30592-2014及GB/T6495.9-2006確立的以及下列術(shù)語與定義適用于本文件。3.1透光型建筑光伏一體化組件semi-transparentbuilding-integratedphotovoltaicmodule具有建筑圍護結(jié)構(gòu)功能并可取代透光圍護結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的光伏組件，如光伏窗、光伏玻璃幕墻、光伏采光頂、光伏百葉窗等結(jié)構(gòu)的透光型組件。3.2熱電性能測試腔thermal-electricalperformancetestingchamber用于測試建筑光伏一體化組件太陽得熱系數(shù)及其發(fā)電性能數(shù)據(jù)的裝置，由太陽能模擬器、制冷盤管系統(tǒng)、電能輸出裝置以及相關(guān)測試參數(shù)的監(jiān)測儀器組成。3.3光伏電池面積比solarcellarearatio光伏電池覆蓋的面積與透光型建筑光伏一體化組件總面積的比值。3.4透光區(qū)域面積比transparentarearatio透光玻璃的面積與透光型建筑光伏一體化組件總面積的比值。3.5柵線區(qū)域面積比transparentarearatio柵線覆蓋的面積與透光型建筑光伏一體化組件總面積的比值。3.6實際吸收率effectiveabsorption每層玻璃的實際吸收率由兩部分組成，包括玻璃對太陽輻射的直接吸收率和因組件內(nèi)部反射所引起的吸收率增益。分類和命名按光伏電池排布形式分類透光型建筑光伏一體化組件的電池排布形式會影響建筑內(nèi)采光環(huán)境，組件的主要電池排布形式如圖1所示。說明：1—光伏電池區(qū)域；2—透光區(qū)域；3—玻璃/高分子透光材料；4—粘結(jié)層；5—光伏層；6—透明導(dǎo)電氧化物；(a)—條塊型組件；(b)—刻蝕型組件；(a)—自身透光型組件。注：橫截面圖示僅為結(jié)構(gòu)示意圖，各層材料的厚度不反映其真實厚度。透光型建筑光伏一體化組件的電池排布形式不同電池排布形式組件的相關(guān)描述(a)條塊型組件1)條塊型組件的光伏電池通常為晶硅電池。2)將光伏電池制作成條狀或者塊狀電池，均勻排布，電池之間存在透明間隙，太陽光可透過透明間隙區(qū)域進入室內(nèi)。3)以夾膠型晶體硅透光型組件為例，該組件由前側(cè)玻璃、粘接層、光伏層、粘結(jié)層以及后側(cè)玻璃/樹脂材料疊層組成，并通過熱壓成型技術(shù)形成一體化組件。4)圖中未展示細柵線和主柵線等電氣連接部分。(b)刻蝕型組件1)刻蝕型組件的光伏電池通常為薄膜電池。2)光伏電池被激光切割、激光刻蝕或機械刻蝕等技術(shù)處理后形成細條狀光伏電池。3)光伏電池條陣列均勻排布，電池之間存在透明間隙，太陽光可透過透明間隙區(qū)域進入室內(nèi)。表1（續(xù)）(b)刻蝕型組件4)以夾膠型薄膜電池透光型組件為例，該組件由前側(cè)玻璃、粘接層以及后側(cè)玻璃組成。制作該組件時，需通過薄膜沉積技術(shù)依次疊層透明導(dǎo)電氧化物、光伏層、透明導(dǎo)電氧化物于玻璃上組成前側(cè)玻璃。在每層材料沉積于玻璃后，需要通過激光刻蝕技術(shù)對材料進行刻蝕。最后，采用熱壓成型技術(shù)將上述材料與其他材料壓合形成一體化組件。5)用戶可根據(jù)需求通過激光刻蝕技術(shù)制作不同圖案的透光型建筑光伏一體化組件。6)圖中未展示細柵線和主柵線等電氣連接部分。(c)自身透光型組件1)自身透光型組件的光伏電池具有一定的透光性，太陽光可直接透過光伏電池進入室內(nèi)。2)自身透光型組件由前側(cè)玻璃、粘接層以及后側(cè)玻璃組成。制作該組件時，需通過薄膜沉積技術(shù)依次疊層透明導(dǎo)電氧化物、光伏層、透明導(dǎo)電氧化物于玻璃上組成前側(cè)玻璃，再采用熱壓成型技術(shù)將上述材料與其他材料壓合形成一體化組件。3)圖中未展示細柵線和主柵線等電氣連接部分。按組件的結(jié)構(gòu)形式分類如圖2所示，透光型建筑光伏一體化組件的主要結(jié)構(gòu)形式包括：夾膠結(jié)構(gòu)、中空雙層結(jié)構(gòu)、真空結(jié)構(gòu)以及多層多腔結(jié)構(gòu)等。說明：1—夾膠光伏玻璃（光伏玻璃層）；2—氣體腔；3—其他玻璃；4—真空腔；5—支撐柱；(a)—夾膠結(jié)構(gòu)；(b)—單腔中空結(jié)構(gòu)；(c)—單腔真空結(jié)構(gòu)；(d)—多層多腔結(jié)構(gòu)1；(e)—多層多腔結(jié)構(gòu)2；(f)—多腔中空結(jié)構(gòu)。