公路沿线设施太阳能供电系统通用技术规范（GB/T 24716-2009）

1范围 　　本标准规定了公路沿线设施用太阳能供电系统的术语和定义、系统组成与分类、技术要求、检验规则以及标志、包装、运输与贮存等内容。 　　本标准适用于硅太阳电池供电系统，不适用于带聚光器的太阳电池供电系统。 　　2规范性引用文件 　　下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 　　GB/T 191包装储运图示标志（GB/T 191-2008，ISO 780:1997 ，MOD) 　　GB/T 2423.17电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Ka：盐雾(GB/T 2423.17-2008，IEC 60068-2-11:1981，IDT) 　　GB/T 9535-1998地面用晶体硅光伏组件设计鉴定和定型(eqv IEC 1215:1993) 　　GB/T 15142方形开口锡镍单体蓄电池总规范（GB/T 15142-2002，IEC 60623:1990， MOD) 　　GB/T 16422.3-1997塑料实验室光源暴露试验方法第3部分：荧光紫外灯（eqv ISO 4892-3：1994) 　　GB/T 22040一2008公路沿线设施塑料制品耐候性要求及测试方法 　　GB/T 22084.1含碱性或其他非酸性电解质的蓄电池和蓄电池组―便携式密封单体蓄电池 第1部分：福镍电池（GB/T 22084.1-2008，IEC 61951-1:2003，IDT) 　　GB/T 22084.2含碱性或其他非酸性电解质的蓄电池和蓄电池组―便携式密封单体蓄电池 第2部分：金属氢化物镍电池（GB/T 22084.2-2008，IEC 61951-2:2003，IDT) 　　GB/T 22473储能用铅酸蓄电池（GB/T 22473-2008，IEC 61427:2005，NEQ) 　　GB/T 23828-2009高速公路LED可变信息标志 　　GJB 1431.1空间用TDJ和TDB系列单晶硅太阳电池规范 　　SJ/T 10698非晶硅标准太阳电池 　　3术语和定义 　　下列术语和定义适合于本标准。 　　3.1 　　太阳电池solar cell 　　系指将太阳辐射能直接转换成电能的一种器件。 　　[GB/T 2297-1989，定义2.2] 　　3.2 　　硅太阳电池silicon solar cell 　　系指以硅为基体材料的太阳电池。 　　[GB/T 2297-1989，定义2.3] 　　3.3 　　单晶硅太阳电池single crystalline silicon solar cell 　　系指以单晶硅为基体材料的太阳电池。 　　[GB/T 2297-1989，定义2.4] 　　3.4 　　多晶硅太阳电池polycrystalline silicon solar cell 　　系指以多晶硅为基体材料的太阳电池。 　　[GB/T 2297-1989，定义2.8] 　　3.5 　　聚光太阳电池concentrator solar cell 　　在基体电阻率、结深和栅线结构等方面进行特殊设计的、适用于聚光条件下工作的太阳电池。 　　[GB/T 2297-1989，定义2.19] 　　3.6 　　开路电压open-circuit voltage 　　在一定的温度和辐照条件下，光伏发电器在空载（开路）情况下的端电压，通常用V表示。 　　[GB/T 2297-1989，定义3.8] 　　3.7 　　短路电流short-circuit current 　　在一定的温度和辐照度条件下，光伏发电器在端电压为零时的输出电流，通常用Isc表示。 　　[GB/T 2297-1989，定义3.6] 　　3.8 　　太阳电池的伏安特性曲线I-V characteristic curve of solar cell 　　系指受光照的太阳电池，在一定的辐照度和温度以及不同的外电路负载下，流人负载的电流I和电池端电压V的关系曲线。 　　[GB/T 2297-1989，定义3.5] 　　3.9 　　填充因子（曲线因子）fill factor(curve factor) 　　系指太阳电池的最大功率与开路电压和短路电流乘积之比。