JJF 2315-2025 光电型太阳辐照度测试仪校准规范

中华人民共和国国家计量技术规范JJF2315—2025光电型太阳辐照度测试仪校准规范CalibrationSpecificationforPhotoelectricSolarIrradianceTesters2025-09-08发布2026-03-08实施国家市场监督管理总局发布JJF2315—2025光电型太阳辐照度测试仪校准规范CalibrationSpecificationforPhotoelectricSolarIrradianceTesters、、→→→→→→→→→→→→→→→→、JJF2315—2025、归口单位:全国光伏专用计量器具计量技术委员会主要起草单位:福建省计量科学研究院中国计量科学研究院参加起草单位:台州市计量技术研究院西藏自治区计量测试所苏州阿特斯阳光电力科技有限公司中国科学院电工研究所本规范委托全国光伏专用计量器具计量技术委员会负责解释JJF2315—2025本规范主要起草人:杨爱军(福建省计量科学研究院)陈彩云(福建省计量科学研究院)张俊超(中国计量科学研究院)参加起草人:徐欣(台州市计量技术研究院)谢皓东(西藏自治区计量测试所)赵长瑞(苏州阿特斯阳光电力科技有限公司)杨磊(中国科学院电工研究所)JJF2315—2025Ⅰ引言 1范围 (1)2引用文件 (1)3术语 (1)4概述 (1)5计量特性 (2)5.1辐照度示值误差 (2)5.2修正因子 (2)6校准条件 (2)6.1环境条件 (2)6.2测量标准及其他设备 (2)7校准项目和校准方法 (2)7.1校准项目 (2)7.2校准方法 (3)8校准结果表达 (4)9复校时间间隔 (5)附录A校准结果内页推荐格式 (6)附录B校准原始记录内页推荐格式 (7)附录C辐照度示值误差(修正因子)测量结果不确定度评定示例(室内法) (8)附录D辐照度示值误差(修正因子)测量结果不确定度评定示例(户外法) (11)JJF2315—2025ⅡJJF1001—2011《通用计量术语及定义》、JJF1059.1—2012《测量不确定度评定与表示》、JJF1071—2010《国家计量校准规范编写规则》、JJF1032《光学辐射计量名词术语及定义》共同构成制定本规范的基础性系列规范。本规范为首次发布。JJF2315—20251光电型太阳辐照度测试仪校准规范1范围本规范适用于响应范围在(300~1200)nm的基于硅基探测器的光电型太阳辐照度测试仪的校准。2引用文件本规范引用了下列文件:GB/T19565GB/T31163GB/T33704总辐射表太阳能资源术语标准总辐射表凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本规范;凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本规范。3术语3.1总辐射globalsolarradiation水平面从上方2π立体角范围内接收到的直接辐射和散射辐射之和。[来源:GB/T31163—2014,5.15]3.2辐[射]照度irradiance物体在单位时间、单位面积上接收到的辐射能。注:辐[射]照度的测量单位为瓦[特]每平方米(W/m2)。[来源:GB/T31163—2014,6.3]4概述光电型太阳辐照度测试仪(以下简称辐照度业、光伏产品测试实验室等场合,以测量自然阳光或模拟阳光的辐照度,其电路原理框图如图1所示。辐照度测试仪是用于测量光伏系统辐照度数值的一款低成本、高可靠性的辐照度测试设备,其利用短路电流与辐照度成正比的测量原理,由于硅基辐照度传感器和光伏板两者的光谱响应相似,可实现对光伏系统辐照度数值的精确测量。图1辐照度测试仪电路原理框图JJF2315—202525计量特性5.1辐照度示值误差一般不超过±5%。5.2修正因子一般不超过0.95~1.05。注:以上指标不适用于合格判断,仅供参考。6校准条件6.1环境条件6.1.1室内条件a)室内校准设备应安装在暗室中;b)室温为(25±3)℃,相对湿度≤80%;c)太阳模拟器的等级要求:AAA级及以上。