双面光伏组件技术规范详解及“领跑者”认证新要求-李海鹏

中国质量认证中心版权所有 http://www.cqc.com.cn/pv 双面光伏组件技术规范详解及 “领跑者”认证新要求 李海鹏 中国质量认证中心 2018年 11月 10日 中国质量认证中心版权所有 http://www.cqc.com.cn/pv 目 录 2 3 CQC1619-2018 《 双面光伏组件电流 - 电压特性测试方法 》 解读 双面光伏组件领跑者认证要求 1 双面光伏组件产业发展概况与研究背景 中国质量认证中心版权所有 http://www.cqc.com.cn/pv 双面光伏组件产业发展概况与研究背景 N-type or mono PERC,bif acial 7% N-type bifacial 11% N-type 1%Multi MWT 8% Multi PERC 7% mono PERC bifacial 34% mono PERC MWT 1% mono PERC 31% 第 3批 应用 “领跑者”基地技术 类型分布 数据来自 北极星电力 网、 华创 证券 P型 PERC+ 半片 17% P型 PERC+ 半片 +微 聚光 17% P型 PERC+ 叠片 +双 面 33% N型 PERT+MB B+双面 33% 第 3批 技术 “领跑者” 基地 技术 类型 分布 中国质量认证中心版权所有 http://www.cqc.com.cn/pv 双面光伏组件产业发展概况与研究背景 1960 H. Mori, “ Radiation energy transducing device” 增加 PN结电子数，提高转换 效率 1977 Lammert and Schwartz “ The interdigitated back contact solar cell” 1991 R. Hezelet “ similar improvements(50%-60%) for albedo-collecting modules built with MIS cells ” 10kW bifacial space arrays International Space Station10-20% increased power 2003“ development of bifacial PV modules for new applications of flat-plate modules” 2004“ Photovoltaic Science and Engineering Conf” …. 1980 50% more output power from an albedo-collecting flat panel using bifacial solar cells 中国质量认证中心版权所有 http://www.cqc.com.cn/pv 双面光伏组件产业发展概况与研究背景 美国国家能源部可再生能源实验室（ NREL） “ Analysis of Irradiance Models for Bifacial PV Modules ” June 2016 “ Evaluation and Field Assessment of Bifacial Photovoltaic Module Power Rating Methodologies ” June 2016“ Assessment of Bifacial Photovoltaic Module Power Rating Methodologies—Inside and Out ” MARCH 2017 “ Outdoor Field Performance from Bifacial Photovoltaic Modules and Systems ” September 2017 背面辐照强度来源、测量：太空散射、地面反射、其他临近物体反射、背面 直接辐射。 背面不均匀性影响因素：相邻组件的遮挡、不同的反射地面、安装高度。 性能测试影响因素：地面反射率、（安装方式：安装倾角、安装高度）、方 位角、临近组件的影响、组件自身透光率。 