IEC61853标准光伏组件测量方法研究

【摘要】：在光伏产业蓬勃发展的今天,光伏认证的作用显得尤为重要,控制光伏产品质量,获得进入国内外光伏发电市场资格。光伏组件性能是发电能力的保证,现有的光伏制造技术不断发展,因此认证标准也应跟上技术发展的脚步。为此需要不断完善光伏产品的测量标准和测试方法。现行的IEC61215标准就存在这个问题,它规定的用STC (25℃, AM1.5G,1000W/m2)一种条件来测量发电量很不全面,因为光伏组件在不同温度、辐照度、光谱分布,以及不同入射光角度,都会影响光伏组件的发电性能。光伏组件的户外实际使用的真实环境下,符合此条件的气候并不常见,特别当辐照量弱时性能下降尤为明显。 为了全面评估光伏组件在不同条件下的发电量,IEC(国际电工委员会)提出了新的评估发电量的标准——IEC61853,标准提出了在不同温度、辐照度、入射角变化、光谱分布、对光伏组件性能进行测试。目前国内认证机构还未对该标准实行测试,本文对IEC61853标准所规定的测量方法进行探究,使其成为国内检测及认证机构的标准检测方法： (1)搭建IEC61853-1和IEC61853-2的测试系统,包括不同辐照度(150W/m2、200W/m2、400W/m2、600W/m2、800W/m2、1000W/m2、1100W/m2)、温度条件(15℃、25℃、50℃、75℃),以及不同角度(0°-70°)、光谱分布,室内太阳模拟器测试系统,和户外组件性能参数测量系统。 (2)确定IEC61853-1和IEC61853-2的测试方法,利用瞬态模拟器和稳态模拟器分别测试了光伏组件在温度为15℃～75℃,辐照度在100～1100W/m2条件下的发电性能；利用光谱仪余弦特性测试装置,测量入射角在0°-70°时,电池的光谱相应度,并采用光谱匹配度标准测量装置,对光谱仪与脉冲光源进行重复性测量。组件在户外不同温度、辐照度,不同入射角条件下的测试方法,并针对特定地区提出对应的测试要求。 (3)建立测试的光伏量值溯源链。本文采用微分光谱响应法,确定进行标准测试时的溯源链,校准标准电池传递量值基准,使对光伏组件的测试结果能够溯源到国际单位制,得到更准确的测试结果。 (4)实际数据的测量,光伏组件在不同为的温度、辐照度条件下,室内太阳模拟器的实测结果,观察不同条件对光伏组件产生的影响。以及不同角度下,光伏组件的光谱响应度的变化趋势。 【关键词】：光伏组件 测试 IEC61853 发电量 溯源 认证
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM615
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-9
• 序言9-13
• 1 引言13-31
• 1.1 光伏产业发展概况13-19
• 1.1.1 全球太阳能光伏产业概况13-14
• 1.1.2 我国光伏产业发展14-15
• 1.1.3 太阳能电池技术发展15-18
• 1.1.4 光伏产业发展趋势18-19
• 1.2 光伏产品认证体系19-21
• 1.2.1 我国光伏产品认证现状19-20
• 1.2.2 光伏产品认证对光伏产业的重要性20
• 1.2.3 光伏产品认证机制20-21
• 1.3 光伏产品认证体系21-25
• 1.3.1 认证采用的标准22-23
• 1.3.2 光伏组件相关标准23-24
• 1.3.3 我国光伏标准化现状24-25
• 1.4 光伏组件测量体系25-30
• 1.4.1 太阳模拟器25
• 1.4.2 太阳电池I-V测试仪25-28
• 1.4.3 确定太阳能电池CV值28
• 1.4.4 入射辐射表28-29
• 1.4.5 标准太阳能电池29-30
• 1.5 本文的研究内容30-31
• 2 影响光伏组件发电量因素31-41
• 2.1 光伏组件发电量的因素31-35
• 2.1.1 照度对光伏组件的影响31-32
• 2.1.2 温度对光伏组件的影响32-33
• 2.1.3 光谱分布对光伏组件的影响33-35
• 2.2 光伏组件发电量评估方法及研究现状35-36
• 2.2.1 现有的发电量预估方法研究35
• 2.2.2 光伏组件发电量相关标准35-36
• 2.3 IEC61853标准预估光伏组件发电量36-38
• 2.4 IEC 61853标准各国发展的现况38-41
• 2.4.1 欧盟对IEC61853的研究38
• 2.4.2 美国IEC 61853-1测试方法研究38-40
• 2.4.3 中国对IEC61853研究现况40-41
• 3 IEC61853光伏组件测试方法41-58
• 3.1 辐照度与温度性能测试系统41-47
• 3.1.1 测试条件41-42
• 3.1.2 瞬态模拟器测试设备42-44
• 3.1.3 稳态模拟器测试设备44-45
• 3.1.4 IEC61853-1户外测试系统搭建45-47
• 3.2 入射角度影响测试系统47-53
• 3.2.1 测试条件48
• 3.2.2 光伏组件角度影响室内测试设备48-49
• 3.2.3 光伏组件角度影响户外测试设备49-53
• 3.3 光谱响应测试程序53-58
• 3.3.1 光谱响应测试设备54
• 3.3.2 组件测试程序54-56
• 3.3.3 光谱响应的计算56-58
• 4 光伏量值溯源体系的研究58-64
• 4.1 量值溯源研究现状58
• 4.2 辐照度的确定及传递方法58-64
• 4.2.1 直接日照法59-60
• 4.2.2 太阳模拟器60
• 4.2.3 微分光谱响应法60-64
• 5 IEC61853的光伏组件测试64-71
• 5.1 不同温度、辐照度对光伏组件的室内测试64-69
• 5.1.1 采用瞬态模拟器进行测试64-67
• 5.1.2 采用稳态模拟器进行测试67-69
• 5.2 入射角、光谱响应度的室内测试69-71
• 5 结论71-72
• 参考文献72-75
• 附录A75-76
• 索引76-77
• 作者简历及攻读硕士 /博士学位期间取得的研究成果77-79
• 学位论文数据集79

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