JJF(晉) 5009-2024 光伏組件校準(zhǔn)規(guī)范校準(zhǔn)規(guī)范

CalibrationSpecificationforphotovoltJJF(晉)5008－2024光伏組件校準(zhǔn)規(guī)范光伏組件校準(zhǔn)規(guī)范CalibrationSpecificaJJF(晉)5008－2024JJF(晉)5008－2024 1 1 2 3 3 3 3 4 5 5 5 5 6 7 8 9 22JJF(晉)5008－2024本規(guī)范依據(jù)國(guó)家計(jì)量技術(shù)規(guī)范JJF1071-2010《國(guó)家計(jì)量校準(zhǔn)規(guī)范編寫規(guī)則》和JJF(晉)5008－2024光伏組件校準(zhǔn)規(guī)范2引用文件IEC60904-1光伏器件第1部分：光伏電流-電壓特性的測(cè)量（Photovoltaicdevices-Part1:Measurementofphotovoltaiccurrent-voltageIEC60904-4光伏器件第4部分：標(biāo)準(zhǔn)光伏器件溯源鏈建立程序（Photovoltaicdevices-Part7:ComputationofthespeJJF(晉)5008－20242Solarsimulatorperformancer使用本規(guī)范時(shí)，應(yīng)注意使用上述引用文件的有效版本。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用本規(guī)范；凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適3術(shù)語和定義滿足IEC60904-2《光伏器件第2部分：標(biāo)準(zhǔn)光伏器件的要求》設(shè)計(jì)要求，依據(jù)JJF注：參照IEC60904-4等級(jí)定義，見附錄D，本規(guī)范中太陽電池對(duì)應(yīng)于量值傳遞鏈中“二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)”等3.2一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)光伏組件primaryreferen在自然或模擬太陽光下，以一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)光伏器件為標(biāo)準(zhǔn)器注：參照IEC60904-4等級(jí)定義，見附錄D，本規(guī)范中一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)光伏組件對(duì)應(yīng)于量值傳遞鏈中“二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)”等級(jí)。在自然或模擬太陽光下，以一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)光伏組件或太陽電池為標(biāo)準(zhǔn)器校準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)光伏組注：參照IEC60904-4等級(jí)定義，見附錄D，本規(guī)范中二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)光伏組件對(duì)應(yīng)于量值傳遞鏈中“工作標(biāo)準(zhǔn)”等級(jí)。JJF(晉)5008－20243圖1光伏組件的電流-電壓（I-V）特性曲線光伏組件，是一種基于光伏效應(yīng)可以將太陽輻射能量轉(zhuǎn)能的光伏器件，是由若干單體太陽電池通過串、并聯(lián)方式進(jìn)行鏈接，并經(jīng)過膠膜、玻璃、5計(jì)量特性注：以上指標(biāo)不適用于合格性判別，僅供參考。JJF(晉)5008－202446校準(zhǔn)條件6.2.1太陽模擬器：要求其光譜匹配度、輻照度不均勻度和輻照度不穩(wěn)定度均需符合IEC60904-9：2020《光伏器件第9部分：太陽模擬器性能分級(jí)》中所規(guī)定的6.2.3一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)光伏組件：標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件下，由標(biāo)準(zhǔn)太陽電池標(biāo)定的標(biāo)準(zhǔn)光伏組件，其短6.2.4I-V曲線測(cè)試儀：用于采集太陽模擬器的輻照條件下標(biāo)準(zhǔn)光伏組件所產(chǎn)生的電信號(hào)，1太陽模擬器符合IEC60904-9：2020《光伏器件第9部分：太陽模擬器性能分級(jí)》中所規(guī)定的A+A+A+級(jí)要求，輻照度范圍200W/m2~1200W/m22太陽電池依據(jù)JJF1622-2017《太陽電池校準(zhǔn)規(guī)范》的溯源方法，標(biāo)定的太陽電池CV值，不確定度優(yōu)于2.0%（k=2）3一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)光伏組件其短路電流不確定度優(yōu)于2.0%（k=2）4I-V曲線測(cè)試儀電流、電壓測(cè)量最大允許誤差±0.2%JJF(晉)5008－202455測(cè)溫儀測(cè)量范圍（20～30）℃,測(cè)量不確定度優(yōu)于1℃（k=2）注：校準(zhǔn)用計(jì)量器具和測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)經(jīng)計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)檢定合格或校準(zhǔn)，并在有效期內(nèi)。7.2.1核對(duì)檢查被校光伏組件的名稱7.2.2檢查被測(cè)光伏組件的外觀狀況，清潔程度，有無裂紋、斑點(diǎn)、氣泡和劃痕等影響測(cè)7.2.3采用電致發(fā)光原理即EL測(cè)試方法，檢查光伏組件中電池片是否存在肉眼無法觀察的如發(fā)現(xiàn)以上影響校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的問題，應(yīng)停止校太陽電池或一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)光伏組件與被校準(zhǔn)二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)光伏組件的電池片技術(shù)/材料/工藝不一JJF(晉)5008－20246注：積分波長(zhǎng)范圍的選取需涵蓋被校準(zhǔn)光伏組件和標(biāo)準(zhǔn)太陽電池的光譜響應(yīng)波段。線，同時(shí)測(cè)量被校準(zhǔn)光伏組件溫度和測(cè)試面內(nèi)的輻照度，依據(jù)IEC60891《光伏器件實(shí)測(cè)I-V特性的溫度和輻照度校正方法》中所述方法對(duì)測(cè)得I-V數(shù)據(jù)進(jìn)行STC修正，獲得光伏組率偏差RD：PP7.3.5測(cè)試并記錄正向掃描和反向掃描所測(cè)得光電性能關(guān)鍵參數(shù)數(shù)據(jù)（開路電壓Voc，短路8校準(zhǔn)結(jié)果JJF(晉)5008－2024h）如果與校準(zhǔn)結(jié)果的有效性應(yīng)用相關(guān)時(shí)，應(yīng)對(duì)被樣品的抽準(zhǔn)光伏組件的電性能參數(shù)如短路電流、開路電壓、最大功率、者、光伏組件本身質(zhì)量問題等諸因素所決定的，因此，送校8證書編號(hào)********-****校準(zhǔn)結(jié)果短路電流開路電壓Voc最大功率Pmax最佳工作電流最佳工作電壓JJF(晉)5008－20249記錄編號(hào)：證書編號(hào):客戶名稱器件名稱型號(hào)規(guī)格出廠編號(hào)生產(chǎn)廠家客戶地址測(cè)試地址計(jì)量器具名稱測(cè)量范圍不確定度/準(zhǔn)確度等級(jí)/最大允許誤差證書編號(hào)證書有效期至依據(jù)技術(shù)文件校準(zhǔn)環(huán)境條件溫度：濕度：校準(zhǔn)日期：年月日人員校準(zhǔn)員：核驗(yàn)員：JJF(晉)5008－2024測(cè)量次數(shù)掃描方向短路電流開路電壓Voc最大功率最佳工作電最佳工作電1正向反向平均值12正向反向平均值23正向反向平均值3短路電流開路電壓最大功率Pmax最佳工作電流最佳工作電壓注：最佳工作電流、最佳工作電壓不作為量傳參數(shù)。JJF(晉)5008－2024C.1測(cè)量模型標(biāo)準(zhǔn)光伏組件測(cè)試結(jié)果包括短路電流、開路電壓和最大功率等關(guān)鍵參數(shù)，根據(jù)各影響因子，其函數(shù)關(guān)系表示如下：（C.1）C.2相對(duì)合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度計(jì)算公式影響量主要包括：測(cè)量重復(fù)性，輻照度校準(zhǔn)，測(cè)試面輻照度不均勻度，標(biāo)準(zhǔn)太陽電池與光伏組件輻照度不均勻度，輻照度長(zhǎng)期不穩(wěn)定度，被測(cè)組件溫度測(cè)量及溫度不均勻性，太陽模擬器負(fù)載電壓、電流和功率測(cè)量準(zhǔn)確度，一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)組件與被測(cè)光伏組件平行度，一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)組件與被測(cè)光伏組件前后距離偏差，測(cè)試端與組件接頭接觸電阻，光伏組件的容性引起測(cè)試過程中磁滯效應(yīng)。