河北省地方計(jì)量技術(shù)規(guī)范

JJF(冀)××—××××

光伏電池型太陽輻照度測試儀

校準(zhǔn)規(guī)范

CalibrationSpecificationforPhotovoltaicSolar

IrradianceMeters

（報(bào)批稿）

××××—××—××發(fā)布××××—××—××實(shí)施

河北省市場監(jiān)督管理局發(fā)布

JJF(冀)××××—××××

光伏電池型太陽輻照度測試儀校準(zhǔn)規(guī)范

1范圍

本規(guī)范適用于光伏電池型太陽輻照度測試儀的校準(zhǔn)。

2引用文件

JJG458總輻射表檢定規(guī)程

JJF1615太陽模擬器校準(zhǔn)規(guī)范

GB/T6495.2光伏器件第2部分:標(biāo)準(zhǔn)太陽電池要求

GB/T6495.4晶體硅光伏器件的I-V實(shí)測特性的度和輻照度修正方法

IEC60891光伏器件.測定I-V特性的溫度和輻照度校正方法用程序

IEC60904-2光伏器件第2部分：光伏參考器件要求

使用本規(guī)范時(shí)，引用文件的最新版本（包括所有的修改草案）適用于本規(guī)范。

3概述

光伏電池型太陽輻照度測試儀（以下簡稱輻照度測試儀）常用于光伏電站、

太陽模擬器生產(chǎn)企業(yè)、光伏產(chǎn)品測試實(shí)驗(yàn)室等場合，以測量自然光或模擬陽光的

輻照度。主要由：光輻射采集器（光伏電池）、光電轉(zhuǎn)換器、信號輸出與處理電

路、顯示裝置組成。一般可分為直接讀數(shù)式（直接讀取太陽輻照度值）和間接讀

數(shù)式（需要配套使用數(shù)字電壓表或數(shù)據(jù)采集卡采集電壓、電流等信號通過計(jì)算得

到太陽輻照度值）。

太陽光光輻射采光電轉(zhuǎn)信號輸出與數(shù)據(jù)

模擬太陽光集器換器處理顯示

圖1光伏電池型太陽輻照度儀工作原理示意圖

4計(jì)量特性

4.1輻照度相對示值誤差：±5%

4.2輻照度年穩(wěn)定性:±3%

4.3溫度偏差:±0.2℃

5校準(zhǔn)條件

5.1環(huán)境條件

表1室內(nèi)法與戶外法校準(zhǔn)條件

1

JJF(冀)××××—××××

室內(nèi)法戶外法

溫度(25±2)℃(20±15)℃

相對濕度≤80%≤80%

總輻照度1000W·m-2不小于500W·m-2

環(huán)境實(shí)驗(yàn)室應(yīng)為暗室，無雜散光影響天空晴朗，環(huán)境空曠，感應(yīng)面上無遮擋物

5.2測量標(biāo)準(zhǔn)及其他設(shè)備

5.2.1標(biāo)準(zhǔn)輻照度測試儀

相對擴(kuò)展不確定度優(yōu)于2.2%,k=2。

5.2.2電測儀表

相對擴(kuò)展不確定度優(yōu)于0.02%,k=2。,分辨率為1μV的數(shù)字多用表或數(shù)據(jù)采

集卡。

5.2.3太陽模擬器

3A級穩(wěn)態(tài)太陽模擬器光源。

5.2.4環(huán)境試驗(yàn)箱

測量范圍（-35～80）℃，溫度波動(dòng)度為±0.5℃。

5.2.5太陽跟蹤儀

跟蹤儀最大允許誤差為±0.2°。

5.2.6標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)

測量范圍：（-30～70）℃，溫度最大允許誤差為±0.1℃。

6校準(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)方法

6.1校準(zhǔn)項(xiàng)目

a)輻照度相對示值誤差。

b)輻照度年穩(wěn)定性。

c)溫度偏差。

6.2校準(zhǔn)方法

6.2.1校準(zhǔn)前準(zhǔn)備

將被校輻照度測試儀與電測儀表（數(shù)字多用表或數(shù)據(jù)采集卡）連接，檢查儀

器輸出值的正負(fù)極性、信號大小和穩(wěn)定性。清除標(biāo)準(zhǔn)輻照度測試儀和被校輻照度

測試儀玻璃表面灰塵。校準(zhǔn)前，輻照度測試儀恒溫時(shí)間1h以上。

2

JJF(冀)××××—××××

6.2.2輻照度相對示值誤差

6.2.2.1室內(nèi)法

打開測量儀表和太陽模擬器，調(diào)節(jié)光源強(qiáng)度，使照射到標(biāo)準(zhǔn)輻照度儀感應(yīng)面

上的輻照度達(dá)到規(guī)定要求。將標(biāo)準(zhǔn)輻照度測試儀測試面垂直于入射光放置在太陽

模擬器下，調(diào)整太陽模擬器的輻照度值，獲得1000W·m-2的標(biāo)準(zhǔn)輻照度，在該輻

照度下分別記錄10次讀數(shù)，取其平均值作為標(biāo)準(zhǔn)輻照度值。

將被校輻照度測試儀換上測試平臺，放置的位置和測試面高度與標(biāo)準(zhǔn)輻照度

測試儀相同。調(diào)整測試面垂直于入射光。測量10次，取其平均值作為被校準(zhǔn)輻

照度測試儀的輻照度測量值。按照以上步驟根據(jù)實(shí)際需要測試不同檔位下的輻照

度示值。

按公式（1）計(jì)算輻照度相對示值誤差r室內(nèi)法。

r室內(nèi)法=（?-?0）/?0×100%(1)