透光型建筑光伏一體化組件的主要結(jié)構(gòu)形式不同結(jié)構(gòu)形式組件的相關(guān)描述(a)夾膠結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)的各層材料如圖1所示。對于前側(cè)玻璃為雙層夾膠玻璃的組件，同樣屬于夾膠結(jié)構(gòu)。(b)單腔中空結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)的中空腔體內(nèi)可填充空氣、惰性氣體等氣體；在腔體兩側(cè)的玻璃表面上可加入各類涂層材料，例如Low-e涂層等。(c)單腔真空結(jié)構(gòu)。通過抽真空技術(shù)將腔體內(nèi)氣體抽出，使得腔體內(nèi)接近真空狀態(tài)，并采用支撐柱承壓。在腔體兩側(cè)的玻璃表面可加入各類涂層材料，例如Low-e涂層等。(d)&(e)多層多腔結(jié)構(gòu)中空-真空結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)由中空結(jié)構(gòu)和真空結(jié)構(gòu)組成。在真空腔和中空腔兩側(cè)的玻璃表面均可加入各類涂層材料，例如Low-e涂層等。(f)多腔中空結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)的玻璃層數(shù)不限；腔體內(nèi)可填充空氣、惰性氣體等氣體；在腔體兩側(cè)的玻璃表面可加入各類涂層材料，例如Low-e涂層等?；诠?熱-電性能數(shù)據(jù)的太陽得熱系數(shù)測試與計算方法通用要求基于光-熱-電性能數(shù)據(jù)的太陽得熱系數(shù)測試與計算方法適用于半透明光伏窗、光伏采光頂以及光伏玻璃幕墻等超大面積組件的太陽得熱系數(shù)測試?；诟鳒y試樣品的光譜透過率、前側(cè)光譜反射率、后側(cè)光譜反射率和產(chǎn)品的發(fā)電效率，參照GB/T2680-2021構(gòu)建的建筑玻璃參數(shù)的計算結(jié)構(gòu)，并通過從吸收率中扣除發(fā)電效率可計算獲取了組件的太陽得熱系數(shù)。光學(xué)性能測試測試樣品制作透光型建筑光伏一體化組件包括光伏電池區(qū)域、透光區(qū)域和柵線區(qū)域。組件中光伏玻璃層各區(qū)域樣品結(jié)構(gòu)如圖3所示。說明：1—玻璃/高分子透光材料；2—粘結(jié)材料；3—光伏電池；4—柵線；(a)—光伏電池區(qū)域樣品；(b)—透光區(qū)域樣品；(c)—柵線區(qū)域樣品。光伏電池區(qū)域、透光區(qū)域、柵線區(qū)域樣品光伏電池區(qū)域、透光區(qū)域、柵線區(qū)域樣品的材料組成(a)光伏電池區(qū)域樣品。該樣品由光伏電池、粘接材料以及玻璃（或高分子透光材料）組成。(b)透光區(qū)域樣品。樣品由粘接材料和玻璃（或高分子透光材料）組成。(c)柵線區(qū)域樣品。該樣品由柵線、粘接材料以及玻璃（或高分子透光材料）組成。柵線應(yīng)當均勻敷設(shè)且布滿整個樣品。光伏電池區(qū)域、透光區(qū)域、柵線區(qū)域樣品的制作過程的注意事項事項1光學(xué)數(shù)據(jù)測試樣品的材料和結(jié)構(gòu)應(yīng)當與真實組件保持一致。事項2薄膜電池組件只需要制作樣品(a)和樣品(b)。事項3在制作樣品(c)較為困難的情況下，可以不制作樣品(c)，并將該區(qū)域簡化等效為光伏電池區(qū)域。事項4若透光型建筑光伏一體化組件中存在多層玻璃，除光伏玻璃層外，組件內(nèi)其他玻璃層也應(yīng)采用與真實組件相同的材料和結(jié)構(gòu)制作測試樣品；事項5若組件中包含鋼化玻璃材料，可采用相同工藝制作的非鋼化玻璃替代鋼化玻璃制作相關(guān)測試樣品；事項6樣品尺寸應(yīng)當滿足測試儀器的尺寸要求。推薦樣品尺寸為100mm×100mm（長×寬）。測試儀器所有樣品的光學(xué)特性數(shù)據(jù)均應(yīng)采用分光光度計測試，分光光度計及其附件應(yīng)滿足GB/T25968-2010的要求。分光光度計測試范圍應(yīng)涵蓋300nm~2500nm，光譜帶寬不大于5nm；必要時，在測試前應(yīng)當校準分光光度計。