JJF(晋) 5009-2024 光伏组件校准规范校准规范

CalibrationSpecificationforphotovoltJJF(晋)5008－2024光伏组件校准规范光伏组件校准规范CalibrationSpecificaJJF(晋)5008－2024JJF(晋)5008－2024 1 1 2 3 3 3 3 4 5 5 5 5 6 7 8 9 22JJF(晋)5008－2024本规范依据国家计量技术规范JJF1071-2010《国家计量校准规范编写规则》和JJF(晋)5008－2024光伏组件校准规范2引用文件IEC60904-1光伏器件第1部分：光伏电流-电压特性的测量（Photovoltaicdevices-Part1:Measurementofphotovoltaiccurrent-voltageIEC60904-4光伏器件第4部分：标准光伏器件溯源链建立程序（Photovoltaicdevices-Part7:ComputationofthespeJJF(晋)5008－20242Solarsimulatorperformancer使用本规范时，应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，仅注日期的版本适用本规范；凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适3术语和定义满足IEC60904-2《光伏器件第2部分：标准光伏器件的要求》设计要求，依据JJF注：参照IEC60904-4等级定义，见附录D，本规范中太阳电池对应于量值传递链中“二级标准”等3.2一级标准光伏组件primaryreferen在自然或模拟太阳光下，以一级标准光伏器件为标准器注：参照IEC60904-4等级定义，见附录D，本规范中一级标准光伏组件对应于量值传递链中“二级标准”等级。在自然或模拟太阳光下，以一级标准光伏组件或太阳电池为标准器校准的标准光伏组注：参照IEC60904-4等级定义，见附录D，本规范中二级标准光伏组件对应于量值传递链中“工作标准”等级。JJF(晋)5008－20243图1光伏组件的电流-电压（I-V）特性曲线光伏组件，是一种基于光伏效应可以将太阳辐射能量转能的光伏器件，是由若干单体太阳电池通过串、并联方式进行链接，并经过胶膜、玻璃、5计量特性注：以上指标不适用于合格性判别，仅供参考。JJF(晋)5008－202446校准条件6.2.1太阳模拟器：要求其光谱匹配度、辐照度不均匀度和辐照度不稳定度均需符合IEC60904-9：2020《光伏器件第9部分：太阳模拟器性能分级》中所规定的6.2.3一级标准光伏组件：标准测试条件下，由标准太阳电池标定的标准光伏组件，其短6.2.4I-V曲线测试仪：用于采集太阳模拟器的辐照条件下标准光伏组件所产生的电信号，1太阳模拟器符合IEC60904-9：2020《光伏器件第9部分：太阳模拟器性能分级》中所规定的A+A+A+级要求，辐照度范围200W/m2~1200W/m22太阳电池依据JJF1622-2017《太阳电池校准规范》的溯源方法，标定的太阳电池CV值，不确定度优于2.0%（k=2）3一级标准光伏组件其短路电流不确定度优于2.0%（k=2）4I-V曲线测试仪电流、电压测量最大允许误差±0.2%JJF(晋)5008－202455测温仪测量范围（20～30）℃,测量不确定度优于1℃（k=2）注：校准用计量器具和测量标准应经计量技术机构检定合格或校准，并在有效期内。7.2.1核对检查被校光伏组件的名称7.2.2检查被测光伏组件的外观状况，清洁程度，有无裂纹、斑点、气泡和划痕等影响测7.2.3采用电致发光原理即EL测试方法，检查光伏组件中电池片是否存在肉眼无法观察的如发现以上影响校准数据的问题，应停止校太阳电池或一级标准光伏组件与被校准二级标准光伏组件的电池片技术/材料/工艺不一JJF(晋)5008－20246注：积分波长范围的选取需涵盖被校准光伏组件和标准太阳电池的光谱响应波段。