6.1.2户外条件a)天空晴朗,四周空旷,太阳辐照度稳定,辐照度测试仪感应面上没有任何遮挡物;总辐照度(直接辐照度、天空辐照度和地面反射辐照度之和)不小于500W·m-2,散射辐照度不大于总辐照度的25%,太阳高度角大于30°;b)空气温度为(25±15)℃,风速≤5m/s,相对湿度≤80%。6.2测量标准及其他设备测量标准及其他设备主要技术指标见表1。表1测量标准及其他设备分类名称测量范围主要技术指标标准设备标准辐照度测试仪(300~1200)nm;(200~1300)W·m-2不确定度U优于1.3%(k=2)数字多用表DCI:1μA~10ADCV:(0.1~40)V优于±(0.05%读数+0.01%量程)其他设备环境监测设备温度:(-50~+150)℃;相对湿度:(0~100)%;风速:(0~5)m/s最大允许误差:±0.1℃;±3%;±(0.5m/s+0.03v)(v为实际风速)7校准项目和校准方法7.1校准项目校准项目及对应的校准方法条款见表2。3表2校准项目表校准项目校准方法对应条款辐照度示值误差校准方法见7.2.2,7.2.4修正因子校准方法见7.2.3,7.2.5注:可根据实际应用需要,选择要校准的计量特性项目。7.2校准方法7.2.1外观检查对辐照度测试仪的外观和结构进行检查。辐照度测试仪外观应完好,硅基窗口玻璃表面应无灰尘和明显磨损,主机功能正常运行,铭牌和标记应完整、清晰。7.2.2辐照度示值误差(室内法)校准程序a)校准前,辐照度测试仪应置于校准环境中,等温时间至少1h。b)打开测试仪表及太阳模拟器,暖灯至少0.5h至光源稳定。c)将标准辐照度测试仪的光照面垂直于入射光放置在太阳模拟器底下,并采用控温装置对标准辐照度测试仪进行控温。调整太阳模拟器的光源强度,使标准辐照度测试仪获得1000W·m-2的标准辐照度值,待标准辐照度数值稳定后,记录10次读数,取其平均值W0i作为标准辐照度值。d)取下标准辐照度测试仪,将被校准辐照度测试仪放上测试平台,放置的位置和测试面高度与标准辐照度测试仪保持一致,被校准辐照度测试仪的温控采用环境控温结合模拟器自带shutter的方式得以实现。待被校样品辐照度数值稳定后,记录10次读数,取其平均值Wi作为被校准辐照度测试仪的辐照度示值。e)按照b)~d)步骤,根据实际需要测试不同挡位下的辐照度值。数据处理按公式(1)计算室内条件下的辐照度示值误差:γi室内法(1)式中:γi室内法—被校准辐照度测试仪的辐照度示值误差,i代表不同挡位;Wi—被校准辐照度测试仪的辐照度示值,W·m-2,i代表不同挡位;W0i—标准辐照度测试仪测得的辐照度值,W·m-2,i代表不同挡位。7.2.3修正因子(室内法)校准程序按照a)~e)步骤进行校准。数据处理按公式(2)计算室内条件下的修正因子:Ki室内法(2)JJF2315—20254式中:Ki室内法—修正因子,无量纲,i代表不同挡位;Wi—被校准辐照度测试仪的辐照度示值,W·m-2,i代表不同挡位;W0i—标准辐照度测试仪测得的辐照度值,W·m-2,i代表不同挡位。7.2.4辐照度示值误差(户外法)校准程序校准期间,应避免人员靠近或遮挡,以减少对校准结果造成影响。校准程序如下:a)打开被校准辐照度测试仪的主机,预热时间不少于10min。b)将标准辐照度测试仪和被校准辐照度测试仪同时放在太阳跟踪仪平台上,两者的水平及测试面保持同一高度。c)测试仪表要做好合适的防晒及温控措施,防止户外高温曝晒引起测量结果偏差。d)校准时,设置适宜的采样时间间隔,同时记录被校准辐照度测试仪和标准辐照度测试仪测得的辐照度数值各30组,取其平均值W和W0分别作为被校准辐照度测试仪的辐照度示值和标准辐照度测试仪测得的辐照度值。数据处理按公式(3)计算户外条件下的辐照度示值误差:γ户外法(3)式中:γ户外法—被校准辐照度测试仪的辐照度示值误差;W—被校准辐照度测试仪的辐照度示值,W·m-2;W0—标准辐照度测试仪测得的辐照度值,W·m-2。