照射光線應(yīng)垂直入射到樣品表面，與樣品表面法線方向偏離角度不應(yīng)超過8°，與光軸的夾角不應(yīng)超過3°。光學(xué)特性數(shù)據(jù)測試分光光度計對光學(xué)特性數(shù)據(jù)的測試方法應(yīng)符合GB/T25968-2010中的規(guī)定。通過分光光度計測試各樣品所獲取的數(shù)據(jù)應(yīng)包括以下部分：光譜前側(cè)太陽輻射反射率；光譜透過率；光譜后側(cè)太陽輻射反射率。注：同一樣品的光學(xué)數(shù)據(jù)應(yīng)測試3次及以上，并對各波段下的測試結(jié)果求平均值，各測試值與平均值的差異應(yīng)小于1%，采用平均值作為最終測試結(jié)果。發(fā)電效率測試組件效率測試平臺組成如圖4所示，組件發(fā)電效率測試平臺應(yīng)包含太陽能模擬器、電流-電壓曲線測試儀、太陽輻射儀以及溫度計等。組件尺寸與產(chǎn)品尺寸一致。說明：1—太陽能模擬器；2—透光型建筑光伏一體化組件；3—太陽輻射儀；4—電流-電壓曲線測試儀；5—溫度測點。發(fā)電效率測試平臺測試儀器要求及測試條件光伏發(fā)電效率測試儀器要求及測試條件應(yīng)如表5所示。測試儀器要求及測試條件太陽能模擬器太陽能模擬器應(yīng)符合GB/T6495.9-2006要求達到AAB級及以上。穩(wěn)態(tài)/瞬態(tài)太陽能模擬器光照條件下對組件電性能數(shù)據(jù)的測試方法應(yīng)符合GB/T6495.1-1996要求，入射光線應(yīng)垂直入射到樣品表面，與樣品表面法線方向偏離角度不應(yīng)超過5°；光照區(qū)域面積應(yīng)大于被測試的組件面積。電流-電壓曲線測試儀組件最大功率點的電流和電壓測試不確定度應(yīng)小于0.2%。太陽輻射儀太陽輻射儀應(yīng)符合GB/T19565-2017達到一級；測試時，太陽輻射儀不應(yīng)在組件上產(chǎn)生陰影。溫度計溫度測試不確定度應(yīng)不大于0.5℃。本文件推薦選用薄型溫度計（直徑小于0.1mm）；當溫度計直徑大于0.1mm時，應(yīng)采用鋁薄膜或其他高反射材料覆蓋其表面，以減少太陽輻射對溫度測試的影響；高反射材料面積應(yīng)恰好遮蓋溫度計。溫度計應(yīng)當與光伏玻璃貼合，推薦采用導(dǎo)熱硅脂將溫度計貼敷于光伏玻璃上；應(yīng)盡量避免溫度計遮擋對光伏發(fā)電的影響。測試條件本文件推薦測試條件：入射太陽輻射強度為1000W/m2，太陽輻射光譜AM1.5，組件表面溫度為25℃。若無法滿足推薦測試條件，入射太陽輻射強度不應(yīng)低于500W/m2，組件溫度在25~50℃內(nèi)即可。測試過程中應(yīng)記錄組件的溫度和輻照度，并按照GB/T6495.1-1996的方法將實測的電流-電壓特性修正到推薦的測試條件。組件發(fā)電效率組件發(fā)電效率計算公式如下：(1)?m——組件發(fā)電效率(%)；Pmpp——組件正面最佳功率點發(fā)電功率(W)；I——太陽輻射儀測試的入射太陽輻射強度(W/m2)；A——建筑光伏一體化組件面積(m2)。太陽得熱系數(shù)計算計算原理通過透光型光伏組件進入室內(nèi)的太陽得熱量由兩部分組成，分別包括透射進入室內(nèi)的太陽輻射量和二次傳熱進入室內(nèi)的太陽輻射量。太陽得熱系數(shù)即為太陽得熱量與入射到組件表面的總太陽輻射量的比值。室內(nèi)/室外表面換熱系數(shù)室內(nèi)表面換熱系數(shù)hi和室外表面換熱系數(shù)he會影響組件向室內(nèi)傳遞的二次傳熱量。(2)(3)?i——透光型建筑光伏一體化產(chǎn)品室內(nèi)側(cè)發(fā)射率；對于鈉鈣玻璃，?i=0.8317，hi=8W/(m2·K)。夾膠結(jié)構(gòu)組件太陽得熱系數(shù)光伏電池區(qū)域的太陽得熱系數(shù)計算公式如下：(4)SHGCPV——光伏電池區(qū)域太陽得熱系數(shù)；τPV——光伏電池區(qū)域透過率；αPV——光伏電池區(qū)域吸收率；APV——光伏電池區(qū)域面積比。透光區(qū)域、柵線區(qū)域的太陽得熱系數(shù)計算公式如下：(5)(6)SHGCg——透光區(qū)域太陽得熱系數(shù)；τg——透光區(qū)域透過率；αg——透光區(qū)域吸收率；SHGCb——柵線區(qū)域太陽得熱系數(shù)；τb——柵線區(qū)域透過率；αb——柵線區(qū)域吸收率。