雙面光伏組件功率測試方法正式發布

雙面

光伏

組件功率測試方法正式發布

近年來，隨著N型雙面電池等高效發電技術興起，以中來光電為首的國內領先光伏企業紛紛布局這一極具潛力的先進技術。然而，由於其雙面發電的特性，既有來自正面的輸出功率，也有來自背面的，因此目前國際上還未出現統一標準的測試方法。如何準確標定雙面電池組件的功率，便成了當下的難點：一方面是因為買賣雙方在功率標定上存在較大分歧，嚴重製約了該產品的商業化路線；另一方面，雙面組件功率的最終標稱取值直接影響終端電站的系統設計。

為了解決這一棘手的難題，TÜV NORD、國家光伏檢測中心、中來光電與招商新能源四方強強聯手，經過長時間戶外測試及實驗室研究驗證，收集匯整了大量一手數據，並經過反覆的研討論證，最終於4月19日聯合發布了雙面電池組件I-V測試方法。該測試方法包括測試條件，測試方法及流程，組件銘牌標稱要求，測試報告等內容。同時，針對不同背景的安裝場地，該標準還提出了相應的規範推薦值。

本標準起草單位：

以下為雙面組件功率測試方法：

雙面光伏組件電流-電壓特性測試方法

1.範圍

本範規定了在模擬太陽光下，雙面發電光伏組件的術語和定義、測試條件、參數、測試方法、數據處理和測試報告和組件銘牌規範等。

本規範適用於雙面發電光伏組件的電性能參數測試。

2.規範性引用文件

下列文件對於本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用於本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用於本文件。

IEC 60891: Photovoltaicdevices– Procedures for temperature and irradiance corrections to 111 measured I-V characteristics

IEC 60904-1: Photovoltaicdevices– Part 1: Measurement of photovoltaic current-voltage 113 characteristics

IEC 60904-2: Photovoltaicdevices– Part 2: Requirements for reference solar devices

IEC 60904-3: Photovoltaicdevices– Part 3: Measurement principles for terrestrial 116 photovoltaic (PV) solar devices with reference spectral irradiance data

IEC 60904-4: Photovoltaicdevices– Part 4: Reference solar devices - Procedures for 118 establishing calibration traceability

IEC 60904-7: Photovoltaicdevices– Part 7: Computation of the spectral mismatch correction 120 for measurements of photovoltaic devices

IEC 60904-8: Photovoltaicdevices– Part 8: Measurement of spectral respo

nsivity of a 122 photovoltaic (PV) device

IEC 60904-9: Photovoltaicdevices– Part 9: Solar simulator performance requirements

IEC 60904-10: Photovoltaics - Part 10: Methods of linearity measurement

IEC 61836: Solar photovoltaic energy systems – Terms, definitions and symbols

3.術語及定義

IEC 61836界定的及下列術語和定義適用於本規範。

雙面光伏組件 Bifacial PV module

正反兩面都能將光能轉換為電能的光伏組件。通常雙面發電光伏組件的雙面發電特性使其比單面發電光伏組件發出更多的電能。

3.1.雙面因子Bifaciality

在STC 條件測量下，雙面發電光伏組件背面短路電流與組件正面短路電流的比值。

4.總則

IEC 60904-1中描述了單面光伏組件的電流-電壓特性測試方法，雙面光伏組件的電流-電壓特性測試方法基於相同的基本原則，但是增加以下方面的要求。

基於單面光伏組件的測試原則，本測試方法描述了雙面光伏組件光伏電流-電壓特性測試方法中增加的原則，要求和測試步驟。因此除了本標準中明確修改的地方，IEC 60904-1中的規定對雙面光伏組件的測試也是有效的。

