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雙面光伏組件功率測試方法正式發(fā)布
近年來，隨著N型雙面電池等高效發(fā)電技術(shù)興起，以中來光電為首的國內(nèi)領(lǐng)先光伏企業(yè)紛紛布局這一極具潛力的先進技術(shù)。然而，由于其雙面發(fā)電的特性，既有來自正面的輸出功率，也有來自背面的，因此目前國際上還未出現(xiàn)統(tǒng)一標準的測試方法。如何準確標定雙面電池組件的功率，便成了當下的難點：一方面是因為買賣雙方在功率標定上存在較大分歧，嚴重制約了該產(chǎn)品的商業(yè)化路線；另一方面，雙面組件功率的最終標稱取值直接影響終端電站的系統(tǒng)設(shè)計。
為了解決這一棘手的難題，TÜV NORD、國家光伏檢測中心、中來光電與招商新能源四方強強聯(lián)手，經(jīng)過長時間戶外測試及實驗室研究驗證，收集匯整了大量一手數(shù)據(jù)，并經(jīng)過反復的研討論證，最終于4月19日聯(lián)合發(fā)布了雙面電池組件I-V測試方法。該測試方法包括測試條件，測試方法及流程，組件銘牌標稱要求，測試報告等內(nèi)容。同時，針對不同背景的安裝場地，該標準還提出了相應的規(guī)范推薦值。
本標準起草單位：
以下為雙面組件功率測試方法：
雙面光伏組件電流-電壓特性測試方法
1.范圍
本范規(guī)定了在模擬太陽光下，雙面發(fā)電光伏組件的術(shù)語和定義、測試條件、參數(shù)、測試方法、數(shù)據(jù)處理和測試報告和組件銘牌規(guī)范等。
本規(guī)范適用于雙面發(fā)電光伏組件的電性能參數(shù)測試。
2.規(guī)范性引用文件
下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本文件。凡是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。
IEC 60891: Photovoltaicdevices– Procedures for temperature and irradiance corrections to 111 measured I-V characteristics
IEC 60904-1: Photovoltaicdevices– Part 1: Measurement of photovoltaic current-voltage 113 characteristics
IEC 60904-2: Photovoltaicdevices– Part 2: Requirements for reference solar devices
IEC 60904-3: Photovoltaicdevices– Part 3: Measurement principles for terrestrial 116 photovoltaic (PV) solar devices with reference spectral irradiance data
IEC 60904-4: Photovoltaicdevices– Part 4: Reference solar devices - Procedures for 118 establishing calibration traceability
IEC 60904-7: Photovoltaicdevices– Part 7: Computation of the spectral mismatch correction 120 for measurements of photovoltaic devices
IEC 60904-8: Photovoltaicdevices– Part 8: Measurement of spectral responsivity of a 122 photovoltaic (PV) device
IEC 60904-9: Photovoltaicdevices– Part 9: Solar simulator performance requirements
IEC 60904-10: Photovoltaics - Part 10: Methods of linearity measurement
IEC 61836: Solar photovoltaic energy systems – Terms, definitions and symbols
3.術(shù)語及定義
IEC 61836界定的及下列術(shù)語和定義適用于本規(guī)范。
雙面光伏組件 Bifacial PV module
正反兩面都能將光能轉(zhuǎn)換為電能的光伏組件。通常雙面發(fā)電光伏組件的雙面發(fā)電特性使其比單面發(fā)電光伏組件發(fā)出更多的電能。
3.1.雙面因子Bifaciality
在STC 條件測量下，雙面發(fā)電光伏組件背面短路電流與組件正面短路電流的比值。
4.總則
