GB T 6495.3-1996 光伏器件 第3部分 地面用光伏器件的测量原理及标准光谱辐照度数据.pdf

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1、GB/T 6495.3-1996 前中1口本标准等问采用IEC904 3: 1989(光伏器件第3部分:地面用光伏器件的测量原理及标准光谱辅照度数据。国际电工委员会第82技术委员会:太阳光伏能拥系统，于1987年至1989年间，先后发布了光伏器件方面的四项国际标准。除本标准外，还有:IEC 904 1: 1987(光伏器件第1部分:光伏电流电压特性的测量IEC 904-2: 1989(光伏器件第2部分:标准太阳电油的要求IEC 891: 1987(晶体硅光伏器件的-v实测特性的温度和辅照度修正方法这四项国际标准的主要内容在照国家标准GB6493-86(地面用标准太阳电池和GB6495-86 地

2、面用太阳电地电性能测试方法中巳不同程度地包含。为了尽快适应国际贸易、技术和经济交流的需要，等问采用这四项国际标准，转化为我国标准是完全有基础的，也是适时的。本标准从实施之日起，同时代替GB6493-86和GB6495-860 本标准由中华人民共和国电子工业部提出。本标准由全国太阳光伏能拥系统标准化技术委员会归口。本标准起草单位:西安交通大学。:黄嘉豫等。GB/T 6495.3 1996 IEC前市1) IEC(国际电工委员会)在技术问题上的正式决议或协议，是由对这些问题特别关切的国家委员会参加的技术委员会制定的，对所涉及的问题尽可能地代表了回际上的一致意见。2)这些决议或协议，以推荐标准的形式

3、供国际上使用，并在此意义上为各国家委员会所认可。3)为了促进国际上的统一，IEC希望各国家委员会在本国条件可能的情况下，采用IEC标准的文本作为其国家标准。IEC标准与相应国家标准之间的援异，应尽可能在罔家标准中指明。序言本标准由IEC第82技术委员会:太阳光伏能拥系统制定。本标准文本以下列文件为依据:二个月法82(CO)S 二个月82(CO)10 表决报告82(CO)9 表决报告82(CO)13 表决批准本标准的详细资料可在上表列出的表决报告中查阅。1 范围中华人民共和国国家标准光伏器件第3部分:地面用光伏器件的测量原理及标准光谱辐照度数据Photovoltaic devices Part

4、3: Measurement principles for terrestrial photovoltaic(PV) solar devices with reference spectral irradiance data 本标准适用于下列地回用晶体磁光伏器件:a)带、或者不带保护盖片的单体太阳电池;b)太阳电池组合;c)平板式组件。注:术谓试样系指任何一种上述器件。GB/T 6495.3 1996 idt IEC 904-3: 1989 代臀GB6495-86部分本标准不适用于聚光太阳电池，和配备聚光器的组件，也不适用于光电、光热混合集能器，即除发电外还给供热系统的流体输送热量的集能器。本

5、标准阐明测最原理，规定了标准太阳光谱辐照度分布，并对电流电压特性及其导出参数作了说明。2 日的本标准规定了上述范围的地面用光伏器件的电性能测最照理。包括在自然的和模拟的太阳光下进行测量的原理。3 则最原理测量太阳电池或组件的光伏性能，目前通用的方法是把它们放在稳定的自然或模拟太阳光下，并保持定的温度，描绘出它们的电流血电压特性曲线，同时测定入射光辅照度。然后将测得的数据修正到标准测试条件(STC)或其他所需的辅照度和服皮条件。修正以后，在STC条件及额定电压下的输出功卒，通常称为额定功率。由于太阳电池的响应与波长有关，因此，人射光的光谱分布严重地影响其性能。自然太阳光的光谱分布受地理位置、吨候

6、、季节和时间的影响。太阳模拟器的光谱分布则随其类型及工作状态而不间。如果采用对光谱无选择性的热电堆础辐射计来测最辅照度，由于光谱分布的改变，会给测到的转换效率带来百分之几的差别。为了减小这种误差，本标准所规定的测量原理把额定性能与标准地面太阳光谱辅照度分布联系起来。具体的方法是选用具有与被测样品基本相同的光谱响应的标准太阳电炮，来测量光源的辐照度，这回家技术监督周1996舶07-09批准1997-0个01实施G/T 6495.3-1996 个标准太阳电池的短路电流已经在具有标准太阳光谱分布的光泪下栋定好，其标定值是每单位辐照度所产生的短路电流(AW1.m2)。标准太阳电池能自动地把光谱分布改变