5.測試條件5.0.測試設備

測量雙面發電光伏組件電性能參數的測試設備要求如下：

a) 太陽模擬器：用於測量組件的太陽模擬器，要求最高光照強度可達1100W/m2，同時此輻照度下滿足IEC 60904-9 中規定的AAA級要求，光照面積大於組件面積。

b) 標準組件：標準光伏組件，滿足IEC60904-2和60904-4規定的一級標準組件的要求。

c) 雙面光伏組件滿足IEC60904-10短路電流隨輻照度的線性關係要求。

d) 非反射背景：要求在組件光譜響應波長範圍內反射率低於7%，須採用與組件同樣標準的光譜儀進行反射率的測量。反射背景能夠與被測組件吻合，與遮擋面充分接觸。

e) 測試平臺：包括測試支架或軌道，使測試樣品與標準器件在與入射光線垂直的相同平面。

f) 溫度測試儀：用於探測組件溫度，要求精度±1℃。

5.2.測試環境

溫度為：25±2℃。

相對溼度：50±20％。

5.3.參數5.3.1.雙面因子Bifaciality(BiFi)

在STC條件下雙面光伏組件正面和背面分別單獨測試，背面的短路電流與正面短路電流的比值。不同組件之間的雙面發電比率反映雙面發電性能的差異。

BiFi= Iscrear/Iscfront (1)

式中：

BiFi—雙面因子，評價組件背面相對於正面的發電能力，一般用百分數表示

Iscfront—STC條件下組件背面有效遮擋，正面測得的短路電流值

Iscrear—STC條件下組件正面有效遮擋，背面測得的短路電流值

在上述計算過程中應該根據IEC 60904-7校正光譜。

5.3.2.背面反射係數 R

R=10%—光伏組件背面使用環境的反射率

5.3.3.反射補償電流Isccomp

Isccomp=Iscfront + R*Iscrear=Iscfront+0.1*BiFi*Iscfront=(1+0.1*BiFi)*Iscfront (2)

5.3.4.反射補償輻照度Gcomp

Gcomp= (1+0.1*BiFi)*1000W/m2 (3)

反射補償輻照度Gcomp下產生Isccomp等值電流。

6.雙面光伏組件參數測試步驟
雙面光伏組件、非反射背景和支架示意圖

a) 按圖所示，將選定的雙面發電光伏組件正面朝向光源放置在太陽模擬器上。

b) 組件背面非反射背景遮擋，雙面組件正面STC(G = 1000 W/m2，25℃)條件下照射，測試正面的短路電路Iscfront。

c) 組件正面非反射材料遮擋，雙面組件背面STC(G = 1000 W/m2，25℃)條件下照射，測試背面的短路電路Iscrear。

d) 根據公式（1）計算雙面因子BiFi。

e) 根據公式（3）計算反射補償輻照度Gcomp。

f) 背面非反射背景材料遮擋，組件正面在Gcomp條件下，測試雙面光伏組件的電流-電壓特性，滿足電流值與Isccomp相當。

雙面光伏組件的雙面因子的測量和電路-電壓特性的測量7.雙面光伏組件的光伏電流-電壓測量

根據IEC60904-7，調整太陽光模擬器輻照強度，使輻照有效強度滿足雙面光伏組件的的輻照度Gcomp,太陽光模擬器的等級滿足IEC 60904-9輻照等級，雙面光伏組件背面採用非反射背景材料遮擋，輻照強度Gcomp，25℃溫度下，測試雙面光伏組件的光伏電流-電壓特性。

8.報告及銘牌要求8.0.測試報告要求

根據ISO/IEC 17025的規範要求，測試機構需要出具電流-電壓測試報告，測試報告應至少包含以下信息：

a) 測試條件，AM1.5，溫度25℃

b) 雙面因子Bifaciality (BiFi)

c) 反射補償輻照度Gcomp= (1+0.1*BiFi)*1000W/m2

d) 雙面組件的在Gcomp電性能數據，Isc, Voc, Pmax, Fill factor

e) 測試不確定度

8.2.銘牌要求

a) 測試條件，AM1.5，溫度25℃，反射補償輻照度Gcomp= (1+0.1*BiFi)*1000W/m2

b) 雙面因子Bifaciality (BiFi)

c) 雙面組件的在Gcomp輻照下電性能數據，Isc, Voc, Pmax, Fill factor

d) 功率公差

9.對於不同的安裝背景，背面反射係數R參考值規定

R=10%適用土壤，沙地，砂石，水面，草地，水泥地等反射率小於35%的安裝背景。

R=20% 適用於鋁箔，淺色地表等反射率在35%~75%的安裝背景。

R=30%適用於雪地，白色背景等反射率大於75%的安裝背景。