式中：

?—被校輻照度測試儀的輻照度示值平均值，W·m-2；

-2

?0—標(biāo)準(zhǔn)輻照度測試儀測得的輻照度值平均值，W·m。

6.2.2.2戶外法

將被校輻照度測試儀放在太陽跟蹤儀平臺上，測試面保持同一高度。標(biāo)準(zhǔn)輻

照度測試儀、被校輻照度測試儀及電測儀表預(yù)熱30分鐘，讀取標(biāo)準(zhǔn)輻照度測試

儀輻照度值及被校輻照度測試儀的輻照度示值。用標(biāo)準(zhǔn)輻照度測試儀和被校輻照

度測試儀同時(shí)進(jìn)行太陽總輻照度的測量，每次測量時(shí)間間隔不小于10min，記錄

10組數(shù)據(jù)，計(jì)算平均值。

將采集到的標(biāo)準(zhǔn)輻照度測試儀的輻照度值，與被校輻照度測試儀的輻照度示

值進(jìn)行比較，根據(jù)公式（2）計(jì)算被校輻照度測試儀的相對示值誤差r戶外法：

r戶外法=（?—?0）/?0×100%(2)

式中：

?—被校輻照度測試儀的輻照度示值平均值，W·m-2；

-2

?0—標(biāo)準(zhǔn)輻照度測試儀測得的輻照度值平均值，W·m。

6.2.3輻照度年穩(wěn)定性

3

JJF(冀)××××—××××

在1000W·m-2標(biāo)準(zhǔn)輻照度下，被校輻照度測試儀上年度輻照度示值與輻照度

實(shí)測值代入公式（3）：

δk=(1-W2/W1)×100%(3)

式中：

-2

W1—被校輻照度測試儀的上年度輻照度示值，W·m；

-2

W2—被校輻射照度測試儀輻照度實(shí)測值，W·m。

計(jì)算得出年穩(wěn)定性。輻照度年穩(wěn)定性僅適用于室內(nèi)法。

6.2.4溫度偏差

校準(zhǔn)溫度點(diǎn)分別為-30℃、-15℃、0℃、25℃、40℃、60℃。將被校輻照度

測試儀放置在環(huán)境試驗(yàn)箱內(nèi)，由低到高調(diào)節(jié)箱內(nèi)溫度至測量點(diǎn)并穩(wěn)定30分鐘以

上，讀取標(biāo)準(zhǔn)溫度傳感器的溫度示值和被校輻照度測試儀的溫度示值各三次（每

隔2分鐘讀數(shù)一次），分別取平均值作為測量值，按公式（4）計(jì)算溫度偏差：

△T=T-T0(4)

式中：

T—輻照度測試儀內(nèi)置溫度傳感器指示值，℃；

T0—標(biāo)準(zhǔn)溫度傳感器測得的溫度示值，℃。

計(jì)算溫度偏差。設(shè)定其他溫度點(diǎn)重復(fù)上述步驟。

7校準(zhǔn)結(jié)果表達(dá)

校準(zhǔn)結(jié)果應(yīng)在校準(zhǔn)證書中反應(yīng)。校準(zhǔn)證書內(nèi)頁格式見附錄B，校準(zhǔn)證書應(yīng)至

少包含以下信息內(nèi)容：

a)標(biāo)題：“校準(zhǔn)證書”；

b)實(shí)驗(yàn)室名稱和地址；

c)進(jìn)行校準(zhǔn)的地點(diǎn)（如果與實(shí)驗(yàn)室的地址不同）；

d)證書的唯一性標(biāo)識（如編號），每頁及總頁數(shù)的標(biāo)識；

e)客戶的名稱以及地址；

f)被校準(zhǔn)對象的描述和明確標(biāo)識；

g）進(jìn)行校準(zhǔn)的日期，如果與校準(zhǔn)結(jié)果的有效性和應(yīng)用有關(guān)時(shí)，應(yīng)說明被校

準(zhǔn)對象的接收日期；

h)校準(zhǔn)所依據(jù)的技術(shù)規(guī)范的標(biāo)識，包括名稱及代號；

4

JJF(冀)××××—××××

i)本次校準(zhǔn)所用測量標(biāo)準(zhǔn)的溯源性及有效性說明；

j)校準(zhǔn)環(huán)境的描述；

k)校準(zhǔn)結(jié)果及其測量不確定度的說明；

1)對校準(zhǔn)規(guī)范的偏離的說明；

m）校準(zhǔn)證書或校準(zhǔn)報(bào)告簽發(fā)人的簽名、職務(wù)或等效標(biāo)識以及簽發(fā)日期；

n)校準(zhǔn)結(jié)果僅對被校準(zhǔn)對象的有效性聲明；

o)未經(jīng)實(shí)驗(yàn)室書面批準(zhǔn)，不得部分復(fù)制證書的聲明。

8復(fù)校時(shí)間間隔

復(fù)校時(shí)間間隔建議不超過1年，更換重要部件（特別是受光面）、維修或?qū)?/p>

儀器性能有懷疑時(shí)，應(yīng)隨時(shí)校準(zhǔn)。

5

JJF(冀)××××—××××

附錄A

光伏電池型太陽輻照度測試儀原始記錄格式推薦

原始記錄編號證書編號

送校單位校準(zhǔn)地點(diǎn)

儀器名稱型號/規(guī)格

制造廠出廠編號

校準(zhǔn)依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)器具型號

標(biāo)準(zhǔn)器證書號有效期至

標(biāo)準(zhǔn)器編號上級溯源機(jī)構(gòu)

環(huán)境條件溫度：