透過率計算公式如下：(7)τx——光伏電池區(qū)域、透光區(qū)域或柵線區(qū)域的透過率；τx(λ)——光伏電池區(qū)域、透光區(qū)域或柵線區(qū)域的光譜透過率；S(λ)——太陽光譜輻射能量分布，W/(m2·nm)；太陽光譜輻射能量分布見GB/T17683.1-1999；Δλ——波長間隔，(nm)，推薦波長間隔為5nm。反射率計算公式如下：(8)(9)ρx——光伏電池區(qū)域、透光區(qū)域或柵線區(qū)域的前側(cè)反射率；ρx(λ)——光伏電池區(qū)域、透光區(qū)域或柵線區(qū)域的光譜前側(cè)反射率；ρx’——光伏電池區(qū)域、透光區(qū)域或柵線區(qū)域的后側(cè)反射率；ρx(λ)’——光伏電池區(qū)域、透光區(qū)域或柵線區(qū)域的光譜后側(cè)反射率。吸收率計算公式如下：(10)αx——光伏電池區(qū)域、透光區(qū)域或柵線區(qū)域的吸收率。組件太陽得熱系數(shù)計算公式如下：(11)(12)Ag——透光區(qū)域面積比；Ab——柵線區(qū)域面積比。單腔中空結(jié)構(gòu)組件太陽得熱系數(shù)單腔中空結(jié)構(gòu)組件的傳熱過程如圖5所示。說明：1—光伏玻璃層；2—室內(nèi)側(cè)玻璃；3—室外側(cè)；4—空氣腔/填充氣體腔；5—室內(nèi)側(cè)。中空型組件傳熱過程5.4.4.1光伏電池區(qū)域的太陽得熱系數(shù)計算公式如下：(13)SHGCPV——中空型組件光伏電池區(qū)域太陽得熱系數(shù)；τPV，1→2——中空型組件光伏電池區(qū)域透過率；αPV，1——光伏玻璃層中光伏電池區(qū)域的實際吸收率；APV——組件中光伏電池區(qū)域面積比；αpv-g，2——光伏電池區(qū)域?qū)?yīng)的室內(nèi)側(cè)玻璃的實際吸收率；χ——中空型組件室外側(cè)表面與室內(nèi)側(cè)表面之間的熱導(dǎo)，W/(m2·K)。5.4.4.2透光區(qū)域、柵線區(qū)域的太陽得熱系數(shù)計算公式如下：(14)(15)SHGCg——中空型組件透光區(qū)域太陽得熱系數(shù)；τg，1→2——中空型組件透光區(qū)域透過率；αg，1——光伏玻璃層中透光區(qū)域的實際吸收率；αg-g，2——透光區(qū)域?qū)?yīng)的室內(nèi)側(cè)玻璃的實際吸收率；SHGCb——中空型組件柵線區(qū)域太陽得熱系數(shù)；τb，1→2——中空型組件柵線區(qū)域透過率；αb，1——光伏玻璃層中柵線區(qū)域的實際吸收率；αb-g，2——柵線區(qū)域?qū)?yīng)的室內(nèi)側(cè)玻璃的實際吸收率；5.4.4.3透過率計算公式如下：(16)τx，1→2——中空型組件光伏電池區(qū)域、透光區(qū)域或柵線區(qū)域的透過率；τx，1(λ)——光伏玻璃層中光伏電池區(qū)域、透光區(qū)域或柵線區(qū)域的光譜透過率；τg，2(λ)——室內(nèi)側(cè)玻璃的光譜透過率；ρ’x，1(λ)——光伏玻璃層中光伏電池區(qū)域、透光區(qū)域或柵線區(qū)域的光譜后側(cè)反射率；ρg，2(λ)——室內(nèi)側(cè)玻璃的光譜前側(cè)反射率；S(λ)——太陽光譜輻射能量分布，W/(m2·nm)；太陽光譜輻射能量分布見GB/T17683.1-1999；Δλ——波長間隔，nm；推薦波長間隔為5nm。5.4.4.4實際吸收率計算公式如下：實際吸收率由兩部分組成，包括各層玻璃對太陽輻射的直接吸收率和因組件內(nèi)部反射所引起的吸收率增益。(17)(18)αx，1——光伏玻璃中光伏電池區(qū)域、透光區(qū)域或柵線區(qū)域的實際吸收率；αx-g，2——光伏電池區(qū)域、透光區(qū)域或柵線區(qū)域所對應(yīng)的室內(nèi)側(cè)玻璃的實際吸收率；αg，2(λ)——室內(nèi)側(cè)玻璃的光譜吸收率；(19)αx，1(λ)——光伏玻璃層中光伏電池區(qū)域、透光區(qū)域或柵線區(qū)域的光譜前側(cè)吸收率；(20)αx，1’(λ)——光伏玻璃層中光伏電池區(qū)域、透光區(qū)域或柵線區(qū)域的光譜后側(cè)吸收率；(21)5.4.4.5組件熱導(dǎo)計算公式如下：(22)χ——熱導(dǎo)；W/(m2·K)；hr——光伏玻璃層與室內(nèi)側(cè)玻璃之間的輻射換熱系數(shù)，W/(m2·K)；hc-gas——氣體腔內(nèi)的對流和導(dǎo)熱的綜合換熱系數(shù)，W/(m2·K)；d1——光伏玻璃厚度，m；d2——室內(nèi)側(cè)玻璃厚度，m；λ1——光伏玻璃層熱導(dǎo)率，W/(m·K)；λ2——室內(nèi)側(cè)玻璃熱導(dǎo)率，W/(m·K)；(23)σ——斯忒藩-玻爾茲曼常數(shù)，5.67×10-8W/(m2·K4)；?1’——光伏玻璃層的后側(cè)發(fā)射率；?2——室內(nèi)側(cè)玻璃的前側(cè)發(fā)射率；Tm——中空型組件的平均溫度；。