7.2.5修正因子(户外法)校准程序按照a)~d)步骤进行校准。数据处理按公式(4)计算户外条件下的修正因子:K户外法(4)式中:K户外法—修正因子,无量纲;W—被校准辐照度测试仪的辐照度示值,W·m-2;W0—标准辐照度测试仪测得的辐照度值,W·m-2。8校准结果表达校准结果应在校准证书上反映。校准证书应至少包括以下信息:a)标题:“校准证书”;5b)实验室名称和地址;c)进行校准的地点(如果与实验室的地址不同);d)证书的唯一性标识(如编号),每页及总页数的标识;e)客户的名称和地址;f)被校对象的描述和明确标识;g)进行校准的日期,如果与校准结果的有效性或应用有关时,应说明被叫对象的接受日期;h)如果与校准结果的有效性应用有关时,应对被校样品的抽样程序进行说明;i)校准所依据的技术规范的标识,包括名称及代号;j)本次校准所用测量标准的溯源性及其有效性说明;k)校准环境的描述;l)校准结果及其测量不确定度的说明;m)对校准规范的偏离的说明;n)校准证书或校准报告签发人的签名、职务或等效标识;o)校准结果仅对被校太阳电池有效的声明;p)以及未经实验室书面批准,不得部分复制证书的声明。9复校时间间隔建议复校时间间隔为一年。由于复校时间间隔的长短是由被校对象使用情况、使用者及其本身质量等诸因素所决定的,因此送校单位可根据实际使用情况自主决定复校时间间隔。JJF2315—20256附录A校准结果内页推荐格式证书编号××××××××××××1.辐照度示值误差(室内法):测量次数被校准辐照度测试仪的辐照度值W·m-2标准辐照度测试仪测得的辐照度值W·m-2123……示值误差/%修正因子2.辐照度示值误差(户外法):时间间隔min被校准辐照度测试仪的辐照度值W·m-2标准辐照度测试仪测得的辐照度值W·m-20510……示值误差/%修正因子校准不确定度的描述:JJF2315—20257附录B校准原始记录内页推荐格式记录编号证书编号:B.1基本信息客户名称器件名称型号规格出厂编号生产厂家客户地址测试地址计量器具名称测量范围不确定度/准确度等级证书编号证书有效期至(YYYY-MM-DD)依据技术规范校准环境条件温度:相对湿度:校准日期:人员校准员:核验员:B.2光电型太阳辐照度测试仪校准数据记录1.辐照度示值误差(室内法):测量次数被校准辐照度测试仪的辐照度值W·m-2标准辐照度测试仪测得的辐照度值W·m-212……示值误差/%修正因子2.辐照度示值误差(户外法):时间间隔min被校准辐照度测试仪的辐照度值W·m-2标准辐照度测试仪测得的辐照度值W·m-205……示值误差/%修正因子校准不确定度的描述:JJF2315—20258附录C辐照度示值误差(修正因子)测量结果不确定度评定示例(室内法)C.1测量模型γi室内法室内法(C.1)式中:γi室内法—被校准辐照度测试仪的辐照度示值误差,i代表不同挡位;Ki室内法—修正因子,无量纲,i代表不同挡位; Wi—被校准辐照度测试仪的辐照度示值,W·m-2,i代表不同挡位;W0i—标准辐照度测试仪测得的辐照度值,W·m-2,i代表不同挡位。灵敏系数:C.2标准不确定度分量的评定C.2.1被校准辐照度测试仪辐照度测量重复性引入的标准不确定度u(Wi)的评定通过独立进行的10次辐照度测试仪辐照度测量,得到测量数据见表C.1。表C.1被校准辐照度测试仪辐照度测量值次数总辐照度/(W·m-2)11002.22991.43999.34990.85985.161003.67991.18993.29999.9101006.1平均值996.3则单次测量结果的实验标准偏差为:(C.2)JJF2315—20259测量时采用10次测量数值的平均值作为测量结果,因此由重复性引入的标准不确定度u(Wi)为:(C.3)C.2.2标准辐照度测试仪辐照度校准引入的标准不确定度u(W0i)的评定 C.2.2.1标准辐照度测试仪辐照度测量重复性引入的标准不确定度u1(W0i)的评定通过独立进行的10次辐照度测试仪辐照度测量,得到测量数据见表C.2。