建立 模型 定义 对象 组件组 串阵列 确定 方法 得出 结论 中国质量认证中心版权所有 http://www.cqc.com.cn/pv 双面光伏组件产业发展概况与研究背景 IEC 60904- 1-2 ED1 （ CD） 报告 双面系数 补偿参数 参考器件 设备 光强 1200W/㎡ 辐照均匀 ＜ 5% 双面模拟 器 非反射背 景 双面组件 的 IV特性 双面系数 室内功率 测量 3种 Gri （ 100+20 0） 双面模拟 器 参考器件 光谱相应 参数 范围 任何双面 光伏器件 引用标准 术语定义 Φ Isc、 φVoc、 φ Pmax 总则 影响因子 不确定度 中国质量认证中心版权所有 http://www.cqc.com.cn/pv CQC1619-2018 《 双面光伏组件电流 -电压特性测试方法 》 解读 针对诸多瓶颈 多方攻坚 数次会议 终成 其稿 中国质量认证中心版权所有 http://www.cqc.com.cn/pv CQC1619-2018 《 双面光伏组件电流 -电压特性测试方法 》 解读 中国质量认证中心版权所有 http://www.cqc.com.cn/pv CQC1619-2018 《 双面光伏组件电流 -电压特性测试方法 》 解读 室内 IV特性 双面发电系 数： φPmax、 φIsc 反射辐照度 范围 测试环境条 件 模拟器、参 考电池的要 求 测试方法 （插值修 正） 室外 IV特性 环境条件 安装支架要 求（安装方 式） 环境参数的采 集（传感器的 放置、分布） 背板辐照均 匀性测量 测试方法 （插值修 正） 户外实证 试验场地及 环境要求 定义 6种不 典型气候条 件 不同安装方 式（系统结 构） 数据监管分 析 结果评定 电站现场验 证 双面系数 现场验证 功率现场验 证 报告要求 STC条件下 性能参数 双面发电系 数 反射补偿条 件 等效辐照度 下的特性 测试不确定 度 铭牌要求 测试条件 双面系数 GE,100辐照 度以及参数 Isc、 Voc、 Pmax容差 双面系数 公差 中国质量认证中心版权所有 http://www.cqc.com.cn/pv CQC1619-2018 《 双面光伏组件电流 -电压特性测试方法 》 解读 目 次 前 言 1 范围 2 规范性引用标准 3 术语和定义 4 测试条件 4.1 测试环境 4.2 测试设备 4.2.1 太阳模拟器 4.2.2 I-V测试设备 4. 2.3 温度测量设备 4. 2.4 标准器件 4. 2.5 非反射背景 4. 2.6 测试平台 4. 2.7 分光辐射计 5 相关参数 5.1 短路电流双面系数 5.2 峰值功率双面系数 5.3 等效辐照度 5.4 功率增益 6 电流 -电压特性测试步骤 6.1 双面系数测试 6.2 电流 -电压特性测试 7 测试报告要求 8 电流 -电压特性参数标示要求 附录 A 自然太阳光下双面组件电流 -电压特性测试方法 附录 B 自然太阳光下电站现场双面组件电流 -电压特性验证方法 附录 C 双面组件典型环境条件长期户外实证试验方法 中国质量认证中心版权所有 http://www.cqc.com.cn/pv CQC1619-2018 《 双面光伏组件电流 -电压特性测试方法 》 解读 短路电流双面系数 &峰值功率双面系数 双面光伏组件的正面和背面分别进行 I-V特性测试，背面短路电流与正面短路电流的比 值为短路电流双面系数 ，背面峰值功率与正面峰值功率的比值为峰值功率双面系数。 等效辐照度 功率增益 Pmax,GE,i—— 有效遮挡组件背面，等效辐照度 GE,i下测得的组件正面峰值功率。 中国质量认证中心版权所有 http://www.cqc.com.cn/pv CQC1619-2018 《 双面光伏组件电流 -电压特性测试方法 》 解读 A） 不同等效辐照度下 IV特性参数测试 根据组件背面辐照度的变化多样性，实验室室内测试条件下，我们定义 50 W·m-2、 100 W·m-2、 150 W·m-2和 200 W·m-2四个等级的背面辐照度，采用单面等效辐照度测 试方法，测试得到不同等效辐照度下双面光伏组件的 Isc、 Voc、 Pmax、 Imp、 Vmp、 FF、 η、 Gpmax。 