光伏器件 第5部分用开路电压法确定光伏（PV）器件的等效电池温度（ECT） 征求意见稿

4GB/T6495.5—202X光伏器件第5部分用开路电压法确定光伏器件的等效电池温度本文件规定了光伏器件（光伏电池、光伏组件及同类型组件构成的光伏方阵）的等效电池温度（EquivalentCellTemperature，以下简称ECT）的标准测量方法。本文件适用于光伏器件（光伏电池、光伏组件及同类型组件构成的光伏方阵）ECT的测量，通过比较光伏器件的热特性，确定电池额定工作温度（NominalOperatingCellTemperature，以下简称NOCT）或组件额定工作温度（NominalModuleOperatingTemperature，以下简称NMOT），也可以将测量的I-V特性转换到其他温度条件下的I-V特性。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T2297太阳光伏能源系统术语、定义与符号（IECTS61836:2016Solarphotovoltaicsenergysystems-Terms，definitionsandsymbols）GB/T6495.1光伏器件第1部分：光伏电流-电压特性的测量(GB/T6495.1-20XX,IEC60904-1:2020,IDTPhotovoltaicdevices-Part1:Measurementofphotovoltaiccurrent-voltagecharacteristics)GB/T6495.1.2光伏器件第1-2部分：双面光伏（PV）器件电流电压特性的测量(GB/T6495.1.2-20XXIECTS60904-1-2:2019,IDTPhotovoltaicdevices-Part1-2:Measurementofcurrent-voltagecharacteristicsofbifacialphotovoltaic(PV)devices)GB/T6495.2光伏器件第2部分：参考太阳能器件的要求(GB/T6495.2-20XX,IEC60904-2:2020,IDTPhotovoltaicdevices–Part2:Requirementsforphotovoltaicreferencedevices)GB/T6495.3光伏器件第3部分:基于标准光谱辐照度数据的地面光伏器件测量原理(GB/T6495.3-20XX,IEC60904-3:2016,IDTPhotovoltaicdevices-Part3.Measurementprinciplesforterrestrialphotovoltaic(PV)solardeviceswithreferencespectralirradiancedata)GB/T6495.7光伏器件第7部分：光伏器件测量的光谱失配校正计算(GB/T6495.7-20XX,IEC60904-7:2019,IDTPhotovoltaicdevices.Part7:Computationofthespectralmismatchcorrectionformeasurementofphotoelectricdevices)GB/T6495.10光伏器件第10部分：线性测量方法(GB/T6495.10-20XX,IEC60904-10:2019,IDTPhotoelectricdevices.Part10:Methodsoflinearitymeasurement)GB/TXXXX晶体硅光伏器件的I-V实测特性的温度和辐照度修正方法(GB/TXXXX-20XX,IEC60891:2021,IDTPhotovoltaicdevices-ProceduresfortemperatureandirradiancecorrectionstomeasuredI-Vcharacteristics)GB/T9535.2地面用光伏组件设计鉴定和定型第2部分试验程序（IEC61215-2：2021，IDTTerrestrialphotovoltaic(PV)modules–Designqualificationandtypeapproval–Part2:Testprocedures)GB/T40872-2021塑料聚乙烯泡沫试验方法IECTS60904-1-2光伏器件第