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地面光伏组件——设计鉴定和定型第二部分：测试步骤1.范围和目的此国际标准系列基于IEC规定了地面用光伏组件设计鉴定和定型的要求，该组件是在IEC60721-2-1中所定义的一般室外气候条件下长期使用。这部分IEC61215适用于全部地面光伏组件材料，例如晶体硅光伏组件和薄膜组件。本标准不适用于带聚光器的组件，尽管此项标准能可能用于低聚光组件（1-3个太阳光）。对于低聚光组件，全部测试使用的电流，电压和功率等级均满足设计要求。本试验程序的目的是在尽可能合理的经费和时间内确定组件的电性能和热性能，表明组件能够在规定的气候条件下长期使用。通过此试验的组件的实际使用寿命期望值将取决于组件的设计以及它们使用的环境和条件。2.引用标准下列标准所包含的条文，通过在本标准中全部或部分引用而构成了本标准的条文。标注日期的标准，仅引用的版本有效。未标注日期的标准，可使用最新版本标准（包括任何修订）。IEC60050，国际电工词汇（网址：）IEC60068-1环境测试-第一部分：总述和指导IEC60068-2-21环境测试-第2-21部分测试-测试U：引出端强度以及整体支架安装设备IEC60068-2-78环境测试-第2-78部分：测试Cab：湿热，稳定状态IEC60721-2-1环境状态的分类-第2-1部分：在自然条件下的环境状态-温度和湿度IEC60891光伏设备-温度和辐照度的修正来测量I-V特性的步骤IEC60904-1光伏设备-第一部分：光电流-电压特性的测量IEC60904-2光伏设备-第二部分：光伏标准设备的要求IEC60904-3光伏设备-第三部分：地面光伏设备和标准光谱福照度数据的测量原则IEC60904-7光伏设备-第七部分：光伏设备光谱错配修正的测量IEC60904-8光伏设备-第八部分：光伏设备光谱响应率的测量IEC60904-9光伏设备-第九部分：太阳光模拟器操作要求IEC60904-10光伏设备-第十部分：线性测试的方法IEC61215-1地面光伏组件-设计鉴定和定型-第一部分：测试要求IECTS61836太阳光伏系统能量-术语，定义和符号IEC61853-2光伏组件测试结果和能量等级-第二部分：光谱响应，入射角，和组件操作测试温度IEC62790光伏组件的接线盒-安全要求和测试ISO868塑料和橡胶-通过硬度测验器测量压痕硬度（回跳硬度）3.术语和定义本文件的目的，术语和定义由IEC60050和IECTS61836中给出，其他如下。3.1准确度测量器件测量器件的测量性能越好，示值越接近于真实测量值[≈VIM5.18]注1：此处术语称为“真实值”注2：当示值越接近于真实值准确度越高[资源：IEC60050-311：2001，311-06-08]3.2控制设备辐照度传感器（例如标准电池或器件）用来检测常数和太阳光模拟器的其他问题3.3电气稳定输出功率水平光伏组件在室外条件，长期曝露于自然光下，根据IEC60721-2-1定义3.4重复性测量结果在同种条件下测量相同的被测变量所进行的一系列连续测量结果的相关性，例如：-以同种测试步骤测量-同一观测者-同种测量设备-在同种条件下使用-在同一实验室相关最短时间间隔[≈VIM3.6]注1：测量步骤的概念在VIM2.5条件下定义[资源：IEC60050-311：2001，311-06-06]3.5再现性测试当在不同条件下进行个体测量，一定数量的试验后得到相同数值的测量结果的相关性：-测试原则-测试方法-观测者-测量设备-相关标准-实验室-在不同条件下使用设备不同于常规使用在相对长的时间间隔后与单一测量的持续时间[≈VIM3.7]注1：“测量原则”和“测量方法”分别在VIM2.3和VIM2.4条件下定义注2：术语“再现性”也适用于只将特定条件考虑在内的实例[资源：IEC60050-311:2001,311-06-07]4.