我国光伏计量校准/检测技术发展方向调查研究

       内容提示：我国光伏计量校准/检测技术发展方向：1 应根据光伏产品在自然阳光下使用的特点研究光伏计量校准/检测技术。2 研究校准太阳模拟器主要量值的方法和装置。3 研究光谱响应、光谱匹配的校准/检测技术。4 研究光伏计量校准/检测过程的测量条件监控、修正技术和光伏电站运行设备的校准/检测技术等等。

       我国是全世界光伏产品第一大生产国，我省也有较大的产业规模和优势。福建省计量科学研究院筹建光伏计量校准/检测项目，与台湾计量工程学会合作研究太阳模拟器校准方法、研制校准装置，并且研究光伏产业计量现状和发展方向，相信光伏计量的发展具有美好的前景。

       1 应根据光伏产品在自然阳光下使用的特点研究光伏计量校准/检测技术

       太阳能电池/组件是在自然阳光照射下产生电能，而制造过程是采用太阳模拟器照射、得到光电转换效率、最大功率等重要量值的测量结果。

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       这些测量结果都应当接近于在符合国际标准定义的自然阳光下的测量结果。《IEC 60904.4-2009》已经规定世界辐射测量基准(WRR)是在自然阳光下测量定值、作为国际公认的一级标准，并且用自然阳光比对测量法给二级标准定值，往下层次的一级、二级参考装置的校准，自然阳光法都作为推荐的方法。欧洲分布式能源实验室（DERlab）即将发布标准规定太阳能光伏组件在外部实验室条件下进行能量等级评定的程序，规定用在不同气候和不同地点特殊位置的测量结果评定太阳能组件的能量等级。这些国际标准对光伏量值传递和产品检验将产生重大影响。

       计量技术机构研究光伏计量的量值传递，应当根据光伏产品在自然阳光下实际使用的特点和国际标准的发展趋势研究光伏计量校准/检测技术，应能准确计量自然阳光的量值，包括辐射能谱分布、光谱辐照度、直接辐射、全辐射、漫辐射、辐射角度，以及辐射环境的温度、湿度等等，为准确计量太阳能电池/组件和参考太阳能装置的各种量值奠定基础。

       2 研究校准太阳模拟器主要量值的方法和装置

       太阳模拟器是光伏产业科研、产品试制和生产中必不可少的复现光辐射量值的计量标准设备，对其校准/检测的主要量值有辐照度、光谱匹配度、辐照不均匀性和辐照不稳定性。用于校准/检测的方法和计量标准装置应能保证所复现的量值接近于国际标准定义的自然阳光的量值，校准结果的扩展不确定度应当适用于判定太阳模拟器是否符合IEC标准规定的A级水平。

       3 研究光谱响应、光谱匹配的校准/检测技术

       无论是晶体硅电池还是薄膜电池、染料敏化电池，或是其它材料制作的太阳能电池，它们在光伏转换中利用的光谱段不同，光谱响应不同。

       然而，辐照光源的光谱匹配对光谱响应有非常直接的重要联系。不但是太阳模拟器，即使是自然阳光，还由于我国幅员辽阔、各地自然条件和环境条件的不同，各地自然阳光的光谱分布有较大差别。因此，我们应当研究光谱匹配、光谱响应的测量方法和使用的标准装置，应当具备测量绝对光谱辐照度和相对光谱辐照度的测量设备，应当具备对单色仪、对不同材料制作的标准太阳能电池/组件进行校准/检测的能力。

       4 研究光伏计量校准/检测过程的测量条件监控、修正技术和光伏电站运行设备的校准/检测技术等等

       光伏计量校准/检测过程的环境温度、标准装置的温度、被校准光伏器件的温度、光谱辐照度等等都可能偏离标准条件的要求，对测量结果将产生不可忽视的影响，应当具备相应的监控装置，并且研究对测量结果修正的技术。

       光伏电站包括独立电站和并网电站，它们的运行安全和电能质量、电能计量使用的大量检测设备，有待于我们进一步认识，探讨计量校准/检测方法和标准装置。