7、的影响考虑在内。因此，采用标准太陆电池来测量辐照度的方法，用于在户外测最太阳电油的电性能时，对地理位置和气象条件就不必严格要求，而在室内测量时，对所用太阳模拟器的类别要求不高，此外，由于标准太阳电油和被测样品的时间常数接近，太阳辐照度的不稳定，只要不发生在测量过程中，是允许的。如果把太阳电池或组件的性能与己知的光谱辐照度联系起来，用户或方阵设计师就可能在合理的公差范围内，用太阳电池的光谱响应来计算太阳电池或组件进于任何日知光谱辐照度分布的光惊下的电性能。4 标准太阳光谱辅照度分布本标准所采用的标准太拥光谱辐照度分布的数据和曲线分别在表l和图1中给出。它是总辐射太阳光直射和散射相应于AM1.5光

8、谱分布，在与水平阁成370的倾斜面上幅照度为1000 W m气地丽的反射率为0.2，气象条件如下:一-大气中水含景:1. 42 cm 气中臭氧含量:0.34cm 一昆烛度:0.27(0.5m处)1 标准太阳光谱辐照度分布搜长光谱牺照度光谱光子辅照度m Wm-2.ml cm-.2 8-1.m 0.305 0 9.5 1. 459E十0150.310 0 42. 3 6.602E+015 0.315 0 107.8 L 710E个0160.320 0 18 1. 0 2.916E十016O. 325 0 246. 8 4.038E个0160.330 0 395.3 6. 567E十0160.335

9、 0 390. 1 6.579E+016 O. 340 0 435. 3 7. 451E十016O. 345 0 438. 9 7. 623E个0160.350 0 483. 7 8. 523E十0160.360 0 520. 3 9. 430E十016O. 370 0 666. 2 L 241E十0170.380 0 712.5 1. 363E十0170.390 0 720. 7 1. 415E十017。.40001 013. 1 2.040E十0170.410 0 1 158. 2 2. 391E十0170.420 0 1 184.0 2.504E十017O. 430 0 1 07 1.

10、9 2. 320E十017累计积分辐照度Wm 2 0.06 0.19 O. 57 1. 29 2. 36 3. 97 5.93 7.99 10.18 12.49 17.51 23.44 30.33 37.50 46.17 57.02 68.74 80.01 GB/T 6495.3 1996 表l(续)技长光谱幅照度光谱光子辐照度累计积分辅照度m Wm寸m一1cm 2 s1.um-1 Wm-2 0.440 0 1 302.0 2. 884E十01791. 88 0.450 0 1 526.0 3.4571二十017106.02 0.460 0 1 599.6 3.704E十01712 1. 65

11、 0.470 0 1581. 0 3. 741E十017137.55 0.480 0 1 628. 3 3. 935E十017153. 60 0.490 0 1 539.2 3. 797E十017169.44 0.500 0 1 548.7 3. 898E十017184.88 O. 510 0 1 586.5 4.074E+017 200. 55 0.520 0 1 484.9 3. 887E十017215. 91 0.530 0 1 572. 4 4. 196E十01723 1. 20 0.540 0 1 550.7 4.216E+017 246.81 0.550 0 1 561. 5 4.

12、 324E十017262.38 O. 570 0 1 50 1. 5 4.309E+017 293.01 0.590 0 1 395.5 4. 145E十01732 1. 98 O. 610 0 1 485.3 4.561E十017350. 78 0.630 0 1 434. 1 4. 549E十017379.98 0.650 0 1 419.9 4. 647E十017408.52 O. 670 0 1 392.3 4. 696E十017436. 64 0.690 0 1 130. 0 3. 925E十01746 1. 86 0.710 0 1 316.7 4.707E+017 486.33

13、O. 718 0 1 010.3 3. 652E十017495. 64 。.72441 043.2 3.805E十017502. 21 0.740 0 1 21 1. 2 4. 512E十017519.79 0.752 5 1 193.9 4. 523E十017534.82 0.757 5 1 175. 5 4. 483E十017540.75 0.762 5 643. 1 2. 469E十017545. 29 O. 767 5 1 030.7 3. 983E十017549.48 0.780 0 1 13 1. 1 4. 442E十017562. 99 0.800 0 1 08 1. 6 4.

