ГОСТ Р МЭК 60891-2013

     
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Государственная система обеспечения единства измерений

ПРИБОРЫ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ

Методики коррекции по температуре и энергетической освещенности результатов измерения вольт-амперной характеристики

State system for ensuring the uniformity of measurements. Photovoltaic devices. Procedures for temperature and irradiance corrections to measured current voltage characteristics

ОКС 17.020*

______________

* По данным официального сайта Росстандарт

ОКС 27.160. - Примечание изготовителя базы данных.

Дата введения 2015-07-01

     

Предисловие

1 ПОДГОТОВЛЕН Федеральным государственным унитарным предприятием "Всероссийский научно-исследовательский институт оптико-физических измерений" (ФГУП "ВНИИОФИ") на основе аутентичного перевода на русский язык стандарта, указанного в пункте 4

2 ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии, Техническим комитетом по стандартизации ТК 206 "Эталоны и поверочные схемы"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 22 ноября 2013 г. N 1757-ст

4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту МЭК 60891:2009* "Приборы фотогальванические. Методики коррекции по температуре и освещенности результатов измерения вольт-амперной характеристики" (IEC 60891:2009 "Photovoltaic devices - Procedures for temperature and irradiance corrections to measured I-V characteristics")

________________

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - Примечание изготовителя базы данных.

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5-2004 (подраздел 3.5).

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты Российской Федерации, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в ГОСТ Р 1.0-2012 (раздел 8). Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (gost.ru)

     1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает методики коррекции по температуре и энергетической освещенности результатов измерения вольт-амперных характеристик (ВАХ) фотоэлектрических приборов. Стандарт также устанавливает методики определения параметров, используемых при данной коррекции. Требования к измерению ВАХ фотоэлектрических приборов изложены в МЭК 60904-1.

Примечания:

1 К фотоэлектрическим приборам относят единичный солнечный элемент с защитным покрытием или без, сборка солнечных элементов и модуль. Для разных типов приборов применяются различные наборы параметров коррекции ВАХ. Несмотря на то что температурные коэффициенты для модуля (или сборки элементов) могут быть вычислены из результатов измерений единичного элемента, следует отметить, что для модуля и сборки элементов должны быть отдельно измерены внутреннее последовательное сопротивление и коэффициент коррекции кривой.

2 Термин "испытуемый образец" используют применительно к любому из этих приборов.

3 При использовании параметров коррекции ВАХ следует учитывать, что эти параметры являются верными для того фотоэлектрического прибора, для которого они были измерены. Для изделий одной партии или изделий одного типа их значения могут быть разными.

     2 Нормативные ссылки

Международные стандарты, на которые приведены ссылки, являются обязательными для применения настоящего стандарта. В отношении датированных ссылок действительно только указанное издание. В отношении недатированных ссылок действительно последнее издание публикации (включая любые изменения), на которую дается ссылка.

МЭК 60904-1:2006 Приборы фотоэлектрические. Часть 1. Измерение вольт-амперных характеристик

МЭК 60904-2:2007 Приборы фотоэлектрические. Часть 2. Требования к эталонным солнечным приборам

МЭК 60904-7:2008 Приборы фотоэлектрические. Часть 7. Расчет поправки на спектральное несоответствие при измерениях фотоэлектрических приборов

МЭК 60904-9:2007 Приборы фотоэлектрические. Часть 9. Требования к характеристикам имитаторов солнечного излучения

МЭК 60904-10:2009 Приборы фотоэлектрические. Часть 10. Методы измерения линейности

     3 Методики коррекции

3.1 Общие положения

Для коррекции результатов измерений ВАХ к другим условиям по температуре и энергетической освещенности, например к стандартным условиям испытаний (СУИ), могут быть использованы следующие три методики. Первая совпадает с методикой, которая изложена в первой редакции настоящего стандарта (МЭК 891:87), отличие состоит в более удобной форме записи ее уравнений. Вторая методика является альтернативной методу алгебраической коррекции, который дает хорошие результаты при больших (>20%) поправках на энергетическую освещенность. Реализация каждой из двух методик требует знания параметров фотоэлектрического прибора, которые необходимо определить до проведения коррекции. Третья методика представляет собой процедуру интерполяции и не требует знания параметров коррекции. Методику можно применять, если измерены, по меньшей мере, три кривые ВАХ испытуемого прибора. Эти три ВАХ охватывают диапазон температур и энергетических освещенностей, в котором применима данная методика.

Все методы применимы к приборам с линейной характеристикой тока короткого замыкания согласно определению, изложенному в МЭК 60904-10.