(24)λgas——氣體腔內(nèi)氣體的熱導(dǎo)率，W/(m·K)；dgas——氣體腔的厚度，m；Nu——努塞爾數(shù)；垂直放置的組件（熱流方向為水平方向）的值計算方法見ISO10292：(25)格拉曉夫數(shù)：(26)普朗特數(shù)：(27)ρgas——氣體腔內(nèi)氣體的密度，kg/m3；μ——氣體腔內(nèi)氣體的動力粘度，Pa·s；ΔT——氣體腔兩側(cè)的溫差；；cgas——氣體腔內(nèi)氣體的定壓比熱容；J/(kg·K)。5.4.4.6組件太陽得熱系數(shù)計算公式如下：(28)(29)Ag——透光區(qū)域面積比；Ab——柵線區(qū)域面積比。單腔真空結(jié)構(gòu)組件太陽得熱系數(shù)單腔真空結(jié)構(gòu)組件的太陽得熱系數(shù)計算方法與單腔中空結(jié)構(gòu)組件類似。相比于單腔中空結(jié)構(gòu)組件，單腔真空結(jié)構(gòu)組件的內(nèi)部對流傳熱量十分微弱，因此計算時可忽略單腔真空結(jié)構(gòu)組件的內(nèi)部對流傳熱量。單腔真空結(jié)構(gòu)組件的熱導(dǎo)根據(jù)下式進行計算：(30)(31)hpillar——支撐柱的傳熱系數(shù)，W/(m2·K)；Rpillar——支撐柱的半徑，m；λpillar——支撐柱的熱導(dǎo)率，W/(m·K)；Hpillar——支撐柱的高度，m；dpillar——支撐柱之間的間距，m。多層多腔結(jié)構(gòu)組件太陽得熱系數(shù)多層多腔結(jié)構(gòu)組件由多層玻璃和多個腔體組成，腔體包括中空腔和真空腔。多層玻璃的建筑光伏一體化產(chǎn)品的太陽得熱系數(shù)計算，涉及到兩個方面：1）各層玻璃的實際吸收率計算；2）各層玻璃間熱導(dǎo)的迭代計算。5.4.6.1光伏電池區(qū)域的太陽得熱系數(shù)計算公式如下：(32)SHGCPV——多層多腔型組件光伏電池區(qū)域的太陽得熱系數(shù)；τPV，1→n——組件的光伏電池區(qū)域的透過率；αPV，1——光伏玻璃層中光伏電池區(qū)域的實際吸收率；αpv-g，n——光伏電池區(qū)域?qū)?yīng)的第n層玻璃的實際吸收率；APV——組件中光伏電池區(qū)域面積比；χ12——如圖6所示，光伏玻璃與第二層玻璃之間的熱導(dǎo)，W/(m2·K)；χ(n-1)n——如圖6所示，第n-1層玻璃與第n層玻璃之間的熱導(dǎo)，W/(m2·K)。多層多腔組件傳熱過程5.4.6.12透光區(qū)域、柵線區(qū)域的太陽得熱系數(shù)計算公式如下：(33)(34)SHGCg——多層多腔型組件透光區(qū)域太陽得熱系數(shù)；τg，1→n——組件的透光區(qū)域透過率；αg，1——光伏玻璃層中透光區(qū)域的實際吸收率；αg-g，n——透光區(qū)域?qū)?yīng)的第n層玻璃的實際吸收率；SHGCb——多層多腔型組件柵線區(qū)域太陽得熱系數(shù)；τb，1→n——組件的柵線區(qū)域透過率；αb，1——光伏玻璃層中柵線區(qū)域的實際吸收率；αb-g，n——柵線區(qū)域?qū)?yīng)的第n層玻璃的實際吸收率。5.4.6.3各層玻璃的實際吸收率計算雙層玻璃系統(tǒng)的光學(xué)數(shù)據(jù)計算公式如下：(35)(36)(37)各層玻璃的實際吸收率的計算流程如下:第一步，基于測試數(shù)據(jù)，根據(jù)式（35）、（36）和（37）計算第n層玻璃與第n-1層玻璃組成的n→(n+1)雙層玻璃系統(tǒng)的光學(xué)特性數(shù)據(jù)；第二步，將n→(n+1)雙層玻璃系統(tǒng)等效為單層玻璃，與第n-2層玻璃組成n→(n-2)雙層玻璃系統(tǒng)，并根據(jù)式（35）、（36）和（37）計算該雙層玻璃系統(tǒng)的光學(xué)特性數(shù)據(jù)；第三步，重復(fù)第二步直到計算出n→2雙層玻璃系統(tǒng)的光學(xué)特性數(shù)據(jù)。