14、356E十017585.12 0.816 0 849.2 3. 489E个017600. 56 O. 823 7 785.0 3. 255E十017606.85 O. 831 5 916.4 3. 836E十017613.49 0.840 0 959.9 4. 059E十01762 1. 46 O. 860 0 978.9 4. 238E十017640. 85 0.880 0 933.2 4. 134E+017 659. 97 0.905 0 748.5 3. 410E十017680.99 GB/T 6495.3 1996 波长光谱辐照度光谱光子辅照度累计积分辅照fftm Wm2 .m cm-

15、2 S-1 um-1 Wm 0.915 0 667.5 3.075E个017688. 07 0.925 0 690. 3 3.215E十017694. 86 。.9300403. 6 1. 890E十017697.60 O. 937 0 258.3 1. 218E个017699.91 0.948 0 313. 6 1. 497E十017703. 06 0.965 0 526.8 2. 559E十017710.20 0.980 0 646. 4 3. 189E+017 719.00 O. 993 5 746.8 3. 735E十017728.41 1. 040 0 690. 5 3. 615E个

16、01776 1. 82 1. 070 0 637.5 3. 434E十01778 1. 74 1. 100 0 412.6 2. 285E十017797.49 1. 120 0 108.9 6.140E十016802.71 1. 130 0 189.1 1. 076E十017804.20 1. 137 0 132.2 7. 567E十016805.32 1. 161 0 339.0 1. 981E十017810. 98 1. 180 0 460. 0 2. 733E十017818. 57 1. 200 0 423.6 2. 559E十017827.40 1. 235 0 480. 5 2. 9

17、88E十017843. 22 1. 290 0 413. 1 2. 683E十017867.80 1. 320 0 250.2 1. 663E十017877. 75 1. 350 0 32. 5 2.209E十01688 1. 99 1. 395 0 1. 6 1. 124E十015882. 75 1. 442 5 55.7 4.045日十016884.11 1. 462 5 105.1 7. 738E十016885. 72 1. 477 0 105.5 7. 845E个016887.25 1. 497 0 182. 1 1. 372E十017890. 12 1. 520 0 262. 6 2

18、.010E十017895. 24 1. 539 0 274.2 2. 125E十017900.34 1. 558 0 275.0 2.157E十017905.56 1. 578 0 244. 6 1. 943E个017910.75 1. 592 0 247.4 1. 983E十017914.19 1. 610 0 228. 7 1. 854E+017 918.48 1. 630 0 244.5 2.006E+017 923.21 1. 646 0 234.8 1. 946E十017927.05 1. 678 0 220.5 1. 863E十017934. 33 1. 740 0 17 1. 5

19、 1. 5021二十017946.48 G/T 6495.3一1996表l(完)i皮t走光谱辐照度光谱光子辐照度累计积分辐照度m Wm-2.m-J c口12 s1.um-I Wm-2 1. 800 0 30.7 2. 782E十016952. 55 1. 860 0 2.0 1. 873E十015953. 53 1. 920 0 1. 2 1. 160r.:十015953.63 1. 960 0 21. 2 2.092E+016 954.07 1. 985 0 91. 1 9.104E个016955.48 2.005 0 26.8 2.705E十016956.66 2.035 0 99.5 L

20、 019立+017958. 55 2.065 0 60.4 6. 279E十016960. 95 2. 100 0 89. 1 9. 420E十016963.57 2. 148 0 82.2 8. 889E十016967.68 2. 198 0 71. 5 7. 912E十01697 1. 52 2.270 0 70.2 8.023E十016976. 62 2.360 0 62.0 7. 367E十016982. 57 2.450 0 21. 2 2. 615E十016986.32 2.494 0 18. 5 2. 323E+016 987.19 2.537 0 3. 2 4.087E个015

21、987.66 2. 941 0 4.4 6.515E十015989.19 2. 973 0 7.6 1. 138E十016989.38 3.005 0 6.5 9. 834E十年015989. 60 3.056 0 3. 2 4. 923E十015989.85 3. 132 0 5.4 8. 515E十015990. 18 3. 156 0 19.4 3.082E+016 990. 48 3.204 0 1. 3 2.097E十015990. 98 3. 245 0 3.2 5. 228E十01599 1. 07 3.317 0 13.1 2. 188E十01699 1. 66 3. 344

22、0 3.2 5. 387E十01599 1. 88 3.450 0 13.3 2. 310E十016992. 75 3.573 0 11. 9 2. 141E十016994.30 3. 765 0 9.8 1. 858E十016996. 38 4.045 0 7.5 1. 527E个016998. 79 CXJ 1 000.00 拉2累计积分辐照度值系采用改良的梯形积3;技术求碍。GB/T 6495.3 1996 E乱-TEe-3锁应槐很棋AM1.5总辐照度4.0 3.6 3.2 2.8 2.4 i皮长I.lffi标准太阳光谱辐照度分布2.0 1. 6 1. 2 0.8 0.4 0 0.0 图