线，同时测量被校准光伏组件温度和测试面内的辐照度，依据IEC60891《光伏器件实测I-V特性的温度和辐照度校正方法》中所述方法对测得I-V数据进行STC修正，获得光伏组率偏差RD：PP7.3.5测试并记录正向扫描和反向扫描所测得光电性能关键参数数据（开路电压Voc，短路8校准结果JJF(晋)5008－2024h）如果与校准结果的有效性应用相关时，应对被样品的抽准光伏组件的电性能参数如短路电流、开路电压、最大功率、者、光伏组件本身质量问题等诸因素所决定的，因此，送校8证书编号********-****校准结果短路电流开路电压Voc最大功率Pmax最佳工作电流最佳工作电压JJF(晋)5008－20249记录编号：证书编号:客户名称器件名称型号规格出厂编号生产厂家客户地址测试地址计量器具名称测量范围不确定度/准确度等级/最大允许误差证书编号证书有效期至依据技术文件校准环境条件温度：湿度：校准日期：年月日人员校准员：核验员：JJF(晋)5008－2024测量次数扫描方向短路电流开路电压Voc最大功率最佳工作电最佳工作电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短路电流开路电压最大功率Pmax最佳工作电流最佳工作电压注：最佳工作电流、最佳工作电压不作为量传参数。JJF(晋)5008－2024C.1测量模型标准光伏组件测试结果包括短路电流、开路电压和最大功率等关键参数，根据各影响因子，其函数关系表示如下：（C.1）C.2相对合成标准不确定度计算公式影响量主要包括：测量重复性，辐照度校准，测试面辐照度不均匀度，标准太阳电池与光伏组件辐照度不均匀度，辐照度长期不稳定度，被测组件温度测量及温度不均匀性，太阳模拟器负载电压、电流和功率测量准确度，一级标准组件与被测光伏组件平行度，一级标准组件与被测光伏组件前后距离偏差，测试端与组件接头接触电阻，光伏组件的容性引起测试过程中磁滞效应。假设各影响量互不相关，灵敏系数为1，则：不确定度为：（C.2）相对不确定度为：（C.3）JJF(晋)5008－2024C.3不确定度来源及其标准不确定度评定：通过开关设备，在不同时间段，分别测量光伏组件的I-V特性，每次测量分别采用正表1重复性测试数据次数扫描方式Voc/VPmax/W1正扫13.63349.779541.369反扫13.64049.789543.141测量值113.63749.784542.2552正扫13.64449.851542.696反扫13.64049.861544.322测量值213.64249.855543.5103正扫13.64449.810541.883反扫13.64549.822543.812测量值313.64549.816542.848（C.4）Xmax—测量值最大值；Xmin—测量值最小值； X—测量值平均值值；JJF(晋)5008－2024表2相对标准差数据VocPmax0.03%0.08%0.13%表3重复性引入相对标准不确定度数据参数VocPmax0.02%0.05%0.08%C.3.2辐照度定标引入的不确定度采用与被测光伏组件光谱响应度类似的标准太阳电池标定太阳模拟器的辐照度时，通过JJF1622-2017所描述的方法对标准太阳电池的短路电流进行标定，其校准不确定度为=2.0%（k=2=1.0%。太阳模拟器电子负载箱测量标准太阳电池短路电流值时，电学测量偏差引入的不确定度。此电路测量准确性经过太阳模拟器供应商出厂校准，最大允许误差在0.1%之内。判定。JJF(晋)5008－2024。C.3.2.4标准太阳电池温度偏差引入不确定度ra考核标准太阳电池温度控制偏差对其短路电流，进而对辐照度定标的影响。标准太阳电池温度系数经过校准，短路电流温度系数为0.05%/K。实验室品控可实现实际测试过程中保持（25.0±1.0）℃。判定矩形分布，由于标准太阳电池温度偏差引入。C.3.2.5标准太阳电池与被测组件光谱失配引入不确定度uazs光谱失配计算过程为1）测量标准太阳电池光谱响应度2）测量太阳模拟器光谱分布3）测量被测组件光谱响应度或者与被测组件相同批次封装电池片样品光谱响应度4）将光谱响应度数据、太阳模拟器光谱数据及AM1.5G标准太阳光谱数据带入光谱失配因子计算公式（IEC60904-7计算光谱失配因子MMF：（C.5）（C.5）JJF(晋)5008－2024根据所测数据积累统计，在实验室所用太阳模拟器光谱分布样品与标准太阳电池标准器之间的光谱失配因子可限制在（0.99～1.。