第四步，根據(jù)式（35）、（36）和（37）計算第1層玻璃與第2層玻璃組成的1→2雙層玻璃系統(tǒng)的光學(xué)特性數(shù)據(jù)；第五步，將1→2雙層玻璃系統(tǒng)等效為單層玻璃，與第3層玻璃組成1→3雙層玻璃系統(tǒng)，并根據(jù)式（35）、（36）和（37）計算該雙層玻璃系統(tǒng)的光學(xué)特性數(shù)據(jù)；第六步，重復(fù)第五步直到計算出1→(n-1)玻璃系統(tǒng)的光學(xué)特性數(shù)據(jù)。第七步，根據(jù)第1層玻璃的光學(xué)特性數(shù)據(jù)與n→2玻璃系統(tǒng)的光學(xué)特性數(shù)據(jù)，基于式（17）的計算方法來計算第1層玻璃的實際吸收率αx，1。第八步，根據(jù)1→2玻璃系統(tǒng)的光學(xué)特性數(shù)據(jù)與n→3玻璃系統(tǒng)的光學(xué)特性數(shù)據(jù)基于式（17）的計算方法來計算1→2玻璃系統(tǒng)的實際吸收率αx，1+αx，2。第九步，重復(fù)第八步，直到計算出1→(n-1)玻璃系統(tǒng)的實際吸收率αx，1+αx，2+αx，n-1。第十步，根據(jù)第n層玻璃的光學(xué)特性數(shù)據(jù)和1→(n-1)玻璃系統(tǒng)的光學(xué)特性數(shù)據(jù)，基于式（18）的計算方法計算第n層玻璃的實際吸收率αx，n。5.4.6.4各層玻璃間的熱導(dǎo)計算如圖6所示，各層玻璃之間的傳熱可通過熱傳導(dǎo)、對流傳熱以及輻射傳熱等傳熱方式進行。在無太陽輻射條件下，第i層玻璃的熱平衡方程（i≠1且i≠n）：(38)hr,i-1→i、hc,i-1→i、hpillar,i-1→i——第i-1層玻璃與第i層玻璃之間的輻射傳熱系數(shù)、對流傳熱系數(shù)以及支撐柱傳熱系數(shù)；hr,i→i+1、hc,i→i+1、hpillar,i→i+1——第i層玻璃與第i+1層玻璃之間的輻射傳熱系數(shù)、對流傳熱系數(shù)以及支撐柱的傳熱系數(shù)。計算各玻璃之間的熱導(dǎo)的迭代計算過程如圖7所示，其中計算的邊界條件為：T1=290.5K；Tn=275.5K。迭代計算流程如下：組件內(nèi)各層玻璃間熱導(dǎo)迭代計算流程圖5.4.6.5多層多腔型組件的太陽得熱系數(shù)計算公式如下：(39)(40)Ag——透光區(qū)域面積比；Ab——柵線區(qū)域面積比?；谔柲苣M器-熱箱裝置的太陽得熱系數(shù)測試方法測試原理基于GB/T30592-2014“透光圍護結(jié)構(gòu)太陽得熱系數(shù)檢測方法”，本文件構(gòu)建了基于太陽能模擬器-熱箱裝置的透光型建筑光伏一體化組件的太陽得熱系數(shù)測試方法。該測試方法不僅適用于光伏窗、光伏玻璃幕墻、光伏采光頂?shù)奶柕脽嵯禂?shù)測試，還適用于光伏百葉窗等結(jié)構(gòu)復(fù)雜組件的太陽得熱系數(shù)測試。測試裝置儀器及相關(guān)設(shè)備布置透光型建筑光伏一體化組件太陽得熱系數(shù)測試裝置內(nèi)儀器及相關(guān)設(shè)備布置如圖8所示。說明：1—風機2—加熱器（加熱功率需要計量）3—導(dǎo)流百葉（表面涂有高吸收率材料）4—熱流計5—入射太陽輻射儀6—反射太陽輻射儀7—試件8—太陽能模擬器9—導(dǎo)流風道（表面涂有高吸收率材料）10—制冷盤管1（表面涂有高吸收率材料）11—制冷盤管212—圍護結(jié)構(gòu)13—試件框（表面涂有高吸收率材料）14—固定鎖扣15—移動滑輪太陽得熱系數(shù)測試裝置熱電性能測試腔熱電性能測試腔由兩個腔體組成，包括環(huán)境腔和測試腔。環(huán)境腔內(nèi)布置有太陽能模擬器、制冷盤管和空氣系統(tǒng)等，用于維持測試過程的必要環(huán)境條件。測試腔內(nèi)布置有制冷盤管系統(tǒng)，用于測試通過試件進入室內(nèi)的太陽輻射得熱量。在腔體外布置有電能測試裝置，用于輸出和測試組件產(chǎn)生的光伏發(fā)電量。相關(guān)必要測試參數(shù)及其測試方法將在本節(jié)指明。測試工況測試腔的空氣溫度設(shè)定值應(yīng)為24.5℃~25.5℃范圍內(nèi)某一溫度值，且溫度波動幅度應(yīng)小于0.3℃。環(huán)境腔的空氣溫度設(shè)定值應(yīng)為24.5℃~28.5℃范圍內(nèi)某一溫度值，且溫度波動幅度應(yīng)小于0.5℃。