假設(shè)各影響量互不相關(guān)，靈敏系數(shù)為1，則：不確定度為：（C.2）相對(duì)不確定度為：（C.3）JJF(晉)5008－2024C.3不確定度來源及其標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定：通過開關(guān)設(shè)備，在不同時(shí)間段，分別測(cè)量光伏組件的I-V特性，每次測(cè)量分別采用正表1重復(fù)性測(cè)試數(shù)據(jù)次數(shù)掃描方式Voc/VPmax/W1正掃13.63349.779541.369反掃13.64049.789543.141測(cè)量值113.63749.784542.2552正掃13.64449.851542.696反掃13.64049.861544.322測(cè)量值213.64249.855543.5103正掃13.64449.810541.883反掃13.64549.822543.812測(cè)量值313.64549.816542.848（C.4）Xmax—測(cè)量值最大值；Xmin—測(cè)量值最小值； X—測(cè)量值平均值值；JJF(晉)5008－2024表2相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差數(shù)據(jù)VocPmax0.03%0.08%0.13%表3重復(fù)性引入相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度數(shù)據(jù)參數(shù)VocPmax0.02%0.05%0.08%C.3.2輻照度定標(biāo)引入的不確定度采用與被測(cè)光伏組件光譜響應(yīng)度類似的標(biāo)準(zhǔn)太陽電池標(biāo)定太陽模擬器的輻照度時(shí)，通過JJF1622-2017所描述的方法對(duì)標(biāo)準(zhǔn)太陽電池的短路電流進(jìn)行標(biāo)定，其校準(zhǔn)不確定度為=2.0%（k=2=1.0%。太陽模擬器電子負(fù)載箱測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)太陽電池短路電流值時(shí)，電學(xué)測(cè)量偏差引入的不確定度。此電路測(cè)量準(zhǔn)確性經(jīng)過太陽模擬器供應(yīng)商出廠校準(zhǔn)，最大允許誤差在0.1%之內(nèi)。判定。JJF(晉)5008－2024。C.3.2.4標(biāo)準(zhǔn)太陽電池溫度偏差引入不確定度ra考核標(biāo)準(zhǔn)太陽電池溫度控制偏差對(duì)其短路電流，進(jìn)而對(duì)輻照度定標(biāo)的影響。標(biāo)準(zhǔn)太陽電池溫度系數(shù)經(jīng)過校準(zhǔn)，短路電流溫度系數(shù)為0.05%/K。實(shí)驗(yàn)室品控可實(shí)現(xiàn)實(shí)際測(cè)試過程中保持（25.0±1.0）℃。判定矩形分布，由于標(biāo)準(zhǔn)太陽電池溫度偏差引入。C.3.2.5標(biāo)準(zhǔn)太陽電池與被測(cè)組件光譜失配引入不確定度uazs光譜失配計(jì)算過程為1）測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)太陽電池光譜響應(yīng)度2）測(cè)量太陽模擬器光譜分布3）測(cè)量被測(cè)組件光譜響應(yīng)度或者與被測(cè)組件相同批次封裝電池片樣品光譜響應(yīng)度4）將光譜響應(yīng)度數(shù)據(jù)、太陽模擬器光譜數(shù)據(jù)及AM1.5G標(biāo)準(zhǔn)太陽光譜數(shù)據(jù)帶入光譜失配因子計(jì)算公式（IEC60904-7計(jì)算光譜失配因子MMF：（C.5）（C.5）JJF(晉)5008－2024根據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù)積累統(tǒng)計(jì)，在實(shí)驗(yàn)室所用太陽模擬器光譜分布樣品與標(biāo)準(zhǔn)太陽電池標(biāo)準(zhǔn)器之間的光譜失配因子可限制在（0.99～1.。成不確定度，判定輻照度合成不確定度引起太陽模擬器輻照度的C3.2.1～C3.2.5部分引起輻照度定標(biāo)不確定為:（C.6）=1.2%表4光伏組件關(guān)鍵光電參數(shù)隨輻照度變化數(shù)據(jù)JJF(晉)5008－2024輻照度(W/m2)Voc/VPmax/W98013.45149.720533.99113.64449.816542.84813.92749.744553.105表5輻照度引入相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度數(shù)據(jù)參數(shù)VocPmax0.06%C.3.3測(cè)試面輻照不均勻度引入不確定度ua評(píng)估方法為1）實(shí)際測(cè)量輻照面內(nèi)光伏組件中各電池對(duì)應(yīng)位置輻照不均勻度2）利用太陽電池等效理論及光伏組件中電池片串并聯(lián)關(guān)系，編寫不均勻度對(duì)光伏組件I-V性能影響分析數(shù)據(jù)表格，分析輻照不均勻度對(duì)光伏組件I-V測(cè)量結(jié)果的影響。