ГОСТ Р МЭК 60904-10-2013

Группа Е60

     

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ПРИБОРЫ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ

Часть 10

Методы определения линейности характеристик

Photovoltaic devices. Part 10. Methods of linearity measurement

ОКС 27.160

Дата введения 2015-01-01

     

Предисловие

1 ПОДГОТОВЛЕН Государственным научным учреждением "Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства" (ВИЭСХ) на основе собственного аутентичного перевода на русский язык международного стандарта, указанного в пункте 4

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 039 "Энергосбережение, энергетическая эффективность, энергоменеджмент"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 05 декабря 2013 г. N 2161-ст с 01 января 2015 г.

4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту МЭК 60904-10:2009* "Приборы фотоэлектрические. Часть 10. Методы определения линейности характеристик" (IEC 60904-10:2009 "Photovoltaic devices - Part 10: Methods of linearity measurement")

________________

* 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 документа для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5-2012 (пункт 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 ежегодно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемых информационных указателях "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе "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 распространяется на фотоэлектрические приборы и устанавливает процедуры, используемые для оценки степени линейности характеристик фотоэлектрического прибора. Настоящий стандарт устанавливает процедуры определения линейной зависимости какого-либо рабочего параметра фотоэлектрического прибора от одного из параметров условий его функционирования. В основном этот стандарт предназначен для использования производителями приборов и разработчиками систем в калибровочных лабораториях.

Оценки рабочих характеристик фотоэлектрических приборов и систем, а также способы приведения этих характеристик от одного сочетания условий функционирования приборов (например, температуры и энергетической освещенности) к другому часто основаны на использовании линейных уравнений (см. МЭК 60891 и МЭК 61829). Для проведения испытаний фотоэлектрических приборов, как правило, необходимо, чтобы один или несколько параметров испытываемого образца и эталонного прибора имели линейную зависимость от изменения условий испытаний: изменения температуры или/и энергетической освещенности в диапазоне, в котором проводятся испытания. В настоящем стандарте устанавливаются требования, при выполнении которых характеристики приборов могут считаться линейными, и методы испытаний, которые обеспечивают достоверность результатов применения линейных уравнений. Косвенным образом требования настоящего стандарта определяют диапазоны изменения температуры и энергетической освещенности, в которых допустимо использование линейных уравнений.

Настоящий стандарт применим ко всем фотоэлектрическим приборам и предназначен для проведения испытаний с образцом фотоэлектрического прибора или с аналогичным ему устройством, выполненным по идентичной технологии. Испытание двусторонних приборов может отличаться процедурой измерения температуры. Измерения температуры в этом случае должны проводиться по специальной методике. Может потребоваться использование соответствующих специальных средств измерения и эталонного прибора.

Проверку линейности характеристик фотоэлектрического прибора следует проводить до проведения каких-либо измерений или до процедур коррекции, требующих использования прибора с линейными характеристиками. Применяемая в стандарте методология оценки линейности аналогична методологии МЭК 60891: множество точек экспериментальных данных аппроксимируется линейной функцией (прямой линией) по методу наименьших квадратов. В стандарте рассчитывается отклонение данных от этой функции, и линейность определяется по допустимому относительному отклонению.

Общие процедуры нахождения данных для определения степени линейности рабочих характеристик фотоэлектрических приборов на примере тока короткого замыкания и напряжения холостого хода описаны в разделах 5 и 6. Методы измерений при естественном солнечном освещении и с использованием имитатора солнечного излучения общие для тока короткого замыкания и напряжения, третий (5.3) и четвертый (раздел 6) методы относятся только к току короткого замыкания. Для проверки линейности параметров, определяемых током и напряжением (например, мощность), подходят все четыре метода, однако надо обратить внимание на выбор диапазона, в котором изменяется входной параметр.

Фотоэлектрический прибор считается прибором с линейными характеристиками, если он удовлетворяет требованиям раздела 8 настоящего стандарта.