試件附近風速應(yīng)小于3m/s。太陽能模擬器按照GB/T6495.9-2006中的相關(guān)規(guī)定，太陽能模擬器應(yīng)達到AAB級及以上；入射光線應(yīng)垂直入射到樣品表面，與法線方向偏離角度不宜超過10°；光照區(qū)域面積應(yīng)大于測試組件面積；太陽輻射強度，500W/m2~700W/m2。測試腔圍護結(jié)構(gòu)測試腔圍護結(jié)構(gòu)，采用隔熱材料制作，應(yīng)具有高熱阻、低熱容特點，熱阻值應(yīng)不低于10.0(m2·K)/W，推薦選用蜂窩型結(jié)構(gòu)制作。試件框試件框采用隔熱材料制作，應(yīng)具有高熱阻、低熱容特點，熱阻值應(yīng)不低于10.0(m2·K)/W，推薦選用蜂窩型結(jié)構(gòu)制作。試件框厚度應(yīng)不小于200mm，且試件框厚度應(yīng)當滿足試件的安裝要求，應(yīng)不小于試件的厚度。試件框兩側(cè)應(yīng)涂有高吸收率涂料，其吸收率應(yīng)高于0.9，從而減少表面反射對測試結(jié)果的影響。制冷盤管制冷盤管1外表面應(yīng)涂有高吸收率涂料，其吸收率應(yīng)高于0.95；當吸收率無法滿足要求時，可根據(jù)本文件6.5節(jié)對測試結(jié)果進行修正；調(diào)節(jié)制冷盤管1來調(diào)節(jié)測試腔體內(nèi)空氣溫度；選用變頻水泵配合制冷盤管使用；采用電磁流量計測試制冷盤管1的流量，流量計精度不低于0.5級；采用溫度計測試進出口水溫，溫度計的精度至少為0.1℃；粗糙的表面可提高制冷盤管對透射太陽輻射的吸收能力；調(diào)節(jié)制冷盤管2來調(diào)節(jié)環(huán)境腔體內(nèi)空氣溫度；逆變器/用電器/蓄電池測試試件應(yīng)與具有最大功率點追蹤功能的逆變器連接并輸出電量（或者合適的用電器、帶功率顯示的可調(diào)電阻或者直流蓄電池）；逆變器的最大輸入直流功率、直流工作電壓范圍以及直流工作電流范圍應(yīng)當滿足試件電性能要求；逆變器、用電器或蓄電池不應(yīng)置于測試腔體內(nèi)。太陽輻射儀太陽輻射儀被用于測試入射到試件表面的太陽輻射強度或者反射到試件室內(nèi)側(cè)表面的太陽輻射強度。根據(jù)GB/T19565-2017中的相關(guān)規(guī)定，其等級應(yīng)為一級，測試波長范圍應(yīng)覆蓋300nm~2500nm。風機擾動環(huán)境腔/測試腔內(nèi)空氣，使得腔體內(nèi)溫度均勻分布；測試腔內(nèi)風速不應(yīng)高于1m/s；測試腔內(nèi)風機功率應(yīng)采用功率計計量。加熱器當試件的太陽得熱量較小時，為提高測試精度，可開啟測試腔內(nèi)加熱器來增加內(nèi)部得熱量；測試腔內(nèi)加熱器加熱功率應(yīng)采用功率計計量。導(dǎo)流風道導(dǎo)流風道的外表面應(yīng)涂有高吸收率涂料，其吸收率應(yīng)高于0.9，從而減少表面反射對測試結(jié)果的影響。導(dǎo)流百葉空氣從導(dǎo)流百葉出來形成貼附射流；導(dǎo)流百葉外表面應(yīng)涂有高吸收率材料，其吸收率應(yīng)高于0.9，從而減少表面反射對測試結(jié)果的影響。熱流計熱流計表面應(yīng)涂有與其貼附表面相同的涂料；熱流計與貼附表面應(yīng)采用導(dǎo)熱良好的材料黏結(jié)，例如導(dǎo)熱硅脂等；測試通過試件框的熱流密度時，需要將試件框分為兩個區(qū)域測試，包括太陽輻射照射的區(qū)域和無太陽輻射照射的區(qū)域。數(shù)據(jù)采集需要采集數(shù)據(jù)包括風機功率、加熱器功率、熱流密度、入射太陽輻射強度、反射太陽輻射強度、試件內(nèi)外表面風速、各測點溫度、制冷盤管進出口水溫、制冷盤管內(nèi)水流量等；數(shù)據(jù)采集應(yīng)該根據(jù)信號的類型選用合適的數(shù)據(jù)采集裝置；數(shù)據(jù)采集間隔應(yīng)小于30s。測試腔內(nèi)穩(wěn)態(tài)傳熱過程待各監(jiān)測數(shù)據(jù)不再單向變化時，則認為傳熱過程達到了穩(wěn)態(tài)。測試腔內(nèi)穩(wěn)態(tài)傳熱過程如圖9所示。