中国质量认证中心版权所有 http://www.cqc.com.cn/pv CQC1619-2018 《 双面光伏组件电流 -电压特性测试方法 》 解读 B）测试报告要求 中国质量认证中心版权所有 http://www.cqc.com.cn/pv CQC1619-2018 《 双面光伏组件电流 -电压特性测试方法 》 解读 C） 双面参数标示要求 经过长时间调研和测试，组件在实际地面安装情况下，其背面辐照度均匀性 受到多种因素影响，背面平均辐照等级接近 100 W·m-2。标准提出了双面光伏组件的铭 牌标志或产品说明书宜同时标示标准测试条件（ STC）下和 G,E100辐照条件下的 I-V特性 参数的要求，其中等效辐照条件下的具体要求为： a) 测试条件： AM1.5，温度 25℃ ， GE、 100。 b) 双面系数 φ 。 c) 等效辐照度 GE,100下的 I-V特性参数。 d) Voc和 Isc公差。 e) Pmax公差。 f) 双面系数公差（ %） 为表征生产厂双面组件制造环节的稳定性，在标准中引入 双面系数 公差。其 中，双面系数测试偏差可能较小，建议其公差以百分比形式表示。 中国质量认证中心版权所有 http://www.cqc.com.cn/pv CQC1619-2018 《 双面光伏组件电流 -电压特性测试方法 》 解读 D） 自然太阳光条件下 及户外实证 测试方案 标准中附录 A：规定了双面光伏组件在自然太阳光条件下功率 标定 的要求以及实验 步骤。在进行双面组件电流 -电压特性测试之前，首先测试组件背面辐照度的均匀性，以 确保背面辐照度的不均匀性低于 10%。 中国质量认证中心版权所有 http://www.cqc.com.cn/pv CQC1619-2018 《 双面光伏组件电流 -电压特性测试方法 》 解读 标准中附录 B：双面组件由于其发电结构的特殊性，为电站现场验收测试增加了相 当大的难度。如何寻求一种快捷高效的测试方法是各业主单位与各运营承包商包括各实 验室间的难点。本标准规定了双面光伏组件电站现场验证方法。其步骤简单易操作，又 不失准确性。 验证步骤： a)直接遮挡组件背面，监测组件正面辐照度以及组件温度，用 I-V测试装置进行组件电 流 -电压特性测量。 b)依照 IEC 60891，将测得的电流 -电压特性修正到 STC以及等效辐照度 G,E100和标准温度 条件。 中国质量认证中心版权所有 http://www.cqc.com.cn/pv CQC1619-2018 《 双面光伏组件电流 -电压特性测试方法 》 解读 标准中附录 C：双面组件的现场发电性能受到众多因素的影响，如何真实的评估 双面组件的户外发电性能与能量增益，一直是各方同仁比较关注的问题。本标准附录中 给出双面组件典型环境下长期户外实证试验的推荐方法。 标准从实验场地、环境要求和 组件安装方式等对不同的气候条件下实证测试要求予以定义。 其中典型气候条件覆盖湿 热、亚湿热、干热、高原、寒冷、荒漠、暖温等类型。 中国质量认证中心版权所有 http://www.cqc.com.cn/pv 双面光伏组件领跑者认证要求 2018.6.12 CQC1619-2018 双面光伏组件电流 -电压 特性测试方法 2018.7.16 CQC33-407660-2017 光伏发电产品“领跑者”认 证计划通则 2018.7.16 CQC33-471545-2018 地面用光伏组件“领 跑者”认证规则 产品名称 业务代码 认证规则 依据标准 双面光伏 组件 024201 •《 CQC33-471545-2018 地 面用光伏组件“领跑者” 认证 规则 •CQC33-407660-2017 光伏 发电产品“领跑者”认证 计划通则 》 •（ CQC3309-2014） CNCA/CTS 0009-2014《光伏组件转换效率 测试和评定方法》 •CQC1619-2018《双面光伏组件 电流 -电压特性测试方法 》 •CQC3325-2016《 地面用晶体硅 双玻组件性能评价技术规范 》 中国质量认证中心版权所有 http://www.cqc.com.cn/pv 双面光伏组件领跑者认证要求 CQC33-407660-2017《 光伏发电产品“领跑者”认证计划通则 》 2018年 7月 16日第 3次换版，主要变化如下： 地面用光伏组件“领跑者”认证要求中增加依据标准 CQC1619-2018《 双面光伏组件电 流 -电压特性测试方法 》 双面光伏组件按照 《 双面光伏组件“领跑者”发电效率等级评定原则 》 进行评 级，颁发相应的等级证书并附转换效率等级标识。 