     2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на приведенные ниже стандарты*. Для датированных ссылок применяется только указанное издание. Для недатированных ссылок применяется последнее издание указанного стандарта (со всеми поправками).

_______________

* Таблицу соответствия национальных стандартов международным см. по ссылке. - Примечание изготовителя базы данных.     

МЭК 60891 Приборы фотоэлектрические из кристаллического кремния. Коррекция вольт-амперных характеристик по температуре и энергетической освещенности (IEC 60891:2009, Photovoltaic devices of crystalline silicon/ Procedures for temperature and irradiance corrections to measured current voltage characteristics)

МЭК 60904-1 Приборы фотоэлектрические. Часть 1. Измерение вольт-амперных характеристик (IEC 60904-1, Photovoltaic devices - Part 1: Measurement of photovoltaic current-voltage characteristics)

МЭК 60904-3 Приборы фотоэлектрические. Часть 3. Принципы измерения параметров наземных приборов при эталонных спектрах энергетической освещенности (IEC 60904-3, Photovoltaic devices - Part 3: Measurement principles for terrestrial photovoltaic (PV) solar devices with reference spectral irradiance data)

МЭК 60904-7 Приборы фотоэлектрические. Часть 7. Расчет спектральных поправок при измерениях (IEC 60904-7, Photovoltaic devices - Part 7: Computation of spectral mismatch correction for measurements of photovoltaic devices)

МЭК 60904-8 Приборы фотоэлектрические. Часть 8. Измерение спектральных характеристик (IEC 60904-8, Photovoltaic devices - Part 8: Measurement of spectral response of a photovoltaic (PV) device)

МЭК 60904-9 Приборы фотоэлектрические. Часть 9. Требования к рабочим характеристикам имитаторов солнечного излучения (IEC 60904-9, Photovoltaic devices - Part 7: Solar simulator performance requirements)

МЭК 61215 Модули фотоэлектрические наземные из кристаллического кремния. Методы испытаний (IEC 61215, Crystalline silicon terrestrial photovoltaic (PV) modules - Design qualification and type approval)

МЭК 61646 Модули фотоэлектрические тонкопленочные наземные. Требования к конструкции и типовым испытаниям (IEC 61646 Thin-film terrestrial photovoltaic (PV) modules - Design qualification and type approval)

ИСО/МЭК 17025 Общие требования к компетентности испытательных и калибровочных лабораторий (ISO/IEC 17025 General requirements for the competence of testing and calibration laboratories)

     3 Испытательное оборудование

a) Оборудование, необходимое для измерения вольт-амперных характеристик (см. МЭК 60904-1).

b) Оборудование, необходимое для изменения энергетической освещенности в требуемых диапазонах без изменения пространственной однородности и относительного спектрального распределения энергетической освещенности, такое как сеточные фильтры или нейтральные фильтры.

Примечание - Это оборудование и процедура, применяемые для изменения энергетической освещенности, должны быть проверены с помощью радиометра. Изменение относительного спектрального распределения при изменении энергетической освещенности не изменит значение тока короткого замыкания эталонного прибора более чем на 0,5% (см. МЭК 60904-7 и МЭК 60904-8). Для больших площадей рабочей поверхности испытываемого образца больше подходят сеточные фильтры.

c) Оборудование, необходимое для изменения температуры испытываемого образца в требуемых диапазонах.

d) Средства регулирования температуры испытываемого образца и эталонного прибора или подвижный экран.

e) Оборудование, необходимое для измерения спектральной чувствительности испытываемого образца (или образца меньших размеров, эквивалентного испытываемому образцу) по МЭК 60904-8 с повторяемостью показаний в пределах ±2%.

Примечание - В стандарте МЭК 60904-7 приведены методы расчета поправок на несовпадение спектральной чувствительности испытываемого образца и спектральной чувствительности эталонного прибора при испытаниях фотоэлектрических приборов, стандарт МЭК 60904-8 является руководством по измерению спектральных характеристик.

     4 Выбор образцов

В тех случаях, когда это возможно, настоящий метод следует применять к полноразмерным образцам. Если это невозможно, следует использовать образец меньших размеров, эквивалентный по конструкции и материалам.