當測試腔內(nèi)傳熱達到穩(wěn)態(tài)時，通過建筑一體化組件進入測試腔體內(nèi)的熱量的計算過程如下：穩(wěn)態(tài)傳熱過程(41)(42)Φin——通過建筑一體化組件進入測試腔體內(nèi)的熱量，W；c0——制冷盤管內(nèi)冷媒的熱容，J/(kg·K)；一般選用水作為冷媒；ρ0——制冷盤管內(nèi)冷媒的密度，kg/m3；V——制冷盤管內(nèi)冷媒的流量，m3/s；Ta——制冷盤管的進水溫度，K；Tb——制冷盤管的出水溫度，K。(43)qf——通過試件框進入室內(nèi)的熱流密度，W/m2；試件框分為兩個區(qū)域，包括太陽輻射照射的區(qū)域和無太陽輻射照射的區(qū)域；Af——試件框的面積，m2；、、(44)qL1、qL2、qL3——通過測試腔圍護結(jié)構(gòu)各區(qū)域泄露的熱流密度，W/m2；AL1、AL2、AL3——測試腔圍護結(jié)構(gòu)不同區(qū)域的面積，m2。太陽得熱系數(shù)計算太陽得熱系數(shù)SHGC計算公式如下：(45)qsolar——入射到試件表面的太陽輻射強度，W/m2；A——試件的面積，m2。內(nèi)部反射修正當內(nèi)部反射太陽輻射強度與入射太陽輻射強度的比值超過5%時應(yīng)對測試結(jié)果進行內(nèi)部反射修正。太陽輻射透過試件進入測試腔后，由于測試腔體的內(nèi)部表面反射，部分太陽輻射會被反射出測試腔，從而導(dǎo)致測試結(jié)果偏小。由于腔體內(nèi)部表面粗糙，腔體內(nèi)部反射可近似認為各向同性。計算公式如下：(46)SHGCst,r——考慮內(nèi)部反射后太陽得熱系數(shù)修正值；SHGCtets——太陽得熱系數(shù)測試值；qsolar’——內(nèi)部反射太陽輻射測試值；τs——為太陽能模擬器光譜下試件透過率計算值。各個區(qū)域透過率的計算方法根據(jù)試件的結(jié)構(gòu)見第5章(47)τc,s——太陽能模擬器光譜下試件光伏電池區(qū)域透過率τg,s——太陽能模擬器光譜下試件透光區(qū)域透過率τb,s——太陽能模擬器光譜下試件柵線區(qū)域透過率光伏電池面積比可調(diào)的建筑光伏一體化產(chǎn)品太陽得熱系數(shù)測試光伏電池面積占比是影響建筑光伏一體化產(chǎn)品溫度分布的重要因素，也是影響其太陽得熱系數(shù)的關(guān)鍵參數(shù)。本文件提供了一種計算不同光伏電池面積占比下建筑光伏一體化產(chǎn)品太陽得熱系數(shù)的測試方法。第一步，測試光伏電池面積占比Ac=Amax建筑光伏一體化產(chǎn)品的太陽得熱系數(shù)SHGCmax；第二步，測試光伏電池面積占比Ac=Amin建筑光伏一體化產(chǎn)品的太陽得熱系數(shù)SHGCmin；第三步，測試光伏電池面積占比Ac=Ap建筑光伏一體化產(chǎn)品的太陽得熱系數(shù)SHGCp；第四步，計算光伏電池面積占比Ac=Ap建筑光伏一體化產(chǎn)品的太陽得熱系數(shù)SHGCp’：(48)第五步，計算修正系數(shù)公式如下：(49)第六步，計算其他光伏電池面積占比Ac=Aq建筑光伏一體化產(chǎn)品的太陽得熱系數(shù)SHGCq公式如下：(50)(51)不同光伏電池面積占比的試件太陽得熱系數(shù)測試流程測試結(jié)果的表示待各監(jiān)測數(shù)據(jù)不再單向變化時，則認為傳熱過程達到了穩(wěn)態(tài)。待傳熱達到穩(wěn)態(tài)后，再至少連續(xù)測試20min，并每隔2min記錄一個待測數(shù)據(jù)值。取最后6次測試數(shù)據(jù)的平均值進行太陽得熱系數(shù)計算。測試結(jié)果還應(yīng)包括不確定度分析，不確定度分析按照GB/T27418-2017中的相關(guān)規(guī)定確定。檢測報告檢測報告應(yīng)包括下列內(nèi)容，檢測報告模版見附錄A：試件名稱、電池類型、顏色、試件規(guī)格尺寸、試件結(jié)構(gòu)組成；試件的太陽輻射透過率、正面太陽輻射反射率、背面太陽輻射反射率、太陽輻射吸收率；入射太陽輻射強度、組件表面溫度、發(fā)電效率；室內(nèi)側(cè)空氣溫度、室外側(cè)空氣溫度、導(dǎo)熱率、熱傳導(dǎo)系數(shù)、室內(nèi)表面換熱系數(shù)、室外表面換熱系數(shù)等；試件框和圍護的熱阻和厚度；制冷盤管中流體的比熱容、密度、流量、進出口流體溫度以及盤管表面涂層吸收率；各熱流計測試的熱流密度值；測試儀器廠家及型號；檢測結(jié)果；測試日期；測試人員、審核人員、負責人員簽