光伏组件I-V特性精准测试与不确定度评估 (1)-solarbe文库

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国家太阳能光伏产品质量监督检验中心光伏组件 I-V特性精准测试与不确定度评估陈昊旻 2020.11.06 2 不确定度评估测试方法测试方法温度控制标定数据处理 I-V测试 3 不确定度评估测试方法测试方法标定 WPVS标准电池 ◆ 引用不确定度小 ◆ 性能稳定 ◆ 单片电池 WPVS标准电池 4 不确定度评估测试方法测试方法标定光谱失配修正光谱匹配值 SMM计算公式参考 IEC 60904-7 SMM ׬Eref λ Sref λ dλ׬Emeas λ SDUT λ dλ׬E meas λ Sref λ dλ׬Eref λ SDUT λ dλ 300 500 700 900 1100 光谱辐照度波长（ nm） AM1.5G 模拟器不同组件光谱响应光谱曲线图 5 不确定度评估测试方法测试方法温度控制 ◆ 环境控制放置于 25± 2℃ 的待测区域，直至温度稳定。 ◆ 温度测试四点测温示意图常见温度探测器红外探测器铂电阻热电偶 6 不确定度评估测试方法测试方法正反向扫描 I-V测试最大功率随扫描时间的变化 7 不确定度评估测试方法测试方法 I-V测试数据处理 ◆数据修正 ◆提取原始数据提取每个采样点的原始数据 ◆高阶拟合和插值 ◆取平均得到 I-V曲线 8 测试方法不确定度评估不确定度评估不确定度评估不确定度来源分析建立模型合成不确定度标准不确定度分量评估 9 测试方法不确定度评估不确定度评估不确定度模型 uc y ෍ 1 N 𝜕f 𝜕xi 2 u2 xi 2 ෍ i1 N−1 ෍ ji1 N 𝜕f 𝜕xi 𝜕f 𝜕xj r xi,xj u xi uxj 式中 y被测量 Y的估计值。 xi输入量 Xi的估计值。 𝜕f 𝜕xi输入量 Xi灵敏系数。 u xi 输入量 xi的标准不确定度。 r xi,xj 输入量 xi与输入量 xj的相关系数。 10 测试方法不确定度评估不确定度评估不确定度分量表 11 测试方法不确定度评估不确定度评估模拟器光源辐照度辐照度测量引入的不确定度标准电池短路电流校准值标准电池短路电流偏离值信号采集电流电压转换温度修正不确定度来源分布标准电池短路电流校准值正态分布标准电池短路电流偏离值均匀分布信号采集均匀分布电流电压转换均匀分布温度修正均匀分布 12 测试方法不确定度评估不确定度评估模拟器光源辐照度光谱匹配引入的不确定度 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 0.983 0.986 0.989 0.991 0.994 0.997 1.000 1.003 1.005 1.008 1.011 1.014 1.016 1.019 1.022 1.025 1.028 1.030 1.033 1.036 1.039 1.042 1.044 1.047 1.050 频次 SMM 不采用光谱失配修正 1. 与模拟器光谱辐照度分布，标准电池光谱响应以及测试组件光谱响应的测试不确定度有关； 2. 采用数据模拟评估； 3. 通常较小。采用光谱失配修正 1. 与标准光谱和测试光谱的差异以及标准电池和测试组件的光谱响应差异有关； 2. 通常采用经验值进行评定； 3. 通常较大。模拟数据分布图 13 测试方法不确定度评估不确定度评估组件温度不确定度来源分布温度传感器校准均匀分布信号采集正态分布组件背面温度与电池片结温差异均匀分布组件温度不均匀均匀分布 14 测试方法不确定度评估不确定度评估 I-V曲线测量不确定度来源分布信号采集均匀分布外部串联电阻均匀分布组件电容效应均匀分布辐照不均匀均匀分布温度不均匀正态分布辐照均匀性分布图 15 测试方法不确定度评估不确定度评估 STC条件修正 STC条件修正引入的不确定度利用 IEC60891方法 2的公式，将测得的原始 I-V曲线修正至 STC条件下，修正过程将引入曲线校准因子、内部串联电阻、电压温度系数、电流温度系数与光强修正因子的不确定度。不确定度来源分布曲线校准因子均匀分布内部串联电阻均匀分布电压温度系数正态分布电流温度系数正态分布光强修正因子均匀分布采用与计算光谱匹配值类似的计算方式，按照分布特性随机生成 10000组数据，计算得到 Isc、 Voc、 Imp、 Vmp、 Pmax和 FF值分布特性，算得各自标准差，并求出不确定度。 16 测试方法不确定度评估不确定度评估稳定性稳定性引入的不确定度评定组件电性能参数是一个非常复杂得过程，虽然我们罗列了影响评定结果得一些主要因素，但不可避免存在一些忽略的因素，这些忽略可能会影响到最终的不确定度评定。为了对这些忽略进行补偿，我们引入了组件长期稳定性评估，利用三块组件每隔一个月进行测试，连续三年的测试数据表明，组件的稳定性在 0.5以内，正态分布。 17 测试方法不确定度评估不确定度评估不确定度评定结果 Thank you