1-2部分：双面光伏器件电流-电压特性的测量（IECTS60904-1-2Photovoltaicdevices-Part1-2:Measurementofcurrent-voltagecharacteristicsofbifacialphotovoltaic(PV)devices）5GB/T6495.5—202XIEC61829晶体硅光伏（PV）阵列I-V特性的现场测量(CrystallineSiliconphotovoltaic(PV)array-on-sidemeasurementofI-Vcharacteristics)IEC61853-2光伏（PV）组件性能测试和能量评级第2部分：光谱响应度、入射角和组件工作温度测量（Photovoltaic(PV)moduleperformancetestingandenergyrating-Part2:Spectralresponsivity,incidenceangleandmoduleoperatingtemperaturemeasurements）3测量原理和要求3.1测量原理本方法是基于光伏电池的开路电压（OpenCircuitVoltage，以下简称VOC）随温度变化的原理。如果已知光伏器件在标准测试条件下的VOC及其温度系数(βrel），则可确定光伏器件中所有电池的等效温度。VOC也会受到辐照度的轻微影响，按照GB/TXXXX（IEC60891:2021IDT）的规定进行修正。经验表明，与任何替代方法相比，本文件所述方法可以更准确地测量ECT[1]。但在辐照度低于400W/m²时可以观察到结果的变异性和测量误差会增大，因此本方法仅推荐在高于该辐照度阈值的条件下使用。3.2测量要求一般测量要求如下：a)使用ECT方法需要校准被测器件。注：对同一类型的另一个器件进行校准是不够的。即使校准器件和类导致显著的误差（例如，组件开路电压（VOC）的0.3%变b)被测器件需要符合以下规则：1)根据GB/T6495.10中的定义，VOC的变化需要与温度呈线性关系；2)VOC的变化需要对辐照度的对数具有二次依赖性。c)用于辐照度测量的标准器件的封装和校准应符合GB/T6495.2的要求。同时，标准器件与被测器件光谱匹配一致，或根据GB/T6495.7进行光谱失配修正，并记录在报告中。标准器件的短路电流根据GB/T6495.10的规定，在目标辐照度范围内应为线性。根据GB/T6495.2考虑光谱匹配，标准器件与被测器件应采用相同的电池技术和封装结构。d)一些器件，尤其是多结器件，VOC可能对光谱具有依赖性[2]。对于这些器件，应使用光谱仪对光谱进行测量。e)被测器件与标准器件的测量安装需共面，安装偏差应控制在±2°范围内。f)参考GB/T6495.1选择适当的连线方法来测量光伏器件的电压。4设备要求除了第3章的一般测量要求外，进行I-V特性测量还需如下设备：a)开路电压测量设备，不确定度小于±0.2%。b)温度测量设备，不确定度应小于±1℃的。5输入参数确认该程序需要输入如下参数：a)开路电压的相对温度系数(βrel）应根据GB/TXXXX（IEC60891:2021，IDT）要求选择有代表性的样品的测量来确定。注：对于双面组件，只需通过测量正面电压来确定温度系数。b)在室内受控环境下测量参考条件（G1，T1）下的开路电压（VOC1）时，应符合GB/T6495.1或IECTS60904-1-2（正在转国标）对光伏电池或光伏组件的要求或符合IEC61829对光伏方光谱辐照度分布参考GB/T6495.3。6GB/T6495.5—202Xc)在户外环境下测量参考条件（G1，T1）下的开路电压（VOC1）时，建议使用热绝缘胶带(如聚乙烯泡沫材料，厚度1mm，质量密度小于0.03g/cm3)包裹温度传感器，并用铝箔或聚酰亚胺胶带固定。由于光伏器件周围的温度受到安装空间和时间变化的影响，使用热绝缘胶带可以保护温度传感器免受风等环境因素的影响，从而实现更准确的测量。注：热绝缘胶带应满足GB/T40872-2021规定的要求。d)该程序需要使用辐照度修正系数B1和B2。B1是与二极管热电压相关的系数，B2是与开路电压（VOC）随辐照度非线性变化相关的系数。这两个系数需要根据GB/TXXXX（IEC60891:2021IDT）在至少五种不同的辐照度水平下测量组件I-V特性数据后求解获得。