表C.2标准辐照度测试仪辐照度测量值次数总辐照度/(W·m-2)11001.22999.43999.34997.85998.161003.67999.18998.29999.9101001.1平均值999.8则单次测量结果的实验标准偏差为:(C.4)测量时采用10次测量数值的平均值作为测量结果,因此由重复性引入的标准不确定度u1(W0i)为:C.2.2.2标准辐照度测试仪溯源引入的标准不确定度u2(W0i)的评定(0.6×1000/150.5)W·m-2≈3.99W·m-2。的标1(0.6×1000/150.5)W·m-2≈3.99W·m-2。C.2.2.3太阳模拟器光源光谱失配引入的标准不确定度u3(W0i)的评定太阳模拟器光谱辐照度分布也与AM1.5G标准太阳光谱有差异,而辐照度测试仪的电流信号与太阳模拟器光谱失配有一定的关联,通过已有的样品数据统计得出光谱失配因子引起的电流信号最大偏差可达1.5%。针对被校准辐照度测试仪,由于光谱失配JJF2315—202510引入的标准不确定度u3(W0i)为:数据统计,再界定范围,适当扩大范围。C.2.2.4系统源表测量电流信号引入的标准不确定度的评定系统源表测量电流信号引入的标准不确定度根据其溯源报告,测量范围为1μA~1A的DCI,其相对扩展不确定度Urel=0.05%(k=2),按均匀分布考虑,取k=3,则:(C.7)C.2.2.5校准环境温度误差引入的标准不确定度u5(W0i)的评定按照硅基电池的短路电流温度系数,估算由校准环境温度引入的校准误差为Tc=则:320×10-4/K,按均匀分布考虑,取k=3,整个测试过程的温升一般不会超过10℃则: 由于各影响量彼此独立不相关,因此u 由于各影响量彼此独立不相关,因此u(W0i)为:(C.9)u(W0i)=u1(W0i)2+u2(W0i)2+u3(W0i)2+u4(W0i)2+u5(W0i)2≈8.69W·m-2(C.9)C.3合成标准不确定度按灵敏系数公式计算:C.4扩展不确定度(C.C.4扩展不确定度U=uc×k=0.9%×2=1.8%(k=2)(C.11)JJF2315—202511附录D辐照度示值误差(修正因子)测量结果不确定度评定示例(户外法)D.1测量模型r户外法户外法(D.1)式中:r户外法—被校准辐照度测试仪的辐照度示值误差;K户外法—修正因子,无量纲;W—被校准辐照度测试仪的辐照度示值,W·m-2;W0—标准辐照度测试仪测得的辐照度值,W·m-2。灵敏系数:D.2标准不确定度分量的评定D.2.1被校准辐照度测试仪辐照度测量重复性引入的标准不确定度u(W)的评定通过独立进行的30组辐照度测试仪辐照度测量,得到测量数据见表D.1。表D.1被校准辐照度测试仪辐照度测量值序号(i)总辐照度W·m-2序号(i)总辐照度W·m-2序号(i)总辐照度W·m-21961.4111049.1211023.72982.1121035.6221020.63984.2131043.8231022.74986.5141032.2241010.35984.7151034.9251017.06975.416998.9261011.47984.2171015.3271011.88999.7181013.8281001.49998.6191019.429999.210989.2201007.4301008.8其算术平均值:(D.2)单次测量结果的实验标准偏差为: (D.3)测量时采用30次测量数值的平均值作为测量结果,因此由重复性引入的标准不确定度u(W)为:(D.4)D.2.2标准辐照度测试仪辐照度校准引入的标准不确定度u(W0)的评定 D.2.2.1标准辐照度测试仪辐照度测量重复性引入的标准不确定度u1(W0)的评定通过独立进行的30组辐照度测试仪辐照度测量,得到测量数据见表D.2。表D.2标准辐照度测试仪辐照度测量值序号(i)总辐照度W·m-2序号(i)总辐照度W·m-2序号(i)总辐照度W·m-21928.011998.421986.42946.812989.522983.83947.313997.823985.54