光伏器件 第5部分用開路電壓法確定光伏（PV）器件的等效電池溫度（ECT） 征求意見稿

4GB/T6495.5—202X光伏器件第5部分用開路電壓法確定光伏器件的等效電池溫度本文件規(guī)定了光伏器件（光伏電池、光伏組件及同類型組件構(gòu)成的光伏方陣）的等效電池溫度（EquivalentCellTemperature，以下簡稱ECT）的標(biāo)準(zhǔn)測量方法。本文件適用于光伏器件（光伏電池、光伏組件及同類型組件構(gòu)成的光伏方陣）ECT的測量，通過比較光伏器件的熱特性，確定電池額定工作溫度（NominalOperatingCellTemperature，以下簡稱NOCT）或組件額定工作溫度（NominalModuleOperatingTemperature，以下簡稱NMOT），也可以將測量的I-V特性轉(zhuǎn)換到其他溫度條件下的I-V特性。2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/T2297太陽光伏能源系統(tǒng)術(shù)語、定義與符號（IECTS61836:2016Solarphotovoltaicsenergysystems-Terms，definitionsandsymbols）GB/T6495.1光伏器件第1部分：光伏電流-電壓特性的測量(GB/T6495.1-20XX,IEC60904-1:2020,IDTPhotovoltaicdevices-Part1:Measurementofphotovoltaiccurrent-voltagecharacteristics)GB/T6495.1.2光伏器件第1-2部分：雙面光伏（PV）器件電流電壓特性的測量(GB/T6495.1.2-20XXIECTS60904-1-2:2019,IDTPhotovoltaicdevices-Part1-2:Measurementofcurrent-voltagecharacteristicsofbifacialphotovoltaic(PV)devices)GB/T6495.2光伏器件第2部分：參考太陽能器件的要求(GB/T6495.2-20XX,IEC60904-2:2020,IDTPhotovoltaicdevices–Part2:Requirementsforphotovoltaicreferencedevices)GB/T6495.3光伏器件第3部分:基于標(biāo)準(zhǔn)光譜輻照度數(shù)據(jù)的地面光伏器件測量原理(GB/T6495.3-20XX,IEC60904-3:2016,IDTPhotovoltaicdevices-Part3.Measurementprinciplesforterrestrialphotovoltaic(PV)solardeviceswithreferencespectralirradiancedata)GB/T6495.7光伏器件第7部分：光伏器件測量的光譜失配校正計(jì)算(GB/T6495.7-20XX,IEC60904-7:2019,IDTPhotovoltaicdevices.Part7:Computationofthespectralmismatchcorrectionformeasurementofphotoelectricdevices)GB/T6495.10光伏器件第10部分：線性測量方法(GB/T6495.10-20XX,IEC60904-10:2019,IDTPhotoelectricdevices.Part10:Methodsoflinearitymeasurement)GB/TXXXX晶體硅光伏器件的I-V實(shí)測特性的溫度和輻照度修正方法(GB/TXXXX-20XX,IEC60891:2021,IDTPhotovoltaicdevices-ProceduresfortemperatureandirradiancecorrectionstomeasuredI-Vcharacteristics)GB/T9535.2地面用光伏組件設(shè)計(jì)鑒定和定型第2部分試驗(yàn)程序（IEC61215-2：2021，IDTTerrestrialphotovoltaic(PV)modules–Designqualificationandtypeapproval–Part2:Testprocedures)GB/T40872-2021塑料聚乙烯泡沫試驗(yàn)方法IECTS60904-1-2光伏器件第1-2部分：雙面光伏器件電流-電壓特性的測量（IECTS60904-1-2Photovoltaicdevices-Part1-2:Measurementofcurrent-voltagecharacteristicsofbifacialphotovoltaic(PV)devices）5GB/T6495.5—202XIEC61829晶體硅光伏（PV）陣列I-V特性的現(xiàn)場測量(CrystallineSiliconphotovoltaic(PV)array-on-sidemeasurementofI-Vcharacteristics)IEC61853-2光伏（PV）組件性能測試和能量評級第2部分：光譜響應(yīng)度、入射角和組件工作溫度測量（Photovoltaic(PV)moduleperformancetestingandenergyrating-Part2:Spectralresponsivity,incidenceangleandmoduleoperatingtemperaturemeasurements）3測量原理和要求3.1測量原理本方法是基于光伏電池的開路電壓（OpenCircuitVoltage，以下簡稱VOC）隨溫度變化的原理。如果已知光伏器件在標(biāo)準(zhǔn)測試條件下的VOC及其溫度系數(shù)(βrel），則可確定光伏器件中所有電池的等效溫度。VOC也會(huì)受到輻照度的輕微影響，按照GB/TXXXX（IEC60891:2021IDT）的規(guī)定進(jìn)行修正。經(jīng)驗(yàn)表明，與任何替代方法相比，本文件所述方法可以更準(zhǔn)確地測量ECT[1]。但在輻照度低于400W/m2時(shí)可以觀察到結(jié)果的變異性和測量誤差會(huì)增大，因此本方法僅推薦在高于該輻照度閾值的條件下使用。3.2測量要求一般測量要求如下：a)使用ECT方法需要校準(zhǔn)被測器件。注：對同一類型的另一個(gè)器件進(jìn)行校準(zhǔn)是不夠的。即使校準(zhǔn)器件和類導(dǎo)致顯著的誤差（例如，組件開路電壓（VOC）的0.3%變b)被測器件需要符合以下規(guī)則：1)根據(jù)GB/T6495.10中的定義，VOC的變化需要與溫度呈線性關(guān)系；2)VOC的變化需要對輻照度的對數(shù)具有二次依賴性。c)用于輻照度測量的標(biāo)準(zhǔn)器件的封裝和校準(zhǔn)應(yīng)符合GB/T6495.2的要求。同時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)器件與被測器件光譜匹配一致，或根據(jù)GB/T6495.7進(jìn)行光譜失配修正，并記錄在報(bào)告中。標(biāo)準(zhǔn)器件的短路電流根據(jù)GB/T6495.10的規(guī)定，在目標(biāo)輻照度范圍內(nèi)應(yīng)為線性。根據(jù)GB/T6495.2考慮光譜匹配，標(biāo)準(zhǔn)器件與被測器件應(yīng)采用相同的電池技術(shù)和封裝結(jié)構(gòu)。d)一些器件，尤其是多結(jié)器件，VOC可能對光譜具有依賴性[2]。對于這些器件，應(yīng)使用光譜儀對光譜進(jìn)行測量。e)被測器件與標(biāo)準(zhǔn)器件的測量安裝需共面，安裝偏差應(yīng)控制在±2°范圍內(nèi)。f)參考GB/T6495.1選擇適當(dāng)?shù)倪B線方法來測量光伏器件的電壓。4設(shè)備要求除了第3章的一般測量要求外，進(jìn)行I-V特性測量還需如下設(shè)備：a)開路電壓測量設(shè)備，不確定度小于±0.2%。b)溫度測量設(shè)備，不確定度應(yīng)小于±1℃的。5輸入?yún)?shù)確認(rèn)該程序需要輸入如下參數(shù)：a)開路電壓的相對溫度系數(shù)(βrel）應(yīng)根據(jù)GB/TXXXX（IEC60891:2021，IDT）要求選擇有代表性的樣品的測量來確定。注：對于雙面組件，只需通過測量正面電壓來確定溫度系數(shù)。b)在室內(nèi)受控環(huán)境下測量參考條件（G1，T1）下的開路電壓（VOC1）時(shí)，應(yīng)符合GB/T6495.1或IECTS60904-1-2（正在轉(zhuǎn)國標(biāo)）對光伏電池或光伏組件的要求或符合IEC61829對光伏方光譜輻照度分布參考GB/T6495.3。6GB/T6495.5—202Xc)在戶外環(huán)境下測量參考條件（G1，T1）下的開路電壓（VOC1）時(shí)，建議使用熱絕緣膠帶(如聚乙烯泡沫材料，厚度1mm，質(zhì)量密度小于0.03g/cm3)包裹溫度傳感器，并用鋁箔或聚酰亞胺膠帶固定。由于光伏器件周圍的溫度受到安裝空間和時(shí)間變化的影響，使用熱絕緣膠帶可以保護(hù)溫度傳感器免受風(fēng)等環(huán)境因素的影響，從而實(shí)現(xiàn)更準(zhǔn)確的測量。注：熱絕緣膠帶應(yīng)滿足GB/T40872-2021規(guī)定的要求。d)該程序需要使用輻照度修正系數(shù)B1和B2。B1是與二極管熱電壓相關(guān)的系數(shù)，B2是與開路電壓（VOC）隨輻照度非線性變化相關(guān)的系數(shù)。這兩個(gè)系數(shù)需要根據(jù)GB/TXXXX（IEC60891:2021IDT）在至少五種不同的輻照度水平下測量組件I-V特性數(shù)據(jù)后求解獲得。6測量程序6.1一般情況該程序可以在受控環(huán)境下測量，也可以在戶外環(huán)境下并修正至參考輻照度G1測量。6.2在受控環(huán)境下測量在受控環(huán)境下按照如下要求執(zhí)行:a)將輻照度傳感器與被測器件共面安裝，安裝偏差小于±2°。b)設(shè)置目標(biāo)輻照度和標(biāo)準(zhǔn)器件的參考輻照度G1一致。c)對于雙面組件，根據(jù)IECTS60904-1-2:2019的要求，組件背面需要具備無輻照的環(huán)境條件。d)同步讀取被測器件的開路電壓VOC2和被測面的輻照度（G2）。如果輻照度有任何變化，應(yīng)將其視為6.3中給出的任意輻照度條件下的測量，并進(jìn)行適當(dāng)?shù)男拚?。如果測定ECT的偏差超過e)按照第7章計(jì)算ECT。6.3在任意輻照條件下測量在任意輻照條件下按照如下要求執(zhí)行:a)將輻照度傳感器與被測器件共面安裝，并使安裝偏差小于±2°。b)對于雙面組件，推薦采用如下兩種不同的測量方法：方法1：使用低反射率的黑色覆蓋材料將背面/正面輻照度比率降低到1%以下，這樣可以使背面輻照度對VOC的影響降至最低。將覆蓋材料安裝在組件背面，同時(shí)盡可能減少組件自然對流散熱的干擾。方法2：使用符合GB/T6594.2的光伏標(biāo)準(zhǔn)器件測量方陣的正面輻照度Gfi以及背面的平均輻照度Gri。根據(jù)IEC60904-1-2中6.3.2的要求，Gri是至少5個(gè)測量點(diǎn)的平均值，雙面組件的等效輻照度GEi根據(jù)公式（1）進(jìn)行計(jì)算式中：φ——根據(jù)GB/T6495.1.2-20XX確定的組件雙面率。注：根據(jù)測量不確定度的目標(biāo)，由用戶選擇測量方法。當(dāng)應(yīng)用于NOCT或NMOT測量時(shí)，方法1可以降低不確定度，并將現(xiàn)場測量的I-V特性轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)條須考慮系統(tǒng)層面的溫度和輻照度不均勻性。根據(jù)IEC61829的要求在光伏方陣內(nèi)進(jìn)行典型組件的選擇，應(yīng)避免c)同步讀取被測器件開路電壓VOC2和陣列面的輻照度G2（方法1），或者讀取方陣的正面輻照度Gf2和背面的平均輻照度Gr2（方法2）。d)按照第7章計(jì)算ECT。7計(jì)算等效電池溫度等效電池溫度（ECT）由電流-電壓特性的單二極管方程求解獲得。在V1=VOC1和I2=I1=0的情況下，求解V2=VOC2的方程，開路電壓滿足公式（2）和公式（3）：7GB/T6495.5—202X（2（3式中：Voc1——在第5部分章中在所選參考條件、下的輻照度G1和組件溫度T1下測得的開路電壓；Voc2——在第6章部分中規(guī)定條件下的在輻照度G2和組件溫度T2下測得的開路電壓。開路電壓的相對溫度系數(shù)βrel和輻照度修正系數(shù)B1和B2在第5章部分中確定。注：這些公式源自GB/TXXXX-20XX（,IEC6089除了輻照度G1和G2，還可以使用短路電流的比率，這被稱為自參考方法。根據(jù)GB/T6495.10的要求，短路電流應(yīng)滿足線性度要求。該方法基本上消除了測量輻照度的要求和對器件光譜匹配的依賴。對于使用方法2測量雙面組件時(shí)，輻照度G2必須用等效輻照度GE2替代，根據(jù)公式（4）和公式（5）進(jìn)行計(jì)算：（5對于單面組件和雙面組件的ECT，可以等價(jià)轉(zhuǎn)換不同VOC，根據(jù)公式計(jì)（6）和公式（7）進(jìn)行計(jì)算：注：上述公式是基于等效電路模型中兩種參考條件下VOC測量的輻照度和溫度不均勻性相同。如果輻照度或溫度不在標(biāo)準(zhǔn)測試條件下進(jìn)行第5章中描述的測量時(shí)，單面組件的ECT根據(jù)公式（8）進(jìn)行計(jì)算:8報(bào)告檢測報(bào)告應(yīng)至少包括以下數(shù)據(jù):a)標(biāo)題；b)測試實(shí)驗(yàn)室的名稱和地址以及進(jìn)行測試的地點(diǎn)；c)報(bào)告和每一頁的唯一標(biāo)識；d)客戶名稱和地址；e)被測器件(光伏電池、光伏組件及同類型組件構(gòu)成的光伏方陣)的描述和標(biāo)識；f)測試環(huán)境的描述(自然或模擬陽光，在后一種情況下，對模擬器的簡要描述和分類)；g)收到測試項(xiàng)目的日期和校正或測試的日期；h)參考的相關(guān)抽樣程序；i)確認(rèn)所使用的校準(zhǔn)或測試方法；j)校準(zhǔn)或測試方法的任何偏差、增加或排除，以及與特定校準(zhǔn)或測試相關(guān)的任何其他信息，如環(huán)境條件；k)確定輸入?yún)?shù)的方法；l)第5章中c）使用的熱絕緣膠帶的材料信息在報(bào)告中體現(xiàn)（必要時(shí)）；m)第6章b）測試中使用的黑色覆蓋材料在報(bào)告中體現(xiàn)（必要時(shí)）；n)陳述試驗(yàn)結(jié)果和試驗(yàn)結(jié)果的估計(jì)不確定度；o)檢測報(bào)告內(nèi)容負(fù)責(zé)的人員的簽名、職務(wù)或同等身份證明，以及出具日期；p)結(jié)果只與被測器件相關(guān)的聲明；q)未經(jīng)實(shí)驗(yàn)室書面批準(zhǔn)，不得轉(zhuǎn)載檢測報(bào)告全文的聲明。8GB/T6495.5—202X參考文獻(xiàn)[1]S.Krauter,A.Preiss,"Compa