JJF(蒙) 5002-2024 光伏組件校準(zhǔn)規(guī)范

內(nèi)蒙古自治區(qū)地方計量技術(shù)規(guī)范CalibrationSpecificationforphotovo內(nèi)蒙古自治區(qū)市場監(jiān)督管理局發(fā)布JJF(蒙)5002-2024光伏組件校準(zhǔn)規(guī)范主要起草單位：天津市計量監(jiān)督檢測科學(xué)研究院參加起草單位：北京市計量檢測科學(xué)研究院本規(guī)范委托天津市計量監(jiān)督檢測科學(xué)研究院本規(guī)范主要起草人：參加起草人：崔泓（山西省檢驗檢測中心） 6.2測量標(biāo)準(zhǔn)及其他設(shè)備 附錄B校準(zhǔn)原始記錄內(nèi)頁推薦格式 JJF(蒙)5002-20241光伏組件校準(zhǔn)規(guī)范本規(guī)范適用于，基于太陽模擬光源的標(biāo)準(zhǔn)測試條件下，光伏組使用本規(guī)范時，應(yīng)注意使用上述引用文件的有效版本。凡是注JJF(蒙)5002-20242注：參照IEC60904-4等級定義，見附錄D，本規(guī)范中太陽電池對應(yīng)于量值傳遞鏈中“二級標(biāo)準(zhǔn)”注：參照IEC60904-4等級定義，見附錄D，本規(guī)范中一級標(biāo)準(zhǔn)光伏組件對應(yīng)于量值傳遞鏈中“二級標(biāo)準(zhǔn)”等級。注：參照IEC60904-4等級定義，見附錄D，本規(guī)范中二級標(biāo)準(zhǔn)光伏組件對應(yīng)于量值傳遞鏈中“工作標(biāo)準(zhǔn)”等級。溫度為25℃。I-V）曲線，由短路電流向開路電壓方向掃描（Isc-Voc）。3JJF(蒙)5002-2024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)化能的光伏器件，是由若干單體太陽電池通過串、并聯(lián)方式進行鏈接，并經(jīng)過膠膜、玻璃、注：以上指標(biāo)不適用于合格性判別，僅供參考。JJF(蒙)5002-202446.2.1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IEC表1校準(zhǔn)用標(biāo)準(zhǔn)器主要技術(shù)指標(biāo)序號標(biāo)準(zhǔn)器具技術(shù)指標(biāo)1太陽模擬器22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曲線測試儀電流、電壓測量最大允許誤差±0.2%5測溫儀測量范圍（20～30）℃,測量不確定度優(yōu)于1℃（k=2）注：校準(zhǔn)用計量器具和測量標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)經(jīng)計量技術(shù)機構(gòu)檢定合格或校準(zhǔn)，并在有效期內(nèi)。JJF(蒙)5002-20245 Esou??e——太陽模擬器光譜輻照度分布；注：積分波長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。行共面，共面度偏差小于1cm，平行度偏差小于1I-V測I-V特性的溫度和輻照度校正方法》中所述方法對測得I-V數(shù)據(jù)進行STC修正，獲得光JJF(蒙)5002-20246PP）；j）本次校準(zhǔn)所用測量標(biāo)準(zhǔn)的溯源性及有效性說明；標(biāo)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、最JJF(蒙)5002-20247JJF(蒙)5002-20248證書編號********-****校準(zhǔn)結(jié)果被測光伏組件電流-電壓特性曲線如下圖所示：短路電流Isc(A)開路電壓V最大功率P最佳工作電流I最佳工作電壓V注：最佳工作電流、最佳工作電壓不作為量傳參數(shù)。9JJF(蒙)5002-2024JJF(蒙)5002-202410記錄編號：證書編號:第頁共頁客戶名稱器件名稱型號規(guī)格出廠編號生產(chǎn)廠家客戶地址測試地址計量器具名稱測量范圍不確定度/準(zhǔn)確度等級/最大允許誤差證書編號證書有效期至依據(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：核驗員：JJF(蒙)5002-202411測量次數(shù)掃描方向短路電流開路電壓V最大功率P最佳工作電最佳工作電壓V1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Isc(A)開路電壓V最大功率P最佳工作電流I最佳工作電壓V注：最佳工作電流、最佳工作電壓不作為量傳參數(shù)。