光伏组件测试仪内部培训

组件测试仪QS540-LA新能源事业处大陆新能源客服部2012.6SCHMIDTINTERNATIONALTRADINGSSTNewEnergyDept.1.组件测试仪组成，工作原理介绍(30min)2.组件测试仪安装调试(60min)•硬件安装，软件安装•Generator电压调节,光强设定，•ElectronicUnit偏压调节•不均匀性测试•ExternalDatabase，Access表格设定及相关操作•Quichsun软件设定•设备校准•相关附属设施的安装（条码打印机，BarcodeScanner）3.日常维护保养(10min)4.常见问题处理(20min)培训内容SSTNewEnergyDept.组件测试仪组成，工作原理介绍太阳模拟器是用来模拟太阳光的设备,在光伏领域里,再配以电子负载,数据采集和计算等设备,可以用来测试光伏器件(包括太阳电池片,太阳电池组件等)的电性能,如Pmax,Imax,Vmax,Isc,Voc,FF,Eff,Rs,Rsh以及I-V曲线等.这些参数不仅能够从一定程度上反应出电池的性能,也关系到电池最后出厂的等级和价格.因此,一台可靠的太阳模拟器,不仅对生产工艺有参考意义,更关系到产品的品质和制造厂商的利润和信誉.对于光伏性能测试,可用的商业化太阳模拟器有两类,一类是稳态模拟器(例如虑光氙灯,双色虑光钨灯-ELH灯或改进的汞灯),这类模拟器适用于单体电池和小尺寸组件的测试.另一类是脉冲模拟器,由一个或者两个长弧氙灯组成,这类模拟器由于在大面积范围内辐射度均匀性好,能够更好地适应于大尺寸组件的测试.这类模拟器的另外一个优点是,被测电池热输入可以忽略,这样在测试时被测点出与环境测试温度保持一致,而环境温度是可以很容易精确测量的.脉冲发生网络,数据采集和处理系统通常做为模拟器的部件提供.SSTNewEnergyDept.太阳电池是将太阳能转变成电能的半导体器件，从应用和研究的角度来考虑，其光电转换效率、输出伏安特性曲线及参数是必须测量的，而这种测量必须在规定的标准太阳光下进行才有参考意义。如果测试光源的特性和太阳光相差很远，则测得的数据不能代表它在太阳光下使用时的真实情况，甚至也无法换算到真实的情况，考虑到太阳光本身随时间、地点而变化，因此必须规定一种标准阳光条件，才能使测量结果既能彼此进行相对比较，又能根据标准阳光下的测试数据估算出实际应用时太阳电池的性能参数。组件测试仪组成，工作原理介绍SSTNewEnergyDept.太阳辐射的基本特性几个描述光的物理概念：（1）发光强度按照1979年第16届国防计量会议（CGPN）确定，以坎德拉（cd）为发光强度的计量单位。坎德拉是一光源在给定的方向上的光强度，该光源发出频率为5401012Hz的光学辐射，且在此方向上的辐射强度为1/683WSr-1（2）光通量光通量的单位是流明（lm），它用来计量所发出的总光量，发光强度为1cd的点光源，向周围空间均匀发出4流明的光能量。（3）光强度指照射于一表面的光强度，它用勒克斯（lx）作为单位，当1lm光通量的光强射到1m2面积上时，该面积所受的光照度（简称照度）就是1lx。（4）辐射度通常称为光强，即入射到单位面积上的光功率，单位是W/m2或mw/cm2。组件测试仪组成，工作原理介绍SSTNewEnergyDept.模拟器要求1.总辐照度模拟器必须能够在测试平面上达到1000W/平方米的标准辐照度(用标准电池测量),并根据需要可对辐照度在标准辐照度值上下进行一定的调节.2.光谱匹配模拟器光谱辐照度分布应与标准光谱辐照度分布匹配.等级A的匹配度在0.75~1.25,等级B的匹配度在0.6~1.4,等级C的匹配度在0.4~2.03.均匀度在测试平面上,指定测试区域内的辐照度应该达到一定的均匀度,辐照度用合适的探测器量测.等级A的辐照均匀度=+/-2%,等级B的辐照均匀度=+/-5%,等级C的辐照均匀度=+/-10%.