光伏組件測試儀內(nèi)部培訓(xùn)

組件測試儀QS540-LA新能源事業(yè)處大陸新能源客服部2012.6SCHMIDTINTERNATIONALTRADING組件測試儀組成，工作原理介紹(30min)組件測試儀安裝調(diào)試(60min)硬件安裝，軟件安裝Generator電壓調(diào)節(jié),光強(qiáng)設(shè)定，ElectronicUnit偏壓調(diào)節(jié)不均勻性測試ExternalDatabase，Access表格設(shè)定及相關(guān)操作Quichsun

軟件設(shè)定設(shè)備校準(zhǔn)相關(guān)附屬設(shè)施的安裝（條碼打印機(jī)，BarcodeScanner

）日常維護(hù)保養(yǎng)(10min)常見問題處理(20min)培訓(xùn)內(nèi)容SSTNewEnergyDept.組件測試儀組成，工作原理介紹

太陽模擬器是用來模擬太陽光的設(shè)備,在光伏領(lǐng)域里,再配以電子負(fù)載,數(shù)據(jù)采集和計(jì)算等設(shè)備,可以用來測試光伏器件(包括太陽電池片,太陽電池組件等)的電性能,如Pmax,Imax,Vmax,Isc,Voc,FF,Eff,Rs,Rsh以及I-V曲線等.這些參數(shù)不僅能夠從一定程度上反應(yīng)出電池的性能,也關(guān)系到電池最后出廠的等級(jí)和價(jià)格.因此,一臺(tái)可靠的太陽模擬器,不僅對生產(chǎn)工藝有參考意義,更關(guān)系到產(chǎn)品的品質(zhì)和制造廠商的利潤和信譽(yù).對于光伏性能測試,可用的商業(yè)化太陽模擬器有兩類,一類是穩(wěn)態(tài)模擬器(例如慮光氙燈,雙色慮光鎢燈-ELH燈或改進(jìn)的汞燈),這類模擬器適用于單體電池和小尺寸組件的測試.另一類是脈沖模擬器,由一個(gè)或者兩個(gè)長弧氙燈組成,這類模擬器由于在大面積范圍內(nèi)輻射度均勻性好,能夠更好地適應(yīng)于大尺寸組件的測試.這類模擬器的另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是,被測電池?zé)彷斎肟梢院雎?這樣在測試時(shí)被測點(diǎn)出與環(huán)境測試溫度保持一致,而環(huán)境溫度是可以很容易精確測量的.脈沖發(fā)生網(wǎng)絡(luò),數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)通常做為模擬器的部件提供.SSTNewEnergyDept.太陽電池是將太陽能轉(zhuǎn)變成電能的半導(dǎo)體器件，從應(yīng)用和研究的角度來考慮，其光電轉(zhuǎn)換效率、輸出伏安特性曲線及參數(shù)是必須測量的，而這種測量必須在規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)太陽光下進(jìn)行才有參考意義。如果測試光源的特性和太陽光相差很遠(yuǎn)，則測得的數(shù)據(jù)不能代表它在太陽光下使用時(shí)的真實(shí)情況，甚至也無法換算到真實(shí)的情況，考慮到太陽光本身隨時(shí)間、地點(diǎn)而變化，因此必須規(guī)定一種標(biāo)準(zhǔn)陽光條件，才能使測量結(jié)果既能彼此進(jìn)行相對比較，又能根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)陽光下的測試數(shù)據(jù)估算出實(shí)際應(yīng)用時(shí)太陽電池的性能參數(shù)。組件測試儀組成，工作原理介紹SSTNewEnergyDept.太陽輻射的基本特性幾個(gè)描述光的物理概念：（1）發(fā)光強(qiáng)度

按照1979年第16屆國防計(jì)量會(huì)議（CGPN）確定，以坎德拉（cd）為發(fā)光強(qiáng)度的計(jì)量單位。坎德拉是一光源在給定的方向上的光強(qiáng)度，該光源發(fā)出頻率為540

1012Hz的光學(xué)輻射，且在此方向上的輻射強(qiáng)度為1/683WSr-1（2）光通量光通量的單位是流明（lm），它用來計(jì)量所發(fā)出的總光量，發(fā)光強(qiáng)度為1cd的點(diǎn)光源，向周圍空間均勻發(fā)出4

流明的光能量。