通常用FF（或CF）表示。 　　[GB/T 2297-1989，定义3.14] 　　3.10 　　最大功率maxximu power 　　在太阳电池的伏安特性曲线上，电流电压乘积的最大值。 　　[GB/T 2297-1989，定义3.9] 　　3.11 　　最大功率点maximum power point 　　在太阳电池的伏安特性曲线上对应最大功率的点，亦称最佳工作点。 　　[GB/T 2297-1989，定义3.10] 　　3.12 　　最佳负载optimum load 　　使受光照射的太阳电池工作在最大功率点时的负载。 　　[GB/T 2297-1989，定义3.11] 　　3.13 　　最佳工作电压optimum operating voltage 　　太阳电池伏安特性曲线上最大功率点所对应的电压，通常用V.表示。 　　[GB/T 2297-1989，定义3.12] 　　3.14 　　最佳工作电流optimum operating current 　　太阳电池伏安特性曲线上最大功率点所对应的电流，通常用Im表示。 　　[GB/T 2297-1989，定义3.13] 　　3.15 　　转换效率conversion efficiency 　　系指受光照太阳电池的最大功率与人射到该太阳电池上的全部幅射功率的百分比。 　　[GB/T 2297-1989，定义3.22] 　　3.16 　　太阳模拟器solar simulator 　　模拟太阳光谱和辐照度的一种光源设备，通常用作侧试太阳电池的电性能的光源。 　　[GB/T 2297-1989，定义5.35] 　　3.17 　　标准太阳电池standard solar cell 　　用规定的标定方法标定过的太阳电池，用作测量光源的辐照度，也用来比较同类型太阳电池的电性能，实际上是一种标准的接收器或仪表。 　　注：改写GB/T 2297-1989，定义5.29。 　　3.18 　　标准工作条件standard operating conditions 　　标准工作条件是用标准太阳电池测量的辐照度为1 000 W/m2并具有标准的太阳光谱辐照度分布，太阳电池温度为组件的电池额定工作温度（NOCT) 　　[GB/T 2297-1989，定义4.55] 　　3.19 　　额定电压rated voltage 　　在规定的工作条件下，依据同一类型光伏发电器的特性选择确定其输出电压，使这一类光伏发电器件的输出功率都接近最大功率，这个电压叫额定电压。 　　注：改写GB/T 2297-1989，定义4.56。 　　3.20 　　额定电流rated current 　　在规定的工作条件下，光伏发电器在额定电压下所规定电流。 　　[GB/T 2297-1989，定义4.58] 　　3.21 　　额定功率rated power 　　在规定的工作条件下，光伏发电器在额定电压下所规定的输出功率。 　　[GB/T 2297-1989，定义4.57] 　　3.22 　　浮充电noating charge 　　把充电电路和储能元件的供电电路并联接到负载上，充电电路在向负载供电的同时，仍向储能元件充电，只有当充电电路断开时储能元件才向负载供电的一种充电运行方式。 　　4系统组成与分类 　　4.1组成 　　公路太阳能供电系统一般由太阳电池、蓄能装置、充放电控制器及稳压电路等组成。对于道班、小型收费站等需要交流供电的场所还应配备逆变器等装置。 　　4.2分类 　　4.2.1按负载性质分为直流供电系统和交流供电系统。 　　4.2.2按负载大小分为低功率型、中功率型和大功率型： 　　a)低功率型适用于太阳能突起路标、轮廓标等小于0.5W的设施； 　　b）中功率型适用于弯道诱导标、警告标志、闪烁警示灯、紧急电话等小于5W的设施； 　　c)大功率型适用于太阳能LED可变信息标志、LED交通标志、监控外场摄像机、无线基站、无人值守的通信站、小型收费站、道班等大于5W的设施。 　　4.2.3按太阳电池的基体材料又分为单晶硅、多晶硅、非晶硅等供电系统。 　　4.2.4按光谱响应类型分为强光谱型和散射光谱型等供电系统。 　　5技术要求 　　5.1选用原则 　　5.1.1公路沿线设施应根据供电条件，本着经济适用、环保、安全、节约的原则选用太阳能供电系统。 　　