23、l电流电压特性在一定的幅照度和混度下测得的一条电流白电压(1-V)曲线示于罔2纵坐标是电流，横坐标是电压。可以从l-V曲线上得到的电气特性参数是:a)短路电流(1sc)l-V曲线与电流轴V口。相交点，A点的电流值;h)开路电1I(Voc) 1-1/曲统与电压轴1=0相交，点，日点的c)最大功率(Pmax)1-1/曲线上电流与电压乘积取最大值的点，C点的功率;d)负载电流(IL)在某一规定的负载VL下测得口点的电流ho电流GB/T 6495.3-1996 辐照殷红红应(W.m-2)温度=TCC)VL Vp阳图2电流白电屈曲线示例B GB/T 6495.3-1996 A1 气象术语太阳高度角(1)

24、solar elevation (的附录A(标准的附录)术语直射太阳光线与水平面之间的夹角(度)。大气质量(AM)air mass(AM) 直射太阳光绪穿过地球大气层的路程长度，以太阳在天顶时穿过大气接到达海平面的路径长度的倍数来表示。当太阳在天顶，大气压力P=101.3 kPa(760 mmHg)时，海平面处的大气质量的值为1。其它任何地方的大气质量的值按下式计算:大气质量tE中式中，p是当地的大气压力(Pa),Po=101. 3 kPa，。是太阳商度角。辐照度irradiance 入射到单位表而面积上的辐射功事(W.m2)。直射辅照度(直接日射)direct irradiance 人射到单

25、位面积上的，来自太阳圃盘及其周围50圆锥角内天空的辐射功旦在(W.m一勺。散射牺照应diffuse irradiance 入射到单位面积上的，来自整个天空的辐射功率(W.m 2) ，扣除计入直射辅照的功率。总辅照度global irradiance 人射到水平表团单位丽积上的总辐射功率(W.m-2)，即射辐照度的水平分最及散射辅照度的水平分量之和。定)。全辐照度total irradiance 入射到倾斜表团单位面积上的全部辅射功率(W.m2)。光谱辅照度(E.)spectral irradiance(E.) 在某特定放长上，单位带宽内的辐照度(W.m-2 m-1)。光谱光子辐照度(Ep.)s

26、pectral photon irradiance(Epl.) 在某特定波长上的光子通量密度(cm2 S-1 .m一1)。Ep. =5. 035 X 1014E.(的单位是m)光谱辐照度分布spectral irradiance distribution 光谱牺照皮相对波长的函数(W m-2 .m一1)。辅照量irradiation 在一段规定的时间间隔内，辐照度的总和(MJ m-2每小时、每日、每犀期，每月，每年，视情况而直射辅照最direct irradia tion 在一段规定的时间间隔内，直射辅照度的总和(MJ.m每小时、每日等，视情况而定)。散射辐照最diffuse irradiat

27、ion 在一段规定的时间间隔内，散射辅照度的总和(MJ m-2每小时、每日等，视情况而定)。GB/T 6495.3一1996全辐照最total irradiation 在一段规定的时间间隔内，倾斜面上全部牺照度的总和(MJ m-2得小时、每日等，视情况而定)。总辅照最global irradiation 在一段规定的时间间隔内，总辅照度的总和(MJ m-2每小时、每日等，视情况而定)。辐射强度表pyranometer 一种辐射计，通常用于测量水卒表团的总辐照度(或借助于个遮阴环或因盘用于测撞散射辐照度)。也可以将它倾斜一个角度用于测最倾斜丽上的全辐照度，此时也包含了从前景反射来的部分辐射。直接

28、辐射计(有时称为出线人射太阳热最计飞或称NIP)pyrheliometer(sometimes called Nor-mal lncidence pyrheliometer or NIP) 一种辐射计，备有准直筒，用于测量直射辐照度。j昆油度(D.)turbidity 由于悬浮在大气中的固体或液体颗粒(去除外)对太阳辐射的吸收和散射，所引起的大气透明皮降低，按照ngstrom的定义，大气混油度与被长1000 nm的消光系数t和大气消光函数公式中波长指数的关系如下:D. t ).-t t值小于0.1，表示大气很清澈，t值大于0.2表示大气很混浊。的平均值取决于大气中粒子尺寸的分布，ngstrom

29、采用的近似值为1.3。可沉积水蒸汽含量precipitable water vapour content 截面积为1cm2垂直大气柱中，所含有的可沉积水蒸汽的体积(cm勺，以相应的垂直水柱高度(cm)来表示。臭轼含最ozone content 在标准温度和压力条件下截丽积为1c旷的垂直大气条柱中所含臭氧的体积(cm3)。A2 光伏物理参数术语太阳电池solar cell 在太阳光照射时产生电的基本光伏器件。组件module 具备完整的、环境防护措施的，内部相互联锚的，最小的太阳电地组合体。A3 光伏转换术语7J飞。光伏效应photovoltaic effect 把辐射能直接转换成电能。转换效率