（3）光強(qiáng)度指照射于一表面的光強(qiáng)度，它用勒克斯（lx）作為單位，當(dāng)1lm光通量的光強(qiáng)射到1m2面積上時(shí)，該面積所受的光照度（簡稱照度）就是1lx。（4）輻射度通常稱為光強(qiáng)，即入射到單位面積上的光功率，單位是W/m2或mw/cm2。組件測試儀組成，工作原理介紹SSTNewEnergyDept.模擬器要求1.總輻照度模擬器必須能夠在測試平面上達(dá)到1000W/平方米的標(biāo)準(zhǔn)輻照度(用標(biāo)準(zhǔn)電池測量),并根據(jù)需要可對輻照度在標(biāo)準(zhǔn)輻照度值上下進(jìn)行一定的調(diào)節(jié).2.光譜匹配模擬器光譜輻照度分布應(yīng)與標(biāo)準(zhǔn)光譜輻照度分布匹配.等級(jí)A的匹配度在0.75~1.25,等級(jí)B的匹配度在0.6~1.4,等級(jí)C的匹配度在0.4~2.03.均勻度在測試平面上,指定測試區(qū)域內(nèi)的輻照度應(yīng)該達(dá)到一定的均勻度,輻照度用合適的探測器量測.等級(jí)A的輻照均勻度<=+/-2%,等級(jí)B的輻照均勻度<=+/-5%,等級(jí)C的輻照均勻度<=+/-10%.對于單體電池和電池串的測試,探測器最大尺寸應(yīng)小于電池最小尺寸的一半.對于組件,探測器尺寸應(yīng)不大于組件中單體電池的尺寸.不均勻度=+/-((最大幅照度-最小輻照度)/(最大幅照度+最小輻照度))*100%其中,最大輻照度和最小輻照度是指在指定范圍內(nèi)探測器在任意指定點(diǎn)的測量值.組件測試儀組成，工作原理介紹SSTNewEnergyDept.4.輻照穩(wěn)定度數(shù)據(jù)采集期間,輻照度應(yīng)該具有一定的穩(wěn)定度.等級(jí)A的穩(wěn)定度在<=+/-2%,等級(jí)B的穩(wěn)定度在<=+/-5%,等級(jí)C的穩(wěn)定度在<=+/-10%,輻照不穩(wěn)定度=+/-((最大幅照度-最小輻照度)/(最大幅照度+最小輻照度))*100%其中,最大輻照度和最小輻照度是數(shù)據(jù)采集期間在測試平面內(nèi)探測器在任意指定點(diǎn)的測量值.組件測試儀組成，工作原理介紹SSTNewEnergyDept.太陽模擬器評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)：1.光譜匹配光譜匹配標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了太陽模擬器在六個(gè)光譜范圍內(nèi)的積分百分比，太陽模擬器的光譜偏差必須在相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的范圍內(nèi)。A類標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定在75%到125%之間。為了是太陽模擬器光譜匹配達(dá)到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，可以采用合適的濾光片，合適的濾光片可以將沒有經(jīng)過任何處理的燈光重新進(jìn)行整合，改變其光譜分布，達(dá)到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)要求。2.輻射空間均勻性對于太陽模擬器來說，工作區(qū)域輻射均勻性是最難實(shí)現(xiàn)的。輻射不均勻就有可能導(dǎo)致得出錯(cuò)誤的太陽能電池效率，影響太陽能電池的封裝。A類太陽模擬器將這中影響降低到了最小，輻射均勻性嚴(yán)格控制在±2%以內(nèi)。3.時(shí)間穩(wěn)定性太陽模擬器輸出光的時(shí)間穩(wěn)定性是為了保證光強(qiáng)的波動(dòng)不會(huì)影響太陽能電池效率的測量。光密度控制系統(tǒng)可以將太陽模擬器的光強(qiáng)波動(dòng)控制在1%以內(nèi)，即使沒有光密度控制系統(tǒng)，同樣可以達(dá)到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。組件測試儀組成，工作原理介紹SSTNewEnergyDept.太陽模擬器關(guān)鍵組成：1.光室光室為氙燈提供了一個(gè)安全的空間，在光室里面有安全自鎖系統(tǒng)，用來保證操作的安全性和系統(tǒng)的安全。積分器風(fēng)扇和濾光片風(fēng)扇用來保證光學(xué)器件的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，并維持光室的溫度。2.快門在太陽模擬器內(nèi)部有一個(gè)穩(wěn)定的快門，用來控制工作環(huán)境，該快門可以實(shí)現(xiàn)1000000次開關(guān)，實(shí)際工作中甚至更多。該快門開關(guān)時(shí)間只用200ms，可以通過接觸控制、邏輯輸入控制，也可以通過按鈕開關(guān)進(jìn)行直接控制。3.氙燈采用連續(xù)發(fā)光系統(tǒng)，從而避免了脈沖式氙燈光源受到太陽能電池材料響應(yīng)時(shí)間的限制，氙燈為無臭氧短弧氙燈。4.1.5G濾光片同時(shí)采用1.5G濾光片和氙燈就可達(dá)到A類太陽模擬器標(biāo)準(zhǔn)。