IEC 60904-1中描述了單面光伏組件的電流-電壓特性測試方法，雙面光伏組件的電流-電壓特性測試方法基于相同的基本原則，但是增加以下方面的要求。
基于單面光伏組件的測試原則，本測試方法描述了雙面光伏組件光伏電流-電壓特性測試方法中增加的原則，要求和測試步驟。因此除了本標準中明確修改的地方，IEC 60904-1中的規(guī)定對雙面光伏組件的測試也是有效的。
5.測試條件
5.0.測試設(shè)備
測量雙面發(fā)電光伏組件電性能參數(shù)的測試設(shè)備要求如下：
a) 太陽模擬器：用于測量組件的太陽模擬器，要求最高光照強度可達1100W/m2，同時此輻照度下滿足IEC 60904-9 中規(guī)定的AAA級要求，光照面積大于組件面積。
b) 標準組件：標準光伏組件，滿足IEC60904-2和60904-4規(guī)定的一級標準組件的要求。
c) 雙面光伏組件滿足IEC60904-10短路電流隨輻照度的線性關(guān)系要求。
d) 非反射背景：要求在組件光譜響應波長范圍內(nèi)反射率低于7%，須采用與組件同樣標準的光譜儀進行反射率的測量。反射背景能夠與被測組件吻合，與遮擋面充分接觸。
e) 測試平臺：包括測試支架或軌道，使測試樣品與標準器件在與入射光線垂直的相同平面。
f) 溫度測試儀：用于探測組件溫度，要求精度±1℃。
5.2.測試環(huán)境
溫度為：25±2℃。
相對濕度：50±20％。
5.3.參數(shù)
5.3.1.雙面因子Bifaciality(BiFi)
在STC條件下雙面光伏組件正面和背面分別單獨測試，背面的短路電流與正面短路電流的比值。不同組件之間的雙面發(fā)電比率反映雙面發(fā)電性能的差異。
BiFi= Iscrear/Iscfront (1)
式中：
BiFi—雙面因子，評價組件背面相對于正面的發(fā)電能力，一般用百分數(shù)表示
Iscfront—STC條件下組件背面有效遮擋，正面測得的短路電流值
Iscrear—STC條件下組件正面有效遮擋，背面測得的短路電流值
在上述計算過程中應該根據(jù)IEC 60904-7校正光譜。
5.3.2.背面反射系數(shù) R
R=10%—光伏組件背面使用環(huán)境的反射率
5.3.3.反射補償電流Isccomp
Isccomp=Iscfront + R*Iscrear=Iscfront+0.1*BiFi*Iscfront=(1+0.1*BiFi)*Iscfront (2)
5.3.4.反射補償輻照度Gcomp
Gcomp= (1+0.1*BiFi)*1000W/m2 (3)
反射補償輻照度Gcomp下產(chǎn)生Isccomp等值電流。
6.雙面光伏組件參數(shù)測試步驟
雙面光伏組件、非反射背景和支架示意圖
a) 按圖所示，將選定的雙面發(fā)電光伏組件正面朝向光源放置在太陽模擬器上。
b) 組件背面非反射背景遮擋，雙面組件正面STC(G = 1000 W/m2，25℃)條件下照射，測試正面的短路電路Iscfront。
c) 組件正面非反射材料遮擋，雙面組件背面STC(G = 1000 W/m2，25℃)條件下照射，測試背面的短路電路Iscrear。
d) 根據(jù)公式（1）計算雙面因子BiFi。
e) 根據(jù)公式（3）計算反射補償輻照度Gcomp。
f) 背面非反射背景材料遮擋，組件正面在Gcomp條件下，測試雙面光伏組件的電流-電壓特性，滿足電流值與Isccomp相當。
雙面光伏組件的雙面因子的測量和電路-電壓特性的測量
7.雙面光伏組件的光伏電流-電壓測量
根據(jù)IEC60904-7，調(diào)整太陽光模擬器輻照強度，使輻照有效強度滿足雙面光伏組件的的輻照度Gcomp,太陽光模擬器的等級滿足IEC 60904-9輻照等級，雙面光伏組件背面采用非反射背景材料遮擋，輻照強度Gcomp，25℃溫度下，測試雙面光伏組件的光伏電流-電壓特性。
8.報告及銘牌要求
8.0.測試報告要求
根據(jù)ISO/IEC 17025的規(guī)范要求，測試機構(gòu)需要出具電流-電壓測試報告，測試報告應至少包含以下信息：
a) 測試條件，AM1.5，溫度25℃
b) 雙面因子Bifaciality (BiFi)
c) 反射補償輻照度Gcomp= (1+0.1*BiFi)*1000W/m2
d) 雙面組件的在Gcomp電性能數(shù)據(jù)，Isc, Voc, Pmax, Fill factor
e) 測試不確定度
8.2.銘牌要求
a) 測試條件，AM1.5，溫度25℃，反射補償輻照度Gcomp= (1+0.1*BiFi)*1000W/m2
b) 雙面因子Bifaciality (BiFi)
c) 雙面組件的在Gcomp輻照下電性能數(shù)據(jù)，Isc, Voc, Pmax, Fill factor
d) 功率公差
9.對于不同的安裝背景，背面反射系數(shù)R參考值規(guī)定
R=10%適用土壤，沙地，砂石，水面，草地，水泥地等反射率小于35%的安裝背景。
R=20% 適用于鋁箔，淺色地表等反射率在35%~75%的安裝背景。
R=30%適用于雪地，白色背景等反射率大于75%的安裝背景。
近年來，隨著N型雙面電池等高效發(fā)電技術(shù)興起，以中來光電為首的國內(nèi)領(lǐng)先光伏企業(yè)紛紛布局這一極具潛力的先進技術(shù)。然而，由于其雙面發(fā)電的特性，既有來自正面的輸出功率，也有來自背面的，因此目前國際上還未出現(xiàn)統(tǒng)一標準的測試方法。如何準確標定雙面電池組件的功率，便成了當下的難點：一方面是因為買賣雙方在功率標定上存在較大分歧，嚴重制約了該產(chǎn)品的商業(yè)化路線；另一方面，雙面組件功率的最終標稱取值直接影響終端電站的系統(tǒng)設(shè)計。
為了解決這一棘手的難題，TÜV NORD、國家光伏檢測中心、中來光電與招商新能源四方強強聯(lián)手，經(jīng)過長時間戶外測試及實驗室研究驗證，收集匯整了大量一手數(shù)據(jù)，并經(jīng)過反復的研討論證，最終于4月19日聯(lián)合發(fā)布了雙面電池組件I-V測試方法。該測試方法包括測試條件，測試方法及流程，組件銘牌標稱要求，測試報告等內(nèi)容。同時，針對不同背景的安裝場地，該標準還提出了相應的規(guī)范推薦值。
本標準起草單位：
以下為雙面組件功率測試方法：
雙面光伏組件電流-電壓特性測試方法
1.范圍
本范規(guī)定了在模擬太陽光下，雙面發(fā)電光伏組件的術(shù)語和定義、測試條件、參數(shù)、測試方法、數(shù)據(jù)處理和測試報告和組件銘牌規(guī)范等。
本規(guī)范適用于雙面發(fā)電光伏組件的電性能參數(shù)測試。
2.規(guī)范性引用文件
下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本文件。凡是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。
IEC 60891: Photovoltaicdevices– Procedures for temperature and irradiance corrections to 111 measured I-V characteristics
IEC 60904-1: Photovoltaicdevices– Part 1: Measurement of photovoltaic current-voltage 113 characteristics
IEC 60904-2: Photovoltaicdevices– Part 2: Requirements for reference solar devices
IEC 60904-3: Photovoltaicdevices– Part 3: Measurement principles for terrestrial 116 photovoltaic (PV) solar devices with reference spectral irradiance data
IEC 60904-4: Photovoltaicdevices– Part 4: Reference solar devices - Procedures for 118 establishing calibration traceability
IEC 60904-7: Photovoltaicdevices– Part 7: Computation of the spectral mismatch correction 120 for measurements of photovoltaic devices
IEC 60904-8: Photovoltaicdevices– Part 8: Measurement of spectral responsivity of a 122 photovoltaic (PV) device
IEC 60904-9: Photovoltaicdevices– Part 9: Solar simulator performance requirements
IEC 60904-10: Photovoltaics - Part 10: Methods of linearity measurement
IEC 61836: Solar photovoltaic energy systems – Terms, definitions and symbols
3.術(shù)語及定義
IEC 61836界定的及下列術(shù)語和定義適用于本規(guī)范。
雙面光伏組件 Bifacial PV module
正反兩面都能將光能轉(zhuǎn)換為電能的光伏組件。通常雙面發(fā)電光伏組件的雙面發(fā)電特性使其比單面發(fā)電光伏組件發(fā)出更多的電能。
3.1.雙面因子Bifaciality
在STC 條件測量下，雙面發(fā)電光伏組件背面短路電流與組件正面短路電流的比值。
4.總則
IEC 60904-1中描述了單面光伏組件的電流-電壓特性測試方法，雙面光伏組件的電流-電壓特性測試方法基于相同的基本原則，但是增加以下方面的要求。
基于單面光伏組件的測試原則，本測試方法描述了雙面光伏組件光伏電流-電壓特性測試方法中增加的原則，要求和測試步驟。因此除了本標準中明確修改的地方，IEC 60904-1中的規(guī)定對雙面光伏組件的測試也是有效的。
5.測試條件
5.0.測試設(shè)備
測量雙面發(fā)電光伏組件電性能參數(shù)的測試設(shè)備要求如下：
a) 太陽模擬器：用于測量組件的太陽模擬器，要求最高光照強度可達1100W/m2，同時此輻照度下滿足IEC 60904-9 中規(guī)定的AAA級要求，光照面積大于組件面積。
b) 標準組件：標準光伏組件，滿足IEC60904-2和60904-4規(guī)定的一級標準組件的要求。
c) 雙面光伏組件滿足IEC60904-10短路電流隨輻照度的線性關(guān)系要求。
d) 非反射背景：要求在組件光譜響應波長范圍內(nèi)反射率低于7%，須采用與組件同樣標準的光譜儀進行反射率的測量。反射背景能夠與被測組件吻合，與遮擋面充分接觸。
e) 測試平臺：包括測試支架或軌道，使測試樣品與標準器件在與入射光線垂直的相同平面。
f) 溫度測試儀：用于探測組件溫度，要求精度±1℃。
5.2.測試環(huán)境
溫度為：25±2℃。
相對濕度：50±20％。
5.3.參數(shù)
5.3.1.雙面因子Bifaciality(BiFi)
在STC條件下雙面光伏組件正面和背面分別單獨測試，背面的短路電流與正面短路電流的比值。不同組件之間的雙面發(fā)電比率反映雙面發(fā)電性能的差異。
BiFi= Iscrear/Iscfront (1)
式中：
BiFi—雙面因子，評價組件背面相對于正面的發(fā)電能力，一般用百分數(shù)表示
Iscfront—STC條件下組件背面有效遮擋，正面測得的短路電流值
Iscrear—STC條件下組件正面有效遮擋，背面測得的短路電流值
在上述計算過程中應該根據(jù)IEC 60904-7校正光譜。
5.3.2.背面反射系數(shù) R
R=10%—光伏組件背面使用環(huán)境的反射率
5.3.3.反射補償電流Isccomp
Isccomp=Iscfront + R*Iscrear=Iscfront+0.1*BiFi*Iscfront=(1+0.1*BiFi)*Iscfront (2)
5.3.4.反射補償輻照度Gcomp
Gcomp= (1+0.1*BiFi)*1000W/m2 (3)
反射補償輻照度Gcomp下產(chǎn)生Isccomp等值電流。
6.雙面光伏組件參數(shù)測試步驟
雙面光伏組件、非反射背景和支架示意圖
a) 按圖所示，將選定的雙面發(fā)電光伏組件正面朝向光源放置在太陽模擬器上。
b) 組件背面非反射背景遮擋，雙面組件正面STC(G = 1000 W/m2，25℃)條件下照射，測試正面的短路電路Iscfront。
c) 組件正面非反射材料遮擋，雙面組件背面STC(G = 1000 W/m2，25℃)條件下照射，測試背面的短路電路Iscrear。
d) 根據(jù)公式（1）計算雙面因子BiFi。
e) 根據(jù)公式（3）計算反射補償輻照度Gcomp。
f) 背面非反射背景材料遮擋，組件正面在Gcomp條件下，測試雙面光伏組件的電流-電壓特性，滿足電流值與Isccomp相當。
雙面光伏組件的雙面因子的測量和電路-電壓特性的測量
7.雙面光伏組件的光伏電流-電壓測量
根據(jù)IEC60904-7，調(diào)整太陽光模擬器輻照強度，使輻照有效強度滿足雙面光伏組件的的輻照度Gcomp,太陽光模擬器的等級滿足IEC 60904-9輻照等級，雙面光伏組件背面采用非反射背景材料遮擋，輻照強度Gcomp，25℃溫度下，測試雙面光伏組件的光伏電流-電壓特性。
8.報告及銘牌要求
8.0.測試報告要求
根據(jù)ISO/IEC 17025的規(guī)范要求，測試機構(gòu)需要出具電流-電壓測試報告，測試報告應至少包含以下信息：
a) 測試條件，AM1.5，溫度25℃
b) 雙面因子Bifaciality (BiFi)
c) 反射補償輻照度Gcomp= (1+0.1*BiFi)*1000W/m2
d) 雙面組件的在Gcomp電性能數(shù)據(jù)，Isc, Voc, Pmax, Fill factor
e) 測試不確定度
8.2.銘牌要求
a) 測試條件，AM1.5，溫度25℃，反射補償輻照度Gcomp= (1+0.1*BiFi)*1000W/m2
b) 雙面因子Bifaciality (BiFi)
c) 雙面組件的在Gcomp輻照下電性能數(shù)據(jù)，Isc, Voc, Pmax, Fill factor
d) 功率公差
9.對于不同的安裝背景，背面反射系數(shù)R參考值規(guī)定
R=10%適用土壤，沙地，砂石，水面，草地，水泥地等反射率小于35%的安裝背景。
R=20% 適用于鋁箔，淺色地表等反射率在35%~75%的安裝背景。
R=30%適用于雪地，白色背景等反射率大于75%的安裝背景。
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