测试步骤4.1外观检测（MQT01）4.1.1目的检测组件上的外观缺陷4.1.2步骤对每一组件在照明条件不低于1000lux进行观测，参考IEC61215-1对任何裂纹，气泡或脱层等的状态和位置应作记录或/和照相记录。这些缺陷在后续试验中可能会加剧并对组件的性能产生不良影响。4.1.3要求无符合IEC61215-1中规定的严重外观缺陷。4.2最大功率确定4.2.1目的确定组件在进行稳定性测试后和各种环境压力测试前后的最大功率。确定压力测试中的功率损失，试验的重复性是很重要的因数。4.2.2装置a）一个光源（自然光或者符合IEC60904-9的BBA级或更优模拟器）b）参照IEC60904-2的光伏设备。如果使用BBA级或者更优的模拟器，标准光伏器件应为标准光伏组价，该组件应采用测试样品相同技术制造有相匹配的光谱响应并且相同尺寸大小。如果相匹配的标准器件如果不满足以下两点中的一点需要进行追踪：1）使用AAA级的模拟器2）组件的光谱响应依据IEC60904-8且模拟器的光谱分布需要测量，组件的数据修正参考IEC60904-7c）一个合适的支架使测试样品与标准器件在与入射光线垂直的相同平面d）测量I-V曲线的装置参考IEC60904-14.2.3步骤按照IEC60904-1的方法，使用自然光或符合IEC60904-9的BBA级或更优的模拟器，测试组件在特定辐照度和温度条件（推荐范围：电池温度：25℃-50℃；辐照度：7002/mW-11002/mW）下的电流-电压特性。如组件是为特定条件下工作而设计，可以采用与预期工作条件相近的温度及辐照度水平进行测量。对于成线性组件（参考IEC60904-10）温度和辐照度的修正可依据IEC60891在环境测试前后，比较同一组件的测量结果。对于不成线性的组件（参考IEC60904-10）测试应在规定辐照度±5%和规定温度±2℃进行。但是，为了减小修正幅度，应努力保证最大功率测量在尽可能相同工作条件下进行，即对一个特定组件应在尽可能相同的的温度和辐照度下进行最大功率的测量。4.3绝缘试验（MQT03）4.3.1目的测定组件中的载流部分与组件边框或外部之间的绝缘是否良好。4.3.2装置a）有限流的直流电压源，能提供500V或1000V加上规定两倍组件的最大系统电压（IEC61215-1）b）测量绝缘电阻的仪器4.3.3试验条件对组件实验条件：温度为环境温度（见IEC60068-1），相对湿度不超过75%。4.3.3程序a）将组件引出线短路后接到有限流装置的直流绝缘测试仪的正极b）将组件暴露的金属部分接到绝缘测试仪的负极。如果组件无边框，或边框是不良导体，将其边缘用导电箔包裹。将组件全部的聚合表面（前后表面，接线盒）用导电箔包裹。再将导电箔连接到绝缘测试仪的负极。如果组件保持正向电压连接边框，一些组件对静态极化比较敏感。在这种情况下，测试仪的应以相反的方式连接。如果条件允许，静态极化的敏感度应由生产商提供。c）以不大于500V/s的速率增加绝缘测试仪的电压，直到等于1000V加上两倍的系统最大电压（IEC61215-1）。如果系统的最大电压不超过50V，所施加的电压应为500V。维持此电压1min。d）降低电压到零，将绝缘测试仪的正负极短路使组件放电。e）拆去绝缘测试仪正负极的短路线。f）以不大于500V/s的速率增加绝缘测试仪的电压，直到等于500V或组件最大系统电压的高值。维持此电压2min。然后测量绝缘电阻。g）降低电压到零，将绝缘测试仪的正负极短路使组件放电。h）拆去绝缘测试仪与组件的连线及正负极的短路线。4.3.5试验要求a）在4.3.4步骤c）中，无绝缘击穿或表面无破裂现象。b）对于面积小于0.1㎡的组件绝缘电阻不小于400MΩc）对于面积大于0.1㎡的组件，测试绝缘电阻乘以组件面积应不小于40MΩ·4.4温度系数的测量（MQT04）在IEC60891规定，从组件试验中测量其电流温度系数（α）、电压温度系数（β）、和峰值功率温度系数（）。