对于单体电池和电池串的测试,探测器最大尺寸应小于电池最小尺寸的一半.对于组件,探测器尺寸应不大于组件中单体电池的尺寸.不均匀度=+/-((最大幅照度-最小辐照度)/(最大幅照度+最小辐照度))*100%其中,最大辐照度和最小辐照度是指在指定范围内探测器在任意指定点的测量值.组件测试仪组成，工作原理介绍SSTNewEnergyDept.4.辐照稳定度数据采集期间,辐照度应该具有一定的稳定度.等级A的稳定度在=+/-2%,等级B的稳定度在=+/-5%,等级C的稳定度在=+/-10%,辐照不稳定度=+/-((最大幅照度-最小辐照度)/(最大幅照度+最小辐照度))*100%其中,最大辐照度和最小辐照度是数据采集期间在测试平面内探测器在任意指定点的测量值.组件测试仪组成，工作原理介绍SSTNewEnergyDept.太阳模拟器评定标准：1.光谱匹配光谱匹配标准规定了太阳模拟器在六个光谱范围内的积分百分比，太阳模拟器的光谱偏差必须在相应的标准规定的范围内。A类标准规定在75%到125%之间。为了是太阳模拟器光谱匹配达到相应的标准，可以采用合适的滤光片，合适的滤光片可以将没有经过任何处理的灯光重新进行整合，改变其光谱分布，达到相应的标准要求。2.辐射空间均匀性对于太阳模拟器来说，工作区域辐射均匀性是最难实现的。辐射不均匀就有可能导致得出错误的太阳能电池效率，影响太阳能电池的封装。A类太阳模拟器将这中影响降低到了最小，辐射均匀性严格控制在±2%以内。3.时间稳定性太阳模拟器输出光的时间稳定性是为了保证光强的波动不会影响太阳能电池效率的测量。光密度控制系统可以将太阳模拟器的光强波动控制在1%以内，即使没有光密度控制系统，同样可以达到相应的标准。组件测试仪组成，工作原理介绍SSTNewEnergyDept.太阳模拟器关键组成：1.光室光室为氙灯提供了一个安全的空间，在光室里面有安全自锁系统，用来保证操作的安全性和系统的安全。积分器风扇和滤光片风扇用来保证光学器件的正常运转，并维持光室的温度。2.快门在太阳模拟器内部有一个稳定的快门，用来控制工作环境，该快门可以实现1000000次开关，实际工作中甚至更多。该快门开关时间只用200ms，可以通过接触控制、逻辑输入控制，也可以通过按钮开关进行直接控制。3.氙灯采用连续发光系统，从而避免了脉冲式氙灯光源受到太阳能电池材料响应时间的限制，氙灯为无臭氧短弧氙灯。4.1.5G滤光片同时采用1.5G滤光片和氙灯就可达到A类太阳模拟器标准。5.电源高品质电源可以为氙灯提供稳定的功率，并且可以检测氙灯的寿命。当氙灯寿命接近结束的时候，建议更换氙灯，否则将有可能会影响光谱特性。本标准规定了AM0和AM1.5太阳光谱辐照度分布的太阳模拟器的通用技术要求及其级别和类别的划分。组件测试仪组成，工作原理介绍SSTNewEnergyDept.标准测试条件•AM1.5太阳光谱条件AM1.5照度1000w/m2•25度室温组件测试仪组成，工作原理介绍标准地面阳光条件具有1000w/m2的辐照度，AM1.5的太阳光谱以及足够好的均匀性和稳定性，这样的标准阳光在室外能找到的机会很少，而太阳电池又必须在这种条件下测量，因此，唯一的办法是用人造光源来模拟太阳光，即所谓太阳模拟器。SSTNewEnergyDept.辐照度及其均匀性对空间应用，规定的标准辐照度为1367w/m2（另一种较早的标准规定为1353w/m2），对地面应用，规定的标准辐照度为1000w/m2。实际上地面阳光和很多复杂因素有关，这一数值仅在特定的时间及理想的气候和地理条件下才能获得。地面上比较常见的辐射照度是在600~900w/m2范围内，除了辐照度数值范围以外，太阳辐射的特点之一是其均匀性，这种均匀性保证了同一太阳电池方阵上各点的辐照度相同。光谱分布太阳电池对不同波长的光具有不同的响应，就是说辐照度相同而光谱成分不同的光照射到同一太阳电池上，其效果是不同的，太阳光是各种波长的复合光，它所含的光谱成分组成光谱分布曲线，而且其光谱分布也随地点、时间及其它条件的差异而不同，在大气层外情况很单纯，太阳光谱几乎相当于6000K的黑体辐射光谱，称为AMO光谱。