5.電源高品質(zhì)電源可以為氙燈提供穩(wěn)定的功率，并且可以檢測氙燈的壽命。當(dāng)氙燈壽命接近結(jié)束的時(shí)候，建議更換氙燈，否則將有可能會(huì)影響光譜特性。本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了AM0和AM1.5太陽光譜輻照度分布的太陽模擬器的通用技術(shù)要求及其級(jí)別和類別的劃分。組件測試儀組成，工作原理介紹SSTNewEnergyDept.標(biāo)準(zhǔn)測試條件AM1.5太陽光譜條件AM1.5照度1000w/m225度室溫組件測試儀組成，工作原理介紹標(biāo)準(zhǔn)地面陽光條件具有1000w/m2的輻照度，AM1.5的太陽光譜以及足夠好的均勻性和穩(wěn)定性，這樣的標(biāo)準(zhǔn)陽光在室外能找到的機(jī)會(huì)很少，而太陽電池又必須在這種條件下測量，因此，唯一的辦法是用人造光源來模擬太陽光，即所謂太陽模擬器。SSTNewEnergyDept.輻照度及其均勻性對空間應(yīng)用，規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)輻照度為1367w/m2（另一種較早的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定為1353w/m2），對地面應(yīng)用，規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)輻照度為1000w/m2。實(shí)際上地面陽光和很多復(fù)雜因素有關(guān)，這一數(shù)值僅在特定的時(shí)間及理想的氣候和地理?xiàng)l件下才能獲得。地面上比較常見的輻射照度是在600~900w/m2范圍內(nèi)，除了輻照度數(shù)值范圍以外，太陽輻射的特點(diǎn)之一是其均勻性，這種均勻性保證了同一太陽電池方陣上各點(diǎn)的輻照度相同。光譜分布太陽電池對不同波長的光具有不同的響應(yīng)，就是說輻照度相同而光譜成分不同的光照射到同一太陽電池上，其效果是不同的，太陽光是各種波長的復(fù)合光，它所含的光譜成分組成光譜分布曲線，而且其光譜分布也隨地點(diǎn)、時(shí)間及其它條件的差異而不同，在大氣層外情況很單純，太陽光譜幾乎相當(dāng)于6000K的黑體輻射光譜，稱為AMO光譜。在地面上，由于太陽光透過大氣層后被吸收掉一部分，這種吸收和大氣層的厚度及組成有關(guān)，因此是選擇性吸收，結(jié)果導(dǎo)致非常復(fù)雜的光譜分布。而且隨著太陽天頂角的變化，陽光透射的途徑不同吸收情況也不同。所以地面陽光的光譜隨時(shí)都在變化。因此從測試的角度來考慮，需要規(guī)定一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的地面太陽光譜分布。目前國內(nèi)外的標(biāo)準(zhǔn)都規(guī)定，在晴朗的氣候條件下，當(dāng)太陽透過大氣層到達(dá)地面所經(jīng)過的路程為大氣層厚度的1.5倍時(shí)，其光譜為標(biāo)準(zhǔn)地面太陽光譜，簡稱AM1.5標(biāo)準(zhǔn)太陽光譜。此時(shí)太陽的天頂角為48.19

，原因是這種情況在地面上比較有代表性。

組件測試儀組成，工作原理介紹SSTNewEnergyDept.ColorTemperature色溫色溫表示光源光譜質(zhì)量最通用的指標(biāo)。色溫是按絕對黑體來定義的，光源的輻射在可見區(qū)和絕對黑體的輻射完全相同時(shí)，此時(shí)黑體的溫度就稱此光源的色溫。低色溫光源的特征是能量分布中，紅輻射相對說要多些，通常稱為“暖光”；色溫提高后，能量分布中，藍(lán)輻射的比例增加，通常稱為“冷光”。一些常用光源的色溫為：標(biāo)準(zhǔn)燭光為1930K（開爾文溫度單位）；鎢絲燈為2760-2900K；熒光燈為3000K；太陽表面為5762K；Xe燈為6000K；藍(lán)天為12000-18000K。組件測試儀組成，工作原理介紹SSTNewEnergyDept.標(biāo)準(zhǔn)光源如果能夠得到與標(biāo)準(zhǔn)太陽光譜一致的並且光照強(qiáng)度又可以任意改變的人工光源當(dāng)然是最理想的太陽能電池的測試光源，但是目前而言還是很困難的，只能在某些方面滿足要求?，F(xiàn)在用來當(dāng)作量測用照明光源主要採用Xe燈光源以及充氣鎢燈泡（A光源）等。其餘的所謂B、C、D光源都是由A光源加上不同的光學(xué)濾光片組合而成，從而改變了色溫度。組件測試儀組成，工作原理介紹SSTNewEnergyDept.Xe燈作為量測光源Xe燈作爲(wèi)量測光源有以下特徵：1、色溫度爲(wèi)6000K，與太陽表面溫度(5762K)非常接近2、亮度高，用適當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)裝置就可以得到平行性很好的光束；但是，Xe燈也有不足之處，主要是在近紅外區(qū)域（800-1000nm）存在著較強(qiáng)的光譜能量，必須要進(jìn)行修正。組件測試儀組成，工作原理介紹SSTNewEnergyDept.組件測試儀組成，工作原理介紹生產(chǎn)特性?180塊/小時(shí)?最大可是組件尺寸1350mm×2100mmQS-540LAPVModuleSimulator達(dá)到并超過IEC60904-9/JIS8912的A級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：ClassA:光譜不匹配度<+/-25%ClassA:照度不均勻性<+/-2%ClassA:光照不穩(wěn)定度<+/-2%氙燈脈沖光源200w-1200w/m2可調(diào)在2ms內(nèi)取樣4096次，并每8點(diǎn)加權(quán)平均得到512組數(shù)據(jù)，繪制I-V曲線。自動(dòng)修正到STC-標(biāo)準(zhǔn)測試條件(1000w/m2,25°C,AM1.5)SSTNewEnergyDept.測量系統(tǒng)使用500KHz以上的4通道并行數(shù)據(jù)采集器，在2mS的采集時(shí)間內(nèi)，可以采集4組各1000個(gè)以上的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)在微觀上存在許多的波動(dòng)。廠家在軟件設(shè)計(jì)上，首先對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行光輻照度修正和溫度修正，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)平滑處理。比較好的平滑處理方法是移動(dòng)平均值法，就是取相鄰幾個(gè)數(shù)據(jù)的平均值作為這些數(shù)據(jù)中位數(shù)的值，然后去除邊緣的一個(gè)數(shù)據(jù)，在反方向上再增加一個(gè)數(shù)據(jù)，再計(jì)算這組新數(shù)據(jù)中位數(shù)的值，如此反復(fù)。這個(gè)方法的優(yōu)點(diǎn)是不會(huì)造成數(shù)據(jù)失真。如果使用數(shù)據(jù)擬合的方法，則完全破壞了數(shù)據(jù)的真實(shí)性，甚至有可能得出錯(cuò)誤的結(jié)果。實(shí)際上，國際上某些性能優(yōu)異的組件測試系統(tǒng)，采集的有效數(shù)據(jù)大約僅僅100個(gè)，并且不對數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑處理，卻保證了所采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確和有效。組件測試儀組成，工作原理介紹氙燈脈沖光源200w-1200w/m2可調(diào)在2ms內(nèi)取樣4096次，并每8點(diǎn)加權(quán)平均得到512組數(shù)據(jù)，繪制I-V曲線。SSTNewEnergyDept.組件測試儀組成，工作原理介紹測試原理圖解測試方法組件測試儀組成，工作原理介紹組件測試儀的安裝調(diào)試Toolsneeded5mmAllenkeySmallPhillipsscrewdriverSmallslottedscrewdriver(foradjustingflashgeneratorvoltage)-Thesimulatorispackedinonelargewoodencrate.Allsmallerequipmentarestoredinsidetheactualsimulator(e.g.Computer,flashlamps,flashgenerators).Beginbyunpackingallcartonsfrominsidethesimulator.-Drawingstoguidetheinstallationcanbefoundinthemanualfolder,undersection2:Installation,systemlayoutanddrawings.Takeespeciallynoteof'Systemcompositionandwiring'.Installedcomponents-Someequipmentisalreadyinstalledandfixedtothesimulator.Theseinclude(seepackinglist):oMonitorcelloTriggercableassembly1/6BoRemotecable(6pcs)oCoaxial-cable(REMTRIG)oCable6M(6pcs)oHeatingunitoAirpurifier+OzonefilterElectronicsunit-UnpackElectronicsunit+accessories.-Theholderisinstalledontherighthandcornerofoneofthelargesidedoors.Itisthedoorwhichhasacablechutenearthecorneranda‘Lamp5’stickerontopofthesimulatoratthecorner.-Thescrewsfortheholderarealreadyattachedtothedoor.-Whentheholderisinplace,inserttheelectronicsunitandconnect5cables:oPoweroMonitorcelloTriggercable(labeledTRIG)oNullmodemcableoAmbienttemperaturesensor(labeledwithserialnumber12XXX)FlashGenerators-Unpack6generators.Theplasticbagshowsgeneratornumbering.-Attheotherendofthesimulator,thereare6shelvesforthegeneratorswithnumberingfromGEN1toGEN6.Itisnotnecessarytofollowthenumbering,butifyoudo,therearelessadjustmentstobemadelater.-Cables'Flashtrig'and'Remote'areconnectedtoeachgenerator.Thecablescanbefoundinthecablechutenexttothegeneratorshelves.Remotecableshavebeennumbered,triggercablesareidentical.組件測試儀的安裝調(diào)試Flashheads(lamps)-Unpack6Lampheads.-UnpackAM1.5G-1.4Bfilters(6pcs).Usegloveswhenhandlingthespectralfilters,asfingerprintsmayimpacttheirperformance.Ifthefiltersgetdirty,theymaybecleansedwithasoft,dryordamp,cloth.-Usethescrews,teflonspacersandwashersfoundinthecartoncontainingthefilterstoinstallthefiltersontopofthelampheads.Thisisthemostsensitivepartoftheinstallation.Seedrawing'Lampheadhousing'forreference.-Theplasticbagsofeachlampheadhaveanumber,e.g.LAMP1,(numberalsooncarton)thatshouldmatchthenumbersonthetopofthesimulator.Whenviewingthesimulatorfromfront(i.e.thesidewheretheelectronicsunitis),lampnumber1isonthefrontleft,2isbackleft,3isfrontmiddle,4isbackmiddle,5isfrontright,6isbackright.Usethescrewsthatareattachedtothesidesofthelampheadstoattachthelampheadtothesimulator.Thecableconnectorshouldpointtowardsthecablechuteinthemiddle.-Thelampheadsshouldbeconnectedtocables(Cable6M)foundinthecablechuterunningacrosstheinsideofthesimulator.Thelampnumberingshouldmatchwiththenumberingonthecables.-Attachthecablesfromthelampheadsthecorrespondinggenerator(e.g.LAMP1toGEN1).組件測試儀的安裝調(diào)試組件測試儀的安裝調(diào)試AirpurifierUnpackAirpurifier.Theairpurifiermightalreadybeinstalled.Heatingunit-Heatingunithasbeeninstalled.