如此测定的温度系数，仅在测试中所用的辐照度下有效：参见IEC60904-10对组件在不同辐照度下温度系数评价。注：根据IEC60904-10对于线性组件，温度系数在辐照度±30%范围内有效4.5电池标称工作温度的测量（NMOT）(MQT05)4.5.1导言光伏组件的功率取决于电池的温度。电池温度主要由环境温度，太阳辐照度，和风速。标称工作温度定义为在下列标准参考环境（SRE），敞开式支架安装情况下，太阳电池的平均平衡结温：-倾角：（37±5）°-总辐照度：8002/mW-环境温度：20℃-风速：1m/s-电负荷：组件在最大功率点测量电阻负荷大小或者电气设备的最大功率点跟踪注意：NMOT和前者NOCT相似除了电池标称工作温度的测量是在组件最大功率时测量而不是开路时。在最大功率条件下能量从组件上减少，因此相较于开路状态下较少的能量损失。因此NMOT比前者NOCT低几个数量级。NMOT可被系统设计用作组件在地面操作的温度标识，因此NMOT在比较不同组件设计性能表现方面，是一个非常有用的参数。但是，在某一特定时间实际操作温度受支架安装结构，与地面的距离，辐照度，风速，环境温度，天空温度和周围物体的反射辐射与发射辐射的影响。为准确预测组件性能，上述因素的影响应该考虑进去。有些情况下组件不是为敞开式支架安装设计的，这种情况，这种方法可能适用于在标准参考环境下（SRE）太阳电池的平均平衡结温，按照制造厂的规定进行组件支架安装。4.5.2原则此方法基于在一系列环境条件下包括SRE条件，收集实际组件测量温度数据。数据给出的方式，允许精确和重复地测定标称工作温度。太阳电池结温（JT）基本上是环境温度（ambT），平均风速（v）和入射到组件有效表面的太阳总辐照度（G）的函数。温度差（ambJTT）在很大程度上不依赖于环境温度，在4002/mW的辐照度以上，基本线性正比于辐照度。组件温度模拟公式：)/(10vuuGTTambJ系数0u代表辐照度的影响，1u代表风速影响NMOT中JT的数值决定了组件的公式，在上述公式中取ambT=20℃，辐照度G为8002/mW，风速v为1m/s4.5.3试验步骤NMOT数据计算需要要求使用的测试方法参考IEC61853-2（组件使用温度的方法）注：此项测试在4.8中可模拟室外的测试4.6标准测试条件和标称工作温度下的性能4.6.1目的在标准测试条件（10002/mW,电池温度：25℃，IEC60904-3的标准太阳光谱辐照度分布）和标称工作温度（辐照度8002/mW，环境温度20℃，参考IEC60904-3的标准太阳光谱辐照度分布）条件下，确定组件随负荷变化的电性能。在STC条件下测试方法写于组件铭牌信息内。4.6.2装置a）光源（自然光和符合IEC60904-9的BBA级或更优太阳模拟器）b）符合IEC60904-2的标准光伏器件。如果使用BBA级模拟器，标准光伏器件应为标准光伏组件，该组件采用与测试样品同样技术制造有相匹配的光谱响应并且有相同的尺寸大小。如果相匹配的标准器件如果不满足以下两点中的一点需要进行追踪：1）使用AAA级的模拟器2）组件的光谱响应依据IEC60904-8且模拟器的光谱分布需要测量，组件的数据修正参考IEC60904-7c）一个合适的支架使测试样品与标准器件在与入射光线垂直的相同平面d）一个监测测试样品与标准器件温度装置，要求温度测试准确度为±1℃，重复性为±0.5℃e）测量I-V曲线的装置参考IEC60904-1f）如果条件需要的情况下，改变样品温度的装置在NMOT条件下的温度定义参考4.54.6.3步骤4.6.3.1标准测试条件（MQT06.1）保持组件在（25±2）℃，用自然光或者符合IEC60904-9要求的BBA级或更优模拟器，根据IEC60904-1的规定在（1000±100）2/mW辐照度（适当的标准电池测定下），测量其电流-电压特性。组件在室外温度（25±2））℃可使用温度系数修正为25℃参考IEC60904系列和IEC608914.6.3.2标称工作温度