注：组件转换效率的确定是等效辐照度 G,E100下的光伏组件最大输出功率与照射在该组件 上的太阳光功率（ 1000W/m2乘以包含 组件边框在内的面积 ）的比值 。 效率等级 单晶电池组件 多晶电池组件 1级 20.5%以上（含） 19.5%以上（含） 2级 19.5%以上（含） 18.4%以上（含） 3级 18.2%以上（含） 17.3%以上（含） 中国质量认证中心版权所有 http://www.cqc.com.cn/pv 双面光伏组件领跑者认证要求 基本信息 转换效率标识 数据结果 组件信息 标识抬头 等效辐照度 G,E100下 的综合转换效率 % 等效辐照度 G,E100下 的功率增益 % 双面系数 中国质量认证中心版权所有 http://www.cqc.com.cn/pv 双面光伏组件领跑者认证要求 CQC33-471545-2018《 地面用光伏组件“领跑者”认证规则 》 本规则代替 CQC33-471545-2017，主要变化如下： 1.依据标准增加 CQC1619-2018《 双面光伏组件电流 -电压特性测试方法 》 ； 2.依据标准编号 CNCA/CTS 0009-2014 修订为 CQC3309-2014； 3.适用范围增加了“双面光伏组件不同应用环境条件下的发电效率评级及性能认 证”； 4.增加了双面光伏组件“领跑者”发电效率等级评定原则。 中国质量认证中心版权所有 http://www.cqc.com.cn/pv 双面光伏组件领跑者认证要求 效率“领跑者”认证要求 一、认证模式 认证模式为：产品型式试验。 认证的基本环节包括： a. 认证的申请 b. 产品型式试验 c. 认证结果评价与批准 二、送样要求 CQC按照申请型号选取测试样品，同一认证单元至少选取 3个 样品。 三、型式试验 （ CQC3309-2014） CNCA/CTS 0009-2014 《 光伏组件转换效率测试和评定方法 》 CQC1619-2018《 双面光伏组件电流 -电压特性测试方法 》 四、型式试验时限： 15个工作日 中国质量认证中心版权所有 http://www.cqc.com.cn/pv 双面光伏组件领跑者认证要求 序号 试验项目 试验方法及要求 备注 1 光预处理 /光老练 CQC 3309-2014 （ CNCA/CTS 0009-2014） 双面光伏组件正面 发电效率测试 2 标称工作温度条件下的性能 3 低辐照度下的性能 4 高温度条件下的性能 5 低温度条件下的性能 6 标准条件下的性能 7 双面系数测试 CQC1619-2018 双面组件综合效率 和功率增益测试8 等效 辐照度 GE,50下 的性能 9 等效 辐照度 GE,100下 的性能 10 等效 辐照度 GE,150下 的性能 11 等效 辐照度 GE,200下 的性能 五、型式试验项目 中国质量认证中心版权所有 http://www.cqc.com.cn/pv 双面光伏组件领跑者认证要求 六、型式试验流程 3块组件 预处理： IEC61215条款 预处理 标准测试条件下 的性 能 标称工作温度条件下 的性能 低辐照度条件下 的 性能 高温度条件下的性能 低温度条件下的性能 双面系数 等效辐照度 GE,50下的性能 试验 等效辐照度 GE,100下的性能 试验 等效辐照度 GE,150下的性能 试验 等效辐照度 GE,200下的性能 试验 中国质量认证中心版权所有 http://www.cqc.com.cn/pv 双面光伏组件领跑者认证要求 七、证书 1、电气参数表 组件 型号 标识 条件 Voc [V] Vmp [V] Isc [A] Imp [A] Pmax [W] 最大系 统电压 [V] 额定电 流 [A] XXX STCGE,100 2、实测电性能参数矩阵（ 1） 正面性能测试条件 辐照（ W/m2） 温度 （ ℃） Pmax（ W） na (%) 标准测试条件 （ STC） 1000 25 （ 电池 ） 电池正常工作温度 （ NOCT） 条件 800 20 （ 环境 ） 低辐照度条件 （ LIC） 200 25 （ 电池 ） 高辐照度条件 （ HTC） 1000 75 （ 电池 ） 低温度条件 （ LTC） 500 15 （ 电池 ） 中国质量认证中心版权所有 http://www.cqc.com.cn/pv 双面光伏组件领跑者认证要求 双面综合性能参数 Pmax（ W） na(%) Gpmax(%) φ (%) 等效辐照度 GE,50下的性能 等效辐照度 GE,100下的性能 等效辐照度 GE,150下的性能 等效辐照度 GE,200下的性能 2、实测电性能参数矩阵（ 2） 中国质量认证中心版权所有 http://www.cqc.com.cn/pv 双面光伏组件领跑者认证要求 4、与输出功率有直接影响的关键件清单 序号 部件名称 使用位置 材料、型号、规 格 制造商或生产厂 1 电池片 / 2 涂锡铜带 焊带（主栅连接） 汇流带（各串连接和引出线） 主栅焊接方式 3 封装材料 电池与玻璃间电池与背板间 4 正面材料 组件正面 5 背面材料 组件背面 3、技术类型 电池技术 组件技术 / / 中国质量认证中心版权所有 http://www.cqc.com.cn/pv 双面光伏组件领跑者认证要求 性能“领跑者”认证要求 一、认证模式 认证模式为：产品型式试验。 认证的基本环节包括： a. 认证的申请 b. 产品型式试验 c. 认证结果评价与批准 二、送样要求 性能领跑者认证时原则上主测单元代表性型号送 17个 样品，若氨气试验和盐雾试验不选 作， TC200 和 DH1000 采用报告核查的方式，则减少 8块样品，最终送 9块样品。若效率 认证中的送样型号和性能认证时相同，则不用重复送样。 三、型式试验： CQC3325-2016《 地面用晶体硅双玻组件性能评价技术规范 》 四、型式试验时限： 35个工作日 中国质量认证中心版权所有 http://www.cqc.com.cn/pv 双面光伏组件领跑者认证要求 五、基本试验要求 序号 试验项目 试验条件 1 8.1 外观检查 详见 8.1 2 8.2 电致发光试验 详见 8.2 3 8.3 STC 下的性能 详见 8.3 4 8.4 绝缘耐压试验 详见 8.4 5 8.5 湿漏电试验 详见 8.5 6 8.6 PID 试验 在 85℃ ， 85%相对湿度下 96h 系统电压测试 7 8.7 紫外试验 60℃, 15kWh/m2 8 8.8 动态载荷试验 +/-1000pa, 1000 循环，参照 IEC TS 62782:2016 9 8.9 热循环试验 50 次 从 -40℃ 到 85℃50 次 10 8.10 湿 -冷试验 在 85℃ ， 85%相对湿度到 -40℃10 次 中国质量认证中心版权所有 http://www.cqc.com.cn/pv 双面光伏组件领跑者认证要求 六、 特定应用环境补充试验要求 序号 应用环境类型 试验项目 试验条件 1 湿热地区 8.11 湿 -热试验 在 85℃ ， 85%相对湿度下 1000h 2 干热地区 8.9 热循环试验 200次 从 -40℃ 到 85℃ 200 次 3 高辐照地区 8.12 强紫外试 验 80℃, 15kWh/m2 4 农场附近地区 8.13 氨腐蚀试 验 参考 IEC 62716 5 重盐害地区 8.14 盐雾试验 海边距离小于 500m应用环境参考 IEC 61701 中 level 1 水平。其他具体 应用环境可参照附录 B中图 B2，选 择 IEC61701 中其他 level水平进行 6 大风及强降雪 地区 8.8 动态载荷测 试 +/-1440pa, 1000 循环，参照 IEC TS 62782:2016 7 湿热、 地区 亚 湿热 水上光伏系统 8.6 PID 试验 在 85℃ ， 85%相对湿度下 192h 以上系统电压测试