6测量程序6.1一般情况该程序可以在受控环境下测量，也可以在户外环境下并修正至参考辐照度G1测量。6.2在受控环境下测量在受控环境下按照如下要求执行:a)将辐照度传感器与被测器件共面安装，安装偏差小于±2°。b)设置目标辐照度和标准器件的参考辐照度G1一致。c)对于双面组件，根据IECTS60904-1-2:2019的要求，组件背面需要具备无辐照的环境条件。d)同步读取被测器件的开路电压VOC2和被测面的辐照度（G2）。如果辐照度有任何变化，应将其视为6.3中给出的任意辐照度条件下的测量，并进行适当的修正。如果测定ECT的偏差超过e)按照第7章计算ECT。6.3在任意辐照条件下测量在任意辐照条件下按照如下要求执行:a)将辐照度传感器与被测器件共面安装，并使安装偏差小于±2°。b)对于双面组件，推荐采用如下两种不同的测量方法：方法1：使用低反射率的黑色覆盖材料将背面/正面辐照度比率降低到1%以下，这样可以使背面辐照度对VOC的影响降至最低。将覆盖材料安装在组件背面，同时尽可能减少组件自然对流散热的干扰。方法2：使用符合GB/T6594.2的光伏标准器件测量方阵的正面辐照度Gfi以及背面的平均辐照度Gri。根据IEC60904-1-2中6.3.2的要求，Gri是至少5个测量点的平均值，双面组件的等效辐照度GEi根据公式（1）进行计算式中：φ——根据GB/T6495.1.2-20XX确定的组件双面率。注：根据测量不确定度的目标，由用户选择测量方法。当应用于NOCT或NMOT测量时，方法1可以降低不确定度，并将现场测量的I-V特性转换为标准试验条须考虑系统层面的温度和辐照度不均匀性。根据IEC61829的要求在光伏方阵内进行典型组件的选择，应避免c)同步读取被测器件开路电压VOC2和阵列面的辐照度G2（方法1），或者读取方阵的正面辐照度Gf2和背面的平均辐照度Gr2（方法2）。d)按照第7章计算ECT。7计算等效电池温度等效电池温度（ECT）由电流-电压特性的单二极管方程求解获得。在V1=VOC1和I2=I1=0的情况下，求解V2=VOC2的方程，开路电压满足公式（2）和公式（3）：7GB/T6495.5—202X（2（3式中：Voc1——在第5部分章中在所选参考条件、下的辐照度G1和组件温度T1下测得的开路电压；Voc2——在第6章部分中规定条件下的在辐照度G2和组件温度T2下测得的开路电压。开路电压的相对温度系数βrel和辐照度修正系数B1和B2在第5章部分中确定。注：这些公式源自GB/TXXXX-20XX（,IEC6089除了辐照度G1和G2，还可以使用短路电流的比率，这被称为自参考方法。根据GB/T6495.10的要求，短路电流应满足线性度要求。该方法基本上消除了测量辐照度的要求和对器件光谱匹配的依赖。对于使用方法2测量双面组件时，辐照度G2必须用等效辐照度GE2替代，根据公式（4）和公式（5）进行计算：（5对于单面组件和双面组件的ECT，可以等价转换不同VOC，根据公式计（6）和公式（7）进行计算：注：上述公式是基于等效电路模型中两种参考条件下VOC测量的辐照度和温度不均匀性相同。如果辐照度或温度不在标准测试条件下进行第5章中描述的测量时，单面组件的ECT根据公式（8）进行计算:8报告检测报告应至少包括以下数据:a)标题；b)测试实验室的名称和地址以及进行测试的地点；c)报告和每一页的唯一标识；d)客户名称和地址；e)被测器件(光伏电池、光伏组件及同类型组件构成的光伏方阵)的描述和标识；f)测试环境的描述(自然或模拟阳光，在后一种情况下，对模拟器的简要描述和分类)；g)收到测试项目的日期和校正或测试的日期；h)参考的相关抽样程序；i)确认所使用的校准或测试方法；j)校准或测试方法的任何偏差、增加或排除，以及与特定校准或测试相关的任何其他信息，如环境条件；k)确定输入参数的方法；l)第5章中c）使用的热绝缘胶带的材料信息在报告中体现（必要时）；m)第6章b）测试中使用的黑色覆盖材料在报告中体现（必要时）；n)陈述试验结果和试验结果的估计不确定度；o)检测报告内容负责的人员的签名、职务或同等身份证明，以及出具日期；p)结果只与被测器件相关的声明；q)未经实验室书面批准，不得转载检测报告全文的声明。8GB/T6495.5—202X参考文献[1]S.Krauter,A.Preiss,"Compa