Примечания:

1 Для проводимых при коррекции ВАХ преобразований требуется оценка точности нахождения преобразованной ВАХ при выполнении коррекции (см. раздел 7).

2 Все фотоэлектрические приборы должны обладать линейными характеристиками в ограниченном диапазоне значений энергетической освещенности и температуры прибора. Детальное описание приведено в МЭК 61853-1.

Общим требованием для реализации всех методик является измерение ВАХ в соответствии с МЭК 60904-1.

Энергетическую освещенность , как правило, вычисляют по измеренному току короткого замыкания эталонного фотоэлектрического прибора, в соответствии с МЭК 60904-2 и его калибровочному значению при стандартных условиях испытаний (СУИ). Для учета температуры эталонного прибора требуется введение поправки, содержащей специфический относительный температурный коэффициент эталонного прибора (1/°С), который задается при 25°С и 1000 Вт/м.

.

Спектральная характеристика эталонного фотоэлектрического прибора должна соответствовать испытуемому образцу. В противном случае должен быть выполнен расчет поправки на спектральное несоответствие согласно МЭК 60904-7. Во всем представляющем интерес диапазоне энергетической освещенности эталонный прибор должен иметь линейную характеристику тока короткого замыкания, определяемую в соответствии с МЭК 60904-10.

3.2 Методика коррекции 1

Коррекцию измеренной ВАХ для приведения к СУИ или другим выбранным значениям температуры и энергетической освещенности выполняют с применением следующих уравнений преобразования:

;                                     (1)

,                     (2)

где , - координаты точек на измеренной характеристике;

, - координаты соответствующих точек на скорректированной характеристике;

- энергетическая освещенность, измеренная эталонным прибором;

- энергетическая освещенность при СУИ или другая требуемая энергетическая освещенность;

- измеренная температура испытуемого образца;

- температура при СУИ или другая требуемая температура;

- ток короткого замыкания испытуемого образца, измеренный при и ;

и - температурные коэффициенты тока и напряжения испытуемого образца в представляющем интерес температурном диапазоне для энергетической освещенности при СУИ или другой заданной энергетической освещенности;

- внутреннее последовательное сопротивление испытуемого образца;

 - коэффициент коррекции кривой.

Примечания:

1 Поскольку при переходе от меньшего значения энергетической освещенности к большему точка на оси токов, изображающая напряжение холостого хода , сместится с оси токов, следует определить смещенное значение путем линейной экстраполяции с использованием, по меньшей мере, трех экспериментальных точек, расположенных вблизи и ниже точки . Другим способом является измерение исходной ВАХ достаточно далеко за пределами значения .

2 Размерности всех параметров коррекции должны быть согласованы.

3 Если испытуемый образец представляет собой модуль, параметры коррекции ВАХ элемента могут быть найдены из схемы соединения элементов. Параметры коррекции ВАХ элемента могут быть использованы для расчета параметров коррекции ВАХ других модулей, использующих такие же элементы.

4 Для фотоэлектрических приборов из кристаллического кремния параметр обычно принимает положительное значение, а параметр - отрицательное.

Методики определения параметров коррекции ВАХ испытуемого образца описаны в разделах 4-6.

Уравнение (1) применимо только в том случае, когда энергетическая освещенность остается постоянной в течение всего процесса измерения ВАХ. Для импульсных солнечных имитаторов с ослабевающим уровнем энергетической освещенности или любым другим видом колебаний величины энергетической освещенности в процессе измерения ВАХ уравнение (1) в данном виде неприменимо. В этом случае корректируют каждое полученную ВАХ к эквивалентной ВАХ для неизменного значения энергетической освещенности путем введения масштабного фактора перед . С практической точки зрения масштабный фактор удобно привязывать к значению энергетической освещенности, которая наблюдается в момент измерения . В результате введения масштабного фактора уравнение преобразования (1) в случае непостоянной энергетической освещенности принимает следующий вид

,                                    (3)

где - значение энергетической освещенности в момент измерения ; - значение энергетической освещенности в момент измерения ВАХ в конкретной точке (, ).

3.3 Методика коррекции 2

Настоящая методика основана на упрощенной однодиодной модели фотоэлектрического прибора. В этом случае полуэмпирические уравнения преобразования содержат пять параметров коррекции ВАХ, которые могут быть найдены в результате измерения ВАХ в условиях различных значений температуры и энергетической освещенности. Наряду с температурным коэффициентом тока короткого замыкания и температурным коэффициентом напряжения холостого хода , как правило, используют дополнительный температурный коэффициент , который позволяет учесть изменение внутреннего последовательного сопротивления (и коэффициента заполнения ВАХ) при изменении температуры.

Настоящая методика коррекции определяется следующими уравнениями для тока и напряжения: