当前位置:文档之家› 4-《光伏组件性能测试和能效评定》IEC标准介绍

4-《光伏组件性能测试和能效评定》IEC标准介绍


光伏组件组需要在表 2 规定的辐照度和组件温 量:
度组合下测量短路电流(Isc)、最大输出功率(Pmax)、 开路电压(Voc)和最佳工作电压(Vmax)等参数,并 通过数据处理,确定光伏组件在表 1 规定的 5 种典型 功率评定条件下的性能。
表 1 功率评定条件概要(AM1.5, IEC60904-3)
IEC 61853-1 are introduced to make it understood further.
关键词:IEC 标准;光伏
1 引言
部分(IEC 61853-1)进行了介绍。
IEC 光伏标准及相关认证,对于提高光伏产品质
量,推动光伏市场健康有序发展起着的不可忽视的作 用。从 1993 年发布的 IEC61215《地面用晶体硅光伏 组件 设计鉴定和定型》(第 1 版)到 2004 年发布的 IEC 61730《光伏组件安全认证》,IEC 标准在光伏组 件可靠性和安全性测试方面始终扮演着国际权威的 角色,通过相应认证的组件产品象征着性能稳定、安 全可靠,更容易被市场所接受。
1100Biblioteka NA1000 AM1.5
800 (依据 IEC
600 60904-3 规
400 定)
200
NA
NA
NA
100
NA
NA
注:针对 Isc, Voc,Pmax 和 Vmax 应分别填写表 2,即完成 4
标准组件(符合 IEC60904-2 规定)与被测组 件共平面安装在双轴跟踪器,确保与直射光柱的夹 角在±2°。测试需要在同一天内的数小时内尽快完 成,以最小化光谱条件改变带来的影响。否则,需 要进行光谱修正。
Abstract: IEC 61853-1 Photovoltaic (PV) Module Performance Testing and Energy Rating – Part 1: Irradiance and temperature performance was released by International Electrotechnical Committee in 2011. It describes requirements for evaluating PV module
部分:辐照度和温度性能测量和功率评定》国际标准,该标准规定了在一定的辐照度和温度的范围
内,以功率评定来衡量光伏组件性能的要求,以便在不同的辐照度和温度条件下,提供光伏组件的 全套性能参数。本文针对 IEC 61853-1 的技术内容和试验方法进行了介绍,以便国内光伏制造企业
对该标准有更加详细的了解。
如果被测变量是温度,通过合适的方法调整温 度(见 IEC61215 或 IEC61646)。在测量过程中确 保被测组件和标准组件的温度变化不超过±1 °C。
5 功率标定
5.1 相应温度下的 Isc、Voc、Vmax 和 Pmax 插值 为了确定温度中间值所对应的Isc、Voc、Vmax和
Pmax,可根据测量值进行线性插值回归。 5.2 相应辐照度下 Isc 插值
被测组件的温度需要在图 1 所示的大致三个位 置测量(确保每个位置均在一片电池后部),然后计 算平均值。
张数据表。
4 测量方法及程序
为获得填写表 2 所需的数据,IEC61853-1 规定
图 1 在电池之后测量被测组件温度的位置图
记录被测组件的温度和 I-V 曲线(至少测量 Isc、Voc、Vmax 和 Pmax)、标准组件的温度和短路电流, 如果标准组件与被测组件光谱不匹配,应使用光谱 辐射计测量光谱辐照度。
使用标准组件将被测组件上的辐照度设定为 测定范围的上限。同时读取被测组件的温度和 I-V 性能特性(至少包括 Isc、Voc、Vmax 和 Pmax)、标准组 件的温度和短路电流,如果标准组件与被测组件光 谱不匹配,应使用光谱辐射计测量光谱辐照度。。
如果被测变量是辐照度,通过增加被测组件与 灯之间的距离、使用光学镜头、控制入射角度、使 用网孔均匀的过滤器、衰减脉冲太阳模拟器的闪光 拖尾等方法,在不影响空间均匀性和光谱能量分布 的条件下减少被测样品上的辐照度至期望值。
为了确定辐照度中间值所对应的Isc,可根据测 量值进行线性插值回归。对于非线性组件,插值过 程中使用的辐照度范围应尽可能小以减少误差。 5.3 相应辐照度下 Voc 和 Vmax 插值
为了确定辐照度中间值所对应的Voc或Vmax,数 据应按照下式进行拟合,确定ν1和ν2,然后计算 Voc或Vmax。
功率评定条件
辐照度
-2
W·m
温度 ℃
标准测试条件(STC)
*
电池标称工作温度(NOCT)
1000 800
电池温度:25 环境温度:20
低辐照度条件(LIC)
200 电池温度:25
高温条件(HTC)
1000 电池温度:75
低温条件(LTC)
500 电池温度:15
-2
-2
a 固定温度,在 100 W·m 到 1100 W·m
2 IEC 61853-1 概述
光伏组件的输出功率是组件温度和辐照度水平 的直接函数。对于很多晶体硅光伏组件,其输出功率 与温度线性相关,其短路电流一般与辐照度线性相 关。而由于辐照度与开路电压对数相关,与填充因子 非线性相关,从而导则最大输出功率与辐照度非线性 相关。
通过测量不同辐照度和温度下,光伏组件性能参 数(短路电流、开路电压、最佳工作电压和最大功率) 的值,可对光伏组件性能进行评价。虽然开路电压和 最佳工作电压不用于光伏组件能效评定,但是对于光 伏组件定型和系统设计是非常有用的参数。
了 4 种在相应温度和辐照度组合下测量光伏组件性 能的方法,包括:1)简单法;2)自然光线下使用跟 踪器法;3)自然光线下不使用跟踪器法;4)使用太
Temperature,NOCT)、低辐照度条件(Low Irradiance 阳模拟器法。
Condition,LIC)、高温条件(High Temperature 4.1 简单法
5.4 相应辐照度下 Pmax 的插值 为了确定辐照度中间值对应的Pmax,期望的辐照
度范围(±30 %以内)附近的数据应被拟合为多项 式以计算数据点之间任何的非线性。对于线性组件, 如果测量的辐照度之间的差别不超过30%,在辐照 度 的 中 间 值 , 可 使 用 线 性 插 值 获 得 Pmax 。 ( 见 IEC60891:2009,修正程序3)
数。若两个Voc的温度系数偏差在10%内,两个Pmax
的温度系数偏差在15%内,则可根据b中测量的两个
温度系数的平均值,计算出表2中其他条件下Isc、
Voc、Pmax、Vmax数值。如果不是上述情况,则需要逐
*正在修订中的IEC61215第3版中,已用新定义的NMOT代替了 个测量,以获得表2所要求的数据。因为短路电流的
IEC 61853-1 规 定了 在 一定 的辐 照度 ( 100 W·m-2-1100 W·m-2)和温度(15℃-75℃)范围内, 以 功 率 评 定 来 衡 量 光 伏 组 件 性 能 的 要 求 。 IEC 61853-1 目的在于规定测试和评定系统,以确保光伏 组件在一系列特定条件下以最大功率运行;并通过在 不同辐照度和温度条件下,提供光伏组件的全套的性 能参数,以便依据 IEC61853-3(尚未发布)进行光 伏组件能效评定。
performance in terms of power rating over a range of irradiance and temperatures. The object of this standard is to provide a full set of characterization parameters for the module under various of irradiance and temperature. The technical requirements and test methods in
IEC 61853 系列标准包括 4 个部分:第 1 部分《辐 照度和温度性能测量和功率评定》,第 2 部分《光谱 响应、入射角和组件运行温度测量》,第 3 部分《能 效评定计算》,第 4 部分《用于计算标准能效评定的 时间周期和天气条件》,其中第 1 部分已于 2011 年 1 月 26 日正式发布,第 2 部分已经通过 FDIS 投票, 预计在 2012 年内发布。本文主要对 IEC 61853 第 1
Condition,HTC)和低温条件(Low Temperature
本方法仅适用于测量符合 IEC60904-10 规定的
Condition,LTC)。各典型条件的详细规定见表 1 所 线性组件。由于线性组件,其最大功率与辐照度、最
示,其中前 3 个由 IEC61215/IEC61646 确定。
大功率与温度相互独立,因此可按照以下步骤进行测
第2版中的NOCT,该变化可能会影响IEC61853的实际操作。
表 2 Isc, Voc,Pmax 和 Vmax 与辐照度和温度对应表
辐照度
-2
W·m
光谱
光伏组件温度 15℃ 25℃ 50℃ 75℃
温度系数数值较小,上述过程中未考虑其影响。 4.2 自然光线下使用跟踪器法
在自然光线下的测量需要在辐照度范围内进行。 为了增加范围和提高数据准确性,至少要进行 3 天测 量。
如果测试变量是温度,通过控制器调整温度或 在自然辐照水平下将组件交替暴晒和遮挡来调整组 件温度,使其达到和保持所需的数值。也可对被测 组件进行自然加热。
如果测试变量是辐照度,可以通过使用网孔密 度均匀的过滤器或控制入射角,以便在不影响空间 均匀性的条件下,减少被测样品上的辐照度至期望 值。 4.3 自然光线下不使用跟踪器测量
6 结语
IEC61853-1规定了更为细致和全面的光伏组件 评价条件和内容,通过IEC61853-1的检测,将对光
相关主题