5.1.2公路沿线设施的用电负载宜采用直流供电方式，避免直流变换到交流，再由交流变换到直流产生的无效电能损失。 　　5.1.3太阳能突起路标、轮廓标等低功耗安全设施可选用散射光谱型太阳电池。 　　5.1.4其他耗电较大的设施宜选用转换效率较高的单晶硅太阳电池，以减小外形尺寸。 　　5.1.5收费站、公路养护道班等可选用单晶硅或多晶硅太阳电池阵列。 　　5.2工作电压分级 　　公路沿线设施太阳能供电负载的工作电压分为1.5V，2V，3V，6V，9V，12V，15V，24V，36V，48V以及交流220V等系列，公路沿线设施太阳能供电系统应优先按上述电压系列进行设计。 　　5.3太阳电池 　　5.3.1单晶硅太阳电池的性能要求应符合GJB 1431.1和GB/T 9535的规定。 　　5.3.2非晶硅太阳电池的性能要求应符合SJ/T 10698和GB/T 9535的规定。 　　5.3.3太阳电池的外形尺寸应与沿线设施产品自身和周围环境协调一致。 　　5.3.4太阳电池应根据年平均日照时间、安装环境、气象条件及负载和蓄电池大小等参数进行容量设计，保证太阳电池、蓄电池和负载等匹配良好。 　　5.4蓄电池 　　5.4.1铅酸蓄电池的性能要求应符合GB/T 22473的规定。 　　5.4.2福镍碱性蓄电池的性能要求应符合GB/T 22084.1或GB/T 15142的规定。 　　5.4.3金属氢蓄电池的性能要求应符合GB/T 22084.2的规定。 　　5.5耐环境适应性能 　　5.5.1一般要求 　　5.5.1.1公路沿线设施用太阳电池，除了符合GB/T 9535要求的环境试验外，还应满足5.5.2-5.5.5的规定。 　　5.5.1.2太阳能供电系统中的蓄能装置、充放电控制器及稳压电路等电子部件应经过高低温试验，满足安装场所的环境温度条件要求。 　　5.5.1.3太阳能供电系统的其他外露部件应耐腐蚀、抗老化，其耐盐雾、耐S02腐蚀和耐候性能应符合GB/T 22040-2008表2中2.4，2.5，2.8的规定。 　　5.5.2太阳电池耐Uv紫外辐射性能 　　5.5.2.1按GB/T 16422.3-1997中5.1.1的规定，用UV-A340灯，样品架在340 nm时的辐照度控制在（0.78±0.02) W/㎡·nm，按照GB/T 16422.3-1997中7.8的暴露方式2，连续照射480h。 　　5.5.2.2试验结束后，外观无GB/T 9535-1998中10.1.2所列的缺陷，标准侧试条件下太阳电池和蓄电池的最大输出功率衰减不应超过试验前的5%；绝缘电阻按照GB/T 9535-1998中10.3规定的方法测试应不小于50MΩ。 　　5.5.3太阳电池耐盐雾腐蚀性能 　　按GB/T 2423.17的规定经过168 h的试验后，应符合5.5.2.2的要求。 　　5.5.4太阳电池耐风沙性能 　　按GB/T 22040-2008中要求的试验后，对太阳电池进行测试，应符合5.5.2.2的要求。 　　5.5.5太阳电池耐机械振动性能 　　按GB/T 23828-2009中5.10.5的要求进行试验后，太阳电池无GB/T 9535-1998中10.1.2所列的缺陷；整个系统工作正常，输出工作电压达到初始试验前的要求。 　　6检验规则 　　单晶硅太阳电池、多晶硅太阳电池、铅酸蓄电池、镍铬蓄电池、金属氢蓄电池等产品分别按GJB 1431.1，SJ/T 10698，GB/T 22473，GB/T 15142，GB/T 22084.1，GB/T 22084.2有关检验规则章节进行。 　　7标志、包装、运输与贮存 　　7.1铅酸蓄电池按GB/T 22473有关规定执行。 　　7.2圆形镍铬蓄电池按GB/T 22084.1有关规定执行。 　　7.3方形镍铬蓄电池按GB/T 15142有关规定执行。 　　7.4金属氢蓄电池按GB/T 22084.2有关规定执行。 　　7.5单晶硅太阳电池按GJB 1431.1有关规定执行。 　　7.6多晶硅太阳电池按SJ/T 10698有关规定执行。 　　7.7对于供电系统，由系统集成单位对上述单元进行汇总，提交供货清单、组装原理图及注意事项，并符合GB/T 191的有关规定。