成不确定度，判定辐照度合成不确定度引起太阳模拟器辐照度的C3.2.1～C3.2.5部分引起辐照度定标不确定为:（C.6）=1.2%表4光伏组件关键光电参数随辐照度变化数据JJF(晋)5008－2024辐照度(W/m2)Voc/VPmax/W98013.45149.720533.99113.64449.816542.84813.92749.744553.105表5辐照度引入相对标准不确定度数据参数VocPmax0.06%C.3.3测试面辐照不均匀度引入不确定度ua评估方法为1）实际测量辐照面内光伏组件中各电池对应位置辐照不均匀度2）利用太阳电池等效理论及光伏组件中电池片串并联关系，编写不均匀度对光伏组件I-V性能影响分析数据表格，分析辐照不均匀度对光伏组件I-V测量结果的影响。表6辐照不均匀度数据单位：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理想辐照度条件和实际辐照度条件下光电参数计算结果辐照度分布情况Voc/VPmax/W均匀辐照度分布13.67849.784548.887实际辐照度分布13.63749.784542.255偏差-0.3%0.0%-0.3%表8辐照不均匀度引入相对标准不确定度数据JJF(晋)5008－2024参数VocPmaxlrel30.3%0.0%0.3%C.3.4标准太阳电池与光伏组件辐照不均匀度引入不确定度rus表9辐照不均匀度测试数据单位：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考虑实际操作过程中，校准周期范围内，辐照不均匀度可能由此引入的不确定度判定为均匀分布，由于标准太阳电池位置辐照度rus为表10所示：表10标准太阳电池位置处辐照不均匀度变化引入相对标准不确定度数据参数VocPmaxlrel40.17%0.00%0.17%C.3.5辐照长期不稳定度引入的不确定度us具备基于标准太阳电池进行I-V测试结果的辐照度修正功能，故由I-V采集过程中长期辐C.3.6被测组件温度测量及温度不均匀性引入不确定度评估项目包括1）组件不同位置温度分布2）组件温度系数3）测温仪器校准不确定度4）测温偏差5）判定组件背板温度与电池片温度差异。温差。以下通过实验加热光伏组件某部分电池片，分析光电参数随温度均匀性的关系，室JJF(晋)5008－2024表11不同加热条件下光伏组件关键光电参数参数Voc/VPmax/W无加热13.97249.76543.97加热1块电池片13.97149.72543.52加热4块电池片13.97449.58542.31加热9块电池片13.97449.41540.76加热12块电池片13.97549.28549.58表12不同加热条件下光伏组件关键光电参数偏差与电池片数目比值参数Voc/VPmax/W加热1块电池片-0.001-0.040-0.47加热4块电池片0.001-0.045-0.42加热9块电池片0.000-0.039-0.36加热12块电池片0.000-0.040-0.37表13光伏组件温度系数VocPmax0.06%-0.30%-0.40%表14测温仪校准引入相对标准不确定度参数VocPmax0.03%0.15%0.2%JJF(晋)5008－2024C.3.6.3根据品控情况，温度平均值测量偏差及组件背板温度与电池片结温偏差可控制在表15温度偏差引入相对标准不确定度参数VocPmaxlrel630.02%0.09%0.12%综上，基于上述两温度分量合成，得到由被测组件温表16温度测量引入相对标准不确定度参数VocPmax0.04%0.17%0.23%C.3.7太阳模拟器电子箱电压、电流、功率测量准确度引入不确定度urav本系统电子负载经过校准，本次校准结果相表17电学测量引入相对标准不确定度参数VocPmax0.25%0.25%0.25%C.3.8标准太阳电池与被测光伏组件平行度引两种条件下测试光伏组件I-V特性，测量数据如下表18所示：表18光伏组件