     5 Методы испытаний для проверки линейности тока и напряжения

Данный раздел устанавливает три допустимых метода измерений для проверки линейности зависимости тока короткого замыкания от температуры и энергетической освещенности. Данный раздел устанавливает также два допустимых метода измерений для проверки линейности зависимости напряжения холостого хода от температуры и энергетической освещенности.

5.1 Испытания при естественном солнечном освещении

5.1.1 Измерения при солнечном освещении должны проводиться только тогда, когда:

Суммарная энергетическая освещенность на момент начала измерений не меньше значения верхней границы диапазона энергетической освещенности, в котором проводятся испытания.

Колебания энергетической освещенности в течение одного измерения, вызванные кратковременными причинами (облака, дымка, дым), не превышают ±2% суммарной энергетической освещенности, измеренной эталонным прибором.

Скорость ветра не превышает 2 м/сек.

5.1.2 Установите эталонный прибор и испытываемый образец на двухосевом следящем устройстве как можно ближе друг к другу таким образом, чтобы рабочие поверхности эталонного прибора и испытываемого образца были компланарны. Рабочие поверхности обоих приборов должны быть перпендикулярны прямым солнечным лучам в пределах угла ±1°. Подключите необходимое измерительное оборудование.

Примечание - Для уменьшения влияния изменений спектрального распределения энергетической освещенности описанные ниже измерения следует производить настолько быстро, насколько это возможно в пределах нескольких часов одного дня. Если это невыполнимо, следует вводить спектральные поправки.

5.1.3 Если испытываемый образец и эталонный прибор снабжены средствами регулирования температуры, установите требуемое значение температуры. Если такое регулирование температуры не может быть использовано, то:

a) защитите испытываемый образец и эталонный прибор от солнца и ветра и дождитесь, когда температура образца и эталонного прибора установятся на уровне температуры окружающей среды с отклонением в пределах ±1 °С, или

b) дождитесь, пока температура испытываемого образца и эталонного прибора стабилизируются, или

с) создайте условия, при которых температура испытываемого модуля и температура эталонного прибора станут ниже требуемого значения, после чего дайте им нагреться до требуемого значения температуры естественным путем.

Перед каждым новым циклом измерений 5.1.4-5.1.9 температура эталонного прибора также должна быть приведена к равновесной с максимальным отклонением ±1 °С.

5.1.4 После того как температура достигнет требуемого значения, удалите защитный экран (если он используется) и в течение минимально возможного времени измерьте:

значение изменяемого параметра условий испытаний или параметра, его определяющего;

значение параметра испытываемого образца ;

значения температуры и тока короткого замыкания эталонного прибора, и ;

спектральное распределение энергетической освещенности с помощью спектрорадиометра (если эталонный прибор не используется или его спектральная чувствительность не соответствует спектральной чувствительности испытываемого образца).

5.1.5 Энергетическая освещенность определяется по измеренному значению тока короткого замыкания эталонного прибора и его калибровочному значению при стандартных условиях испытаний . Если температура эталонного прибора во время измерений отличается от температуры, при которой проводилась его калибровка, в уравнение для определения вводится поправка с использованием температурного коэффициента по току для эталонного прибора (1/°С). Расчет проводят по формуле

,                                 (1)

где - температура эталонного прибора во время измерений;

- энергетическая освещенность, на которую откалиброван эталонный прибор, как правило, 1000 Вт/м;

- температура, при которой была выполнена калибровка эталонного прибора, как правило, 25 °С.

Если спектральная чувствительность эталонного прибора отличается от спектральной чувствительности испытуемого образца, необходимо провести корректировку всех измеренных значений в соответствии с МЭК 60904-7 для пересчета к спектру AM 1,5.

Примечание - Вместо токов короткого замыкания могут быть использованы значения максимальной мощности и, соответственно, температурный коэффициент мощности эталонного прибора. В этом случае определяется по формуле (1).