-Checkthatthepowerplughasbeenattachedtooutletnearlamp6.-Thethermostatcontrollingtheheatingunitislocatedabovetheoutlet.Itispermanentlysetat~22'C.Computer-UnpackComputer,monitorandprinter.Nothingspecialhere.Softwarehasalreadybeeninstalled.-ConnectNullmodemcabletotheserialportofthecomputer.FlashControlsystem-UnpackNationalInstrumentsUSB-6251connectionsboxandUSBcable(USBcablemightbepreinstalled).PlacetheUSB-6251ontopofthemainsdistributionbox.Locate6remotecablesandaBNCcable(REMTRIG)andconnectthemtoUSB-6251accordingto'Systemcompositionandwiring'.-ConnectpowertotheUSB-6251.Thepowercordshouldbenearthedistributionbox.-UsetheUSBcabletoconnecttheUSB-6251tothecomputer.Remainingparts-2Tuningplates(large,blackaluminumplateontopofsimulator;usedinadjustingthesimulator.Removedinnormaloperation)-Testsensor(lookslikethemonitorcell,butisinsteadusedinadjustingthesimulator)-UniformitysensorM2(singleencapsulatedcell,usedinmeasuringuniformityofirradiance)-CableM250(canbeusedtoconnecttomoduleundermeasurementifabettercableisnotavailable)-Moduleloadingrails(canbeusedforslidingthemodulesontopofthesimulator,theyneedtoberemovedduringirradianceuniformitymeasurements)組件測試儀的安裝調(diào)試SSTNewEnergyDept.Poweringupthesystem-Wheneverythingisconnectedaccordingto'Systemcompositionandwiring',usemainpowerswitchonthemainelectricalboxtoturnonthesimulator.-Checkthattheindividualgeneratorshavebeenturnedonandthattheelectronicsunitisturnedon.-Provideseparatepowertothecomputersystem.Checkthateachgeneratorindicatesavoltageof~380V-440V.Ifnot,checkthat'charge'switchinthefrontofthegeneratoristurnedon.Checkalsothatthe'Trig'switchisturnedon(redlightisturnedOFF).-Wait1hourforthegeneratorstowarmup.Moreinformationonwarmuptimescanbefoundinthemanualfolder,undersection6:Flashsystem.-StartQuickSunonthecomputer.Ifitdoesnotstart,pleasecheckthattheelectronicsunitisturnedonandthatthenullmodemcableissecurelyattachedtotheelectronicsunitandtothecomputer.組件測試儀的安裝調(diào)試SSTNewEnergyDept.組件測試儀的安裝調(diào)試Initialtesting-OpenmenuMeasurement|Flashtrace..andpressflash.Thesystemwillflashandtheflashtracewillrecordtheirradianceasafunctionoftime.Theflashpeakshouldbearound3000-4000.-ConnectUniformitySenso