U(IU(VU(PJJF(蒙)5002-202412C.1測量模型標(biāo)準(zhǔn)光伏組件測試結(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：y=f(x1,x2,…,xN)（C.1）C.2相對合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度計算公式影響量主要包括：測量重復(fù)性，輻照度校準(zhǔn)，測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，輻照度長期不穩(wěn)定度，被測組件溫度測量及溫度不均勻性，太陽模擬器負載電壓、電流和功率測量準(zhǔn)確度，一級標(biāo)準(zhǔn)組件與被測光伏組件平行度，一級標(biāo)準(zhǔn)組件與被測光伏組件前后距離偏差，測試端與組件接頭接觸電阻，光伏組件的容性引起測試過程中磁滯效應(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：相對不確定度為：C.3不確定度來源及其標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定C.3.1測量重復(fù)性引入不確定度u?el1通過開關(guān)設(shè)備，在不同時間段，分別測量光伏組件的I-V特性，每次測量分別采用正13表1重復(fù)性測試數(shù)據(jù)次數(shù)掃描方式IscVP1正掃反掃測量值1表1（續(xù)）次數(shù)掃描方式IscVP2正掃反掃測量值23正掃反掃測量值3采用極差法利用下述公式計算三次測量值的（C.4）Xmin——測量值最小值； 表2相對標(biāo)準(zhǔn)差數(shù)據(jù)IscVP入不確定度為u?el1=計算結(jié)果如下表3所示：JJF(蒙)5002-202414表3重復(fù)性引入相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度數(shù)據(jù)參數(shù)IscVPu?el1C.3.2輻照度定標(biāo)引入的不確定度u?el2C.3.2.1標(biāo)準(zhǔn)太陽電池定標(biāo)引入的不確定度urel2.1采用與被測光伏組件光譜響應(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，通過JJF1622-2017所描述的方法對標(biāo)準(zhǔn)太陽電池的短路電流進行標(biāo)定，其校準(zhǔn)不確定度為urel=2.0%（k=2），urel2.1=1.0%。C.3.2.2標(biāo)準(zhǔn)太陽電池電學(xué)測量準(zhǔn)確性引入不確定度urel2.2矩形分布，標(biāo)準(zhǔn)太陽電池短路電流測量準(zhǔn)確性引入的不確定度：urel2.2=0.1%/3=0.06%。C.3.2.3標(biāo)準(zhǔn)太陽電池穩(wěn)定性引入不確定度urel2.3定度：urel2.3=0.49%/2/3=0.14%。C.3.2.4標(biāo)準(zhǔn)太陽電池溫度偏差引入不確定度urel2.4考核標(biāo)準(zhǔn)太陽電池溫度控制偏差對其短路電流，進而對輻照度定標(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。實驗室品控可實現(xiàn)實際測試過程中保持（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不確定度為：urel2.4=0.05%/3=0.03%。C.3.2.5標(biāo)準(zhǔn)太陽電池與被測組件光譜失配引入不確定度urel2.5JJF(蒙)5002-202415光譜失配計算過程為1）測量標(biāo)準(zhǔn)太陽電池光譜響應(yīng)度2）測量太陽模擬器光譜分布3）測量被測組件光譜響應(yīng)度或者與被測組件相同批次封裝電池光譜數(shù)據(jù)帶入光譜失配因子計算公式（IEC60904-7），計算光譜失配因子MMF：Esou??e——太陽模擬器光譜輻照度分布；根據(jù)所測數(shù)據(jù)積累統(tǒng)計，在實驗室所用太陽模擬器光譜形分布，故由于光譜失配引入的不確定度為：urel2.5=(1.01?0.99)/2/3=0.57%。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（C.6）JJF(蒙)5002-202416表4光伏組件關(guān)鍵光電參數(shù)隨輻照度變化數(shù)據(jù)IscVP表5輻照度引入相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度數(shù)據(jù)參數(shù)IscVPurel2C.3.3測試面輻照不均勻度引入不確定度urel3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光伏組件I-V測量結(jié)果的影響。表6輻照不均勻度數(shù)據(jù)mV123456789ABC表6（續(xù)）123456789D17JJF(蒙)5002-2024EF表7理想輻照度條件和實際輻照度條件下光電參數(shù)計算結(jié)果輻照度分布情況IscVP均勻輻照度分布實際輻照度分布偏差-0.3%-0.3%表8輻照不均勻度引入相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度數(shù)據(jù)IscVPurel3C.