30、conversion efficiency 最大电功率输出，与在规定的测试条件下测得的入射辅照度和发电器面积乘积之比，以百分数表光谱响服份5o.),elJ spectral response怜50.) 在某特定的波长上，单位辐照度所产生的短路电流密度以波长的函数来表示。相对光谱响应僻5()reIrelative印机tralresponse伶50.).IJ以最大响应波长点的响应为1表示的光谱响应5() 5 ( )rel =一一一一S ().)max 怜响应是通用的术语，而用响应度就更正确。GB/T 6495.3 1996 短路电流(1沉)short叮circuitcurrent(lsc) 在某特

31、定温度和辐照皮条件下，光伏发电器在短路状态下的输出电流。开路电压(Voc)open叩circuitvoltage(V oc) 在某特定的监度和辅照皮条件下，光伏发电器在无负载(即开路)状态下的端电旺。电流而电压特性(1f(V)current-voltage characterestic (l = !(V) 在某特定的踊度和牺照度条件下，光伏发电器的输出电流相对输出电压的函数。最大功率(Pmax) maximum power (P max) 在电流电压特性曲线上电流和电压乘积为最大的点所表示的功z卒郭。最大功卒点电E店巨(VP max) maximum p仰ow巳盯rv川olta吨ge叭(Vpm

32、，缸川I对应于最大功卒的最大功率点电流(1)maximum power current(1_) 对应于最大功率的电流。填充因子(FF)fill factor CFF) 最大功率与开路电压和短路电流乘积的比值。负载电忧h)load current h) FF=一旦旦乙VocXlsc 在某特定由度和牺照度条件下，光伏发电器输送给并联在输出端上的负载电流。负载电压(VL) load voltage (V L) 在某特定的溢度和辅照度条件下，并联在光伏发电器输出端上的负载两端呈现的电压。负载功率(PL)load power(PL) 在某特定咀度和辅照度条件下，光伏发电器输送给并聪在输出端上的负载功率。

33、PL VL X h 额定电流rated current 在规定的工作条件下，光伏发电器在额定电压下所规定的电流值。额定功率rated power 在规定的工作条件下，光伏发电器在额定电压下所规定的输出功率值。额定电压rated voltage 在规定的工作条件下，对光伏发电器规定的电旺，在此电压光伏发电器设计能提供接正最大输出电功率。测试辐照度test irradiance 测试时所采用的，用标准太阳电池来测定的牺照度。标准测试条件(STC)日tandardtest conditions (STC) 一电池踊度:25C士2C:用标准太阳电池测定为1000 W m寸，并具有标准的太阳光谱辅照度分

34、布。任选测试条件optional test conditions 用标准太阳电地测定的辐照度为1000 W m-2飞，电油瓶度可以是任何使更于测i盘量的环境条件。环境i温且)皮变(Tam时b)ambient t忧阳e创mpe盯rat饥川ure巳(仔T、a剖川1用通风的壳体包封井屏蔽了太阳辐射.天空辐射和地面辐射时，所测光伏发电器周围的空气温度。组件表面幅度module surface temperature 组件背表面的平均泪度。(7) cell temperature(Tj) 用踊度传感器接触电池作直接测量的温度，或者由测量Voc求出，或者由热平衡计算求出。它和电GB/T 6495.3-19

35、96 地受光固的温度相差不大。电流温度系数()current temperature coefficient () 电池温度每变化一个摄氏度，光伏发电器短路电流的变化值垃t这个温度系数随辐照度的变化而变化，也稍受强度变化的影响。电压由度系数(卢)飞loltagetemperature coefficient (卢)电地温度每变化一个摄氏度，光伏器件开路电压的变化值。注:这个温度系数随辐照度的变化而变化，也稍受翻度变化的U响。电池额定工作温度nominal operating cell temperature (NOCT) 在牺照度为800W , m2，环境温度20C，风速1ms叶的标准环境下，处于电气开路状态，太阳正午时，阳光垂直照射，安装在敞开框架上的一个组件内太阳电池的平均平衡槌度。时间常数time constant 当辅照度发生阶跃变化时，辐射计或光伏发电器达到其稳定值的63.2%所需的时间。入射角angle of incidence 直接人射光束与受光丽法线的夹角(度)标准太阳电池reference device 用于测量辐照度或调整太阳模拟器辐照度的光伏器件，它以标准太阳光谱辐照度分布为基准。