表6輻照不均勻度數(shù)據(jù)單位：mV123456789A105.97106.06106.16106.29106.37105.20106.65106.67106.39106.12B105.89106.10106.55106.65106.83106.84107.02106.90106.81106.61C105.81105.87106.00106.24106.27106.50106.70106.71106.34106.27D105.82106.14106.21106.52106.52106.58106.52106.56106.60106.22E106.08106.59106.07106.37106.65106.42106.54106.57106.71106.42F105.81106.27106.13106.40106.81106.45106.73106.65106.49106.23 表7理想輻照度條件和實(shí)際輻照度條件下光電參數(shù)計(jì)算結(jié)果輻照度分布情況Voc/VPmax/W均勻輻照度分布13.67849.784548.887實(shí)際輻照度分布13.63749.784542.255偏差-0.3%0.0%-0.3%表8輻照不均勻度引入相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度數(shù)據(jù)JJF(晉)5008－2024參數(shù)VocPmaxlrel30.3%0.0%0.3%C.3.4標(biāo)準(zhǔn)太陽電池與光伏組件輻照不均勻度引入不確定度rus表9輻照不均勻度測(cè)試數(shù)據(jù)單位：mV123456789A106.15105.85105.90106.37106.79106.79106.83106.66106.49106.59B106.04105.97106.06106.16106.29106.37105.20106.65106.67106.39C105.57105.89106.10106.55106.65106.83106.84107.02106.90106.81D106.08105.81105.87106.00106.24106.27106.50106.70106.70106.34E105.87105.82106.14106.21106.52106.52106.58106.52106.56106.60F106.57106.08106.59106.07106.37106.65106.42106.54106.57106.72考慮實(shí)際操作過程中，校準(zhǔn)周期范圍內(nèi)，輻照不均勻度可能由此引入的不確定度判定為均勻分布，由于標(biāo)準(zhǔn)太陽電池位置輻照度rus為表10所示：表10標(biāo)準(zhǔn)太陽電池位置處輻照不均勻度變化引入相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度數(shù)據(jù)參數(shù)VocPmaxlrel40.17%0.00%0.17%C.3.5輻照長(zhǎng)期不穩(wěn)定度引入的不確定度us具備基于標(biāo)準(zhǔn)太陽電池進(jìn)行I-V測(cè)試結(jié)果的輻照度修正功能，故由I-V采集過程中長(zhǎng)期輻C.3.6被測(cè)組件溫度測(cè)量及溫度不均勻性引入不確定度評(píng)估項(xiàng)目包括1）組件不同位置溫度分布2）組件溫度系數(shù)3）測(cè)溫儀器校準(zhǔn)不確定度4）測(cè)溫偏差5）判定組件背板溫度與電池片溫度差異。溫差。以下通過實(shí)驗(yàn)加熱光伏組件某部分電池片，分析光電參數(shù)隨溫度均勻性的關(guān)系，室JJF(晉)5008－2024表11不同加熱條件下光伏組件關(guān)鍵光電參數(shù)參數(shù)Voc/VPmax/W無加熱13.97249.76543.97加熱1塊電池片13.97149.72543.52加熱4塊電池片13.97449.58542.31加熱9塊電池片13.97449.41540.76加熱12塊電池片13.97549.28549.58表12不同加熱條件下光伏組件關(guān)鍵光電參數(shù)偏差與電池片數(shù)目比值參數(shù)Voc/VPmax/W加熱1塊電池片-0.001-0.040-0.47加熱4塊電池片0.001-0.045-0.42加熱9塊電池片0.000-0.039-0.36加熱12塊電池片0.000-0.040-0.37表13光伏組件溫度系數(shù)VocPmax0.06%-0.30%-0.40%表14測(cè)溫儀校準(zhǔn)引入相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度參數(shù)VocPmax0.03%0.15%0.2%JJF(晉)5008－2024C.3.6.3根據(jù)品控情況，溫度平均值測(cè)量偏差及組件背板溫度與電池片結(jié)溫偏差可控制在表15溫度偏差引入相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度參數(shù)VocPmaxlrel630.02%0.09%0.12%綜上，基于上述兩溫度分量合成，得到由被測(cè)組件溫表16溫度測(cè)量引入相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度參數(shù)VocPmax0.04%0.17%0.23%C.3.7太陽模擬器電子箱電壓、電流、功率測(cè)量準(zhǔn)確度引入不確定度urav本系統(tǒng)電子負(fù)載經(jīng)過校準(zhǔn)，本次校準(zhǔn)結(jié)果相表17電學(xué)測(cè)量引入相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度參數(shù)VocPmax0.25%0.25%0.25%C.3.8標(biāo)準(zhǔn)太陽電池與被測(cè)光伏組件平行度引兩種條件下測(cè)試光伏組件I-V特性，測(cè)量數(shù)據(jù)如下表18所示：表18光伏組件