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太阳能光伏组件I-V特性曲线的测试方法

2014-7-8 15:22| 发布者: echo| 查看: 18314| 评论: 0|来自: 中国光伏测试网

摘要: 太阳电池标准器的产生和作用 标准太阳电池是由绝对辐射计传递光能量计量单位。 根据光能量计量专家的介绍: 通过国际比对产生的绝对辐射计计量光能量的不确定度是±0.7%(U95)。 理论上绝对辐射计是无光谱 ...
       其中:
       η - 修正系数
       Is - 被测组件在AM1.5标准光谱辐照度e0(λ)下输出的短路电流
       It - 被测组件在模拟器的光谱辐照度et(λ)下输出的短路电流
       e0(λ) - AM1.5标准光谱辐照度
       et(λ) - 太阳模拟器et的光谱辐照度
       Q0(λ) - 标准太阳电池的绝对光谱响应
       Qt(λ) - 被测组件的绝对光谱响应
       可以看出,如果et(λ)=e0(λ) ,η=1;或者Q0(λ)=Qt(λ) ,η=1。
       实际上,这两个愿望都是无法实现的,即使完全同材料同工艺制造的太阳电池的光谱响应也不可能完全相同。
       然而,进行光谱修正是一个复杂的过程,在实际生产中几乎不被采用。由此,就引入了光谱失配的误差。
       同时,测量系统,在组件的测量过程中是指对组件的电压值、电流值、组件温度和对参考太阳电池的短路电流值进行测量的设备,也存在系统误差。这个误差是大家最容易理解,也是光能量传递过程中所引入的各个误差项中最简单的,就是数据采集系统的误差。比如,12位数据采集器的满量程误差≤±0.04%,参考电池和被测量组件的负载电阻的误差都为±0.5%,则在满量程条件下短路电流测量值的测量系统误差应该有:
       δ≤2×((0.04%)2+(0.5%)2)1/2 = ±1.004%
       如果测量系统的绝对误差与测量范围的关系是线性的,上式所表达的测量系统误差是有效的。
       但是,并不是所有的测量系统都可以实现线性测量误差的要求,有些测量系统的误差绝对量是固定的。一个固定绝对误差的测量系统,如果满量程测量误差是0.5%,半量程的测量误差就是1%,1/4量程的测量误差就是2%。而测量不可能在满量程条件下完成,这就导致了非常严重的测量系统误差。
       所以对于测量系统的校准,不仅仅要求满量程的准确度,还要求在不同测量值的准确度,甚至不同温度和测试频率下的准确度。
       还需要考虑的误差包括;
       温度测量的误差,一般的温度测量误差为±1℃;
       太阳模拟器光辐照度均匀性误差;
       偶然性误差:主要由操作人员的作业习惯决定;还包括组件实际温度引入的误差;对于闪光太阳模拟器,往往把光的不稳定性引入的测量误差归于偶然性误差。
       上述的误差,实际属于两类,一类是属于系统误差或者是固定误差,另一类属于偶然性误差或者随机误差。总的测量误差由所有误差的几何和来决定,并且偶然性误差必须考虑置信区间。
       德国TUV实验室在传递标准值的过程中,对组件测量值给出了不同的误差值:
       峰值功率Pm的总不确定度≤±3.5%(U95);
       短路电流Isc的总不确定度≤±3%(U95);
       开路电压Voc的总不确定度≤±1%(U95);
       也就是说从原级标准太阳电池短路电流标定值的标准偏差±1.9%(U95)传递到工作参考太阳电池组件的短路电流,传递过程大约产生了±2.32%的传递误差。TUV也没有针对每一个被测量的组件做专门的光谱修正。
       另一个必须澄清的概念是,这里给出的不确定度,也就是我们通常所说的误差,是指:对于单次测量,测量值误差小于总不确定度的概率是95%。也就是说,这个测量值的误差有5%的概率超出了我们要求的误差范围。
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