在地面上，由于太阳光透过大气层后被吸收掉一部分，这种吸收和大气层的厚度及组成有关，因此是选择性吸收，结果导致非常复杂的光谱分布。而且随着太阳天顶角的变化，阳光透射的途径不同吸收情况也不同。所以地面阳光的光谱随时都在变化。因此从测试的角度来考虑，需要规定一个标准的地面太阳光谱分布。目前国内外的标准都规定，在晴朗的气候条件下，当太阳透过大气层到达地面所经过的路程为大气层厚度的1.5倍时，其光谱为标准地面太阳光谱，简称AM1.5标准太阳光谱。此时太阳的天顶角为48.19，原因是这种情况在地面上比较有代表性。组件测试仪组成，工作原理介绍SSTNewEnergyDept.ColorTemperature色温色温表示光源光谱质量最通用的指标。色温是按绝对黑体来定义的，光源的辐射在可见区和绝对黑体的辐射完全相同时，此时黑体的温度就称此光源的色温。低色温光源的特征是能量分布中，红辐射相对说要多些，通常称为“暖光”；色温提高后，能量分布中，蓝辐射的比例增加，通常称为“冷光”。一些常用光源的色温为：标准烛光为1930K（开尔文温度单位）；钨丝灯为2760-2900K；荧光灯为3000K；太阳表面为5762K；Xe燈为6000K；蓝天为12000-18000K。组件测试仪组成，工作原理介绍SSTNewEnergyDept.标准光源如果能夠得到與標準太陽光譜一致的並且光照強度又可以任意改變的人工光源當然是最理想的太陽能電池的測試光源，但是目前而言還是很困難的，只能在某些方面滿足要求。現在用來當作量測用照明光源主要採用Xe燈光源以及充氣鎢燈泡（A光源）等。其餘的所謂B、C、D光源都是由A光源加上不同的光學濾光片組合而成，從而改變了色溫度。组件测试仪组成，工作原理介绍SSTNewEnergyDept.Xe灯作为量测光源Xe燈作爲量測光源有以下特徵：1、色溫度爲6000K，與太陽表面溫度(5762K)非常接近2、亮度高，用適當的光學裝置就可以得到平行性很好的光束；但是，Xe燈也有不足之處，主要是在近紅外區域（800-1000nm）存在著較強的光谱能量，必須要進行修正。组件测试仪组成，工作原理介绍SSTNewEnergyDept.组件测试仪组成，工作原理介绍生产特性•180块/小时•最大可是组件尺寸1350mm×2100mmQS-540LAPVModuleSimulator达到并超过IEC60904-9/JIS8912的A级标准：ClassA:光谱不匹配度+/-25%ClassA:照度不均匀性+/-2%ClassA:光照不稳定度+/-2%氙灯脉冲光源200w-1200w/m2可调在2ms内取样4096次，并每8点加权平均得到512组数据，绘制I-V曲线。自动修正到STC-标准测试条件(1000w/m²,25°C,AM1.5)SSTNewEnergyDept.测量系统使用500KHz以上的4通道并行数据采集器，在2mS的采集时间内，可以采集4组各1000个以上的数据。这些数据在微观上存在许多的波动。厂家在软件设计上，首先对这些数据进行光辐照度修正和温度修正，然后进行数据平滑处理。比较好的平滑处理方法是移动平均值法，就是取相邻几个数据的平均值作为这些数据中位数的值，然后去除边缘的一个数据，在反方向上再增加一个数据，再计算这组新数据中位数的值，如此反复。这个方法的优点是不会造成数据失真。如果使用数据拟合的方法，则完全破坏了数据的真实性，甚至有可能得出错误的结果。实际上，国际上某些性能优异的组件测试系统，采集的有效数据大约仅仅100个，并且不对数据进行平滑处理，却保证了所采集数据的准确和有效。组件测试仪组成，工作原理介绍氙灯脉冲光源200w-1200w/m2可调在2ms内取样4096次，并每8点加权平均得到512组数据，绘制I-V曲线。SSTNewEnergyDept.组件测试仪组成，工作原理介绍测试原理