ГОСТ Р МЭК 61853-1-2013 Модули фотоэлектрические. Определение рабочих характеристик и энергетическая оценка. Часть 1. Измерение рабочих характеристик в зависимости от температуры и энергетической освещенности. Номинальная мощность

     8 Измерение рабочих характеристик в зависимости от энергетической освещенности и температуры

8.1 Общие положения

Необходимость определения зависимости рабочих характеристик фотоэлектрических модулей от энергетической освещенности и температуры и выбор методики испытаний обусловлены следующим.

Мощность, генерируемая фотоэлектрическим устройством, непосредственно зависит от его температуры и интенсивности падающего света. Характеристики большинства фотоэлектрических модулей на основе кристаллического кремния имеют линейную зависимость от температуры, для характеристик модулей на основе тонкопленочных материалов не представляется возможным указать общее выражение температурной зависимости. При изменении энергетической освещенности в большинстве случаев ток короткого замыкания изменяется линейно. Но логарифмическая зависимость напряжения холостого хода и нелинейная зависимость коэффициента заполнения от энергетической освещенности часто обусловливают высокие уровни нелинейности пиковой мощности. Вместо сложного моделирования этих процессов в стандарте применяется измерение рабочих характеристик как функций температуры и энергетической освещенности.

Примечание - В случае, когда зависимость модуля от энергетической освещенности носит линейный характер (МЭК 60904-10), для определения энергетической освещенности в процессе испытаний допускается использовать измерение .

Для обеспечения статистической достоверности измерений (8.3.11 и 8.5.11) должно быть проведено достаточное количество измерений параметров , , и . Измеренные значения рабочих характеристик при разных сочетаниях значений температуры и энергетической освещенности вносят в таблицы. По результатам этих измерений составляют отдельные таблицы для каждого из указанных параметров. Таблицы измеренных значений и используют не при проведении энергетических оценок фотоэлектрических модулей, а, например, при создании системы как характеристики модуля данного типа.

Измерения следует проводить при установленных значениях энергетической освещенности и температуры. Пересчет ВАХ, снятых при иных фактических значениях энергетической освещенности и/или температуры для приведения к нормируемым условиям, проводят в соответствии с МЭК 60891. При этом фактическое значение энергетической освещенности не должно отличаться от нормативного более чем на 100 Вт/м. Все случаи пересчет ВАХ должны быть отражены в протоколе испытаний, и их влияние на неопределенность результатов должно быть включено в раздел, посвященный анализу статистической погрешности, должна быть дана количественная оценка погрешности с использованием интерполяционного метода. Допускается проводить измерения при отклонении значений энергетической освещенности от нормируемых значений, указанных в таблице 2, если эти отклонения находятся в пределах точности измерительных приборов и не выходят за пределы, указанные в 8.3.2.

Таблицы измеренных значений параметров , , и составляют по приведенному ниже образцу (см. таблицу 2).

Примечания:

1 Для учета нелинейных эффектов могут быть проведены дополнительные измерения при энергетической освещенности 50 и 300 Вт/м.

2 Таблицы значений и коэффициента заполнения (FF) могут быть построены по данным измерения четырех указанных параметров.

Таблица 2 - , (, и ) при различных значениях энергетической освещенности и температуры

Приняты четыре метода испытания модулей, при которых формируется массив данных для заполнения таблицы 2. Упрощенный метод допускается применять только при испытании модулей с линейными характеристиками в соответствии с МЭК 60904-10. Два других относятся к испытаниям вне помещения при естественном солнечном освещении (для одного метода требуется система слежения за солнцем, для другого она не требуется). Четвертый метод применяют внутри помещения с использованием имитатора солнечного излучения.

8.2 Упрощенные испытания для модулей с линейными характеристиками

У модулей с линейными характеристиками в соответствии с МЭК 60904-10 зависимости максимальной мощности от энергетической освещенности и от температуры не коррелируют между собой. В этом случае допускается проводить измерения по упрощенному методу. Достаточно провести измерения:

a) значений параметров (, , и ) при постоянной температуре и изменении энергетической освещенности в диапазоне 100-1100 Вт/м;

b) значений параметров (, , и ) при различных температурах для двух значений энергетической освещенности, одно из которых берется в диапазоне 100-300 Вт/м, а другое - в диапазоне 800-1000 Вт/м.

Сравнивают относительные температурные коэффициенты максимальной мощности и напряжения холостого хода в наборах данных для двух вариантов значений энергетической освещенности. Если полученные значения относительного температурного коэффициента напряжения холостого хода различаются не более чем на 10%, а значения относительного температурного коэффициента максимальной мощности - не более чем на 15% одновременно, то в таблицах результатов указывают среднее арифметическое двух измеренных по перечислению b) 8.2 значений каждого из температурных коэффициентов. Если это условие не выполнено, то в таблицу вносят данные измерений для каждого значения энергетической освещенности.

Примечание - Ввиду малых значений температурного коэффициента тока короткого замыкания зависимость от температуры не учитывается.

8.3 Испытания при естественном солнечном освещении с использованием следящей системы

8.3.1 Состав измерительного оборудования для проведения данных испытаний определен в МЭК 60904-1.

Для определения температуры испытуемого образца измеряют температуру в трех точках на его поверхности, не освещаемой солнцем, и берут среднее значение. Расположение точек показано на рисунке 1. Каждая точка измерения должна находиться непосредственно за солнечным элементом. При испытании модулей из кристаллического кремния температура может быть определена альтернативным способом, в частности может быть измерена эквивалентная температура элемента по методу, установленному в МЭК 60904-5.

     
Рисунок 1 - Размещение точек измерения температуры на испытуемом модуле

8.3.2 Измерения при естественном солнечном излучении осуществляют при энергетической освещенности, меняющейся в течение светового дня. Кратковременные вариации энергетической освещенности, вызванные облаками, дымкой или туманом, во время каждого измерения должны быть в пределах ±1% показаний эталонного прибора в соответствии с требованиями МЭК 60904-1. Скорость ветра не должна превышать 2 м/с. Для получения достаточного количества данных в широком диапазоне условий и повышения точности измерений снятие данных следует проводить в течение не менее трех ясных дней.