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urel4表9輻照不均勻度測試數(shù)據(jù)mV123456789ABCDEFJJF(蒙)5002-202418I-V測量過程中引入由此輻照度不均勻度產(chǎn)生的輻照度修正因子：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標(biāo)準(zhǔn)不確定度數(shù)據(jù)參數(shù)IscVPurel4C.3.5輻照長期不穩(wěn)定度引入的不確定度urel5備具備基于標(biāo)準(zhǔn)太陽電池進行I-V測試結(jié)果的輻照度修正功能，故由I-V采集過程中長期C.3.6被測組件溫度測量及溫度不均勻性引入不確定度urel6評估項目包括1）組件不同位置溫度分布2）組件溫度系數(shù)3）測溫儀器校準(zhǔn)不確定度4）測溫偏差5）判定組件背板溫度與電池片溫度差異。稱溫差。以下通過實驗加熱光伏組件某部分電池片，分析光電參室溫為25℃,加熱、降溫部分光伏組件溫度為25℃±3℃,不同加熱條JJF(蒙)5002-202419表11不同加熱條件下光伏組件關(guān)鍵光電參數(shù)參數(shù)IscVP無加熱加熱1塊電池片加熱4塊電池片加熱9塊電池片加熱12塊電池片表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)IscVP加熱1塊電池片-0.47加熱4塊電池片-0.42加熱9塊電池片-0.36加熱12塊電池片-0.37Isc影響可忽略；故由于溫度溫差分布引入的不確定度urel6.1=0，可忽表13光伏組件溫度系數(shù)IscVPJJF(蒙)5002-202420表14測溫儀校準(zhǔn)引入相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度參數(shù)IscVPurel6.2表15溫度偏差引入相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度參數(shù)IscVPurel6.3綜上，基于上述兩溫度分量合成，得到由被測組件溫度測量偏差表16溫度測量引入相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度參數(shù)IscVPurel6C.3.7太陽模擬器電子箱電壓、電流、功率測量準(zhǔn)確度引入不確定度urel7表17電學(xué)測量引入相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度參數(shù)IscVPurel7C.3.8標(biāo)準(zhǔn)太陽電池與被測光伏組件平行度實驗室通過角度控制可實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)太陽電池和組件平行度在1.0°范圍內(nèi)。分別如下測量兩種條件下測試光伏組件I-V特性，測量數(shù)據(jù)如下表18所示：表18光伏組件關(guān)鍵光電參數(shù)隨入射角度變化數(shù)據(jù)偏離角度/°IscVP0211判定不確定度滿足矩形分布，由于標(biāo)準(zhǔn)太陽電池表19平行度引入相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度參數(shù)IscPurel8C.3.9標(biāo)準(zhǔn)太陽電池與被測光伏組件前后距離偏差量兩種條件下測試光伏組件I-V特性，測量數(shù)據(jù)如下表20所示：表20光伏組件關(guān)鍵光電參數(shù)隨前后距離變化數(shù)據(jù)IscVP01表21距離偏差引入相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度參數(shù)IscPurel9測量測試端與組件接頭的接觸電阻，分析接觸電阻對組件功表22接觸電阻引入相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度參數(shù)IscPurel10JJF(蒙)5002-202422在單次閃光條件下，采用正掃和反掃兩種模式測量組件表23磁滯效應(yīng)引入相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度參數(shù)IscPurel11C.4合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度基于上述不確定分析，通過如下公式分別計算短路電流、開路標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel：rel1rel2rel3rel4rel5rel6rel7rel8rel9rel10