圖2: (a) 照片顯示了在Fraunhofer ISE屋頂上的太陽(yáng)光追蹤裝置安裝了Flatcon CPV模塊,該CPV模塊在室外條件下進(jìn)行了一年多的測(cè)量。 (b) 測(cè)量得到的CPV模塊轉(zhuǎn)換效率的分布,測(cè)量獲得了10,000多條IV曲線。
對(duì)PV模塊的測(cè)量評(píng)級(jí)必須要符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于CPV而言,其標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量條件是2013年公布的IEC 62670-1規(guī)范。這個(gè)文件包含有兩種類型的標(biāo)準(zhǔn)條件:聚光型標(biāo)準(zhǔn)工作條件(CSOC)和聚光型標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件(CSTC)。表1總結(jié)了與直接垂直輻射(DNI)、溫度、風(fēng)速和太陽(yáng)光頻譜分布等相關(guān)的要求。
CSTC條件是在實(shí)驗(yàn)室控制條件下對(duì)CPV模塊(以及CPV電池)進(jìn)行室內(nèi)測(cè)量的相關(guān)條件,而CSOC則與CPV模塊進(jìn)行室外測(cè)量的有關(guān)條件。因而對(duì)于CSTC而言,定義風(fēng)速是沒有意義的,因?yàn)轱L(fēng)速主要是對(duì)溫度穩(wěn)定在25℃的PV電池會(huì)有測(cè)量影響。
表1:IEC 62670-1所規(guī)定的CPV標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件
盡管已經(jīng)有了CPV器件測(cè)量評(píng)級(jí)條件的規(guī)范,但是對(duì)于IEC 62670-1的文件方面還有大量的工作需要開展。為了能在這些條件下進(jìn)行實(shí)際的評(píng)級(jí)測(cè)量程序,當(dāng)前的工作還涉及到對(duì)其的定義問題。國(guó)際電工委員會(huì)的第82技術(shù)委員會(huì)第7工作組(IEC TC82 WG7)正在進(jìn)行討論,其中我們與CPV行業(yè)以及其它研究機(jī)構(gòu)的同事一起合作來(lái)開發(fā)對(duì)于CPV的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。IEC TC82 WG7現(xiàn)在正在起草IEC 62670-3標(biāo)準(zhǔn),它將會(huì)更新CPV評(píng)級(jí)測(cè)量的程序。
對(duì)我們的模塊測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選后就可以確定CSOC條件下的模塊轉(zhuǎn)換效率,這樣可以比較容易地排除掉環(huán)境溫度、風(fēng)速和DNI的影響,因?yàn)檫@些參數(shù)都與測(cè)量的結(jié)果直接相關(guān)。更為復(fù)雜的是要考慮到太陽(yáng)光照射在模塊上時(shí)會(huì)在光譜分布上產(chǎn)生變化。然而,通過(guò)使用我們的“黑色光子(Black Photon)”系統(tǒng)中的單元電池的測(cè)量可以解決這一問題。通過(guò)吸收不同波長(zhǎng)范圍的光,三個(gè)電池中的每一個(gè)子電池都能夠產(chǎn)生電流,因此其電流強(qiáng)度就可以用來(lái)表征太陽(yáng)光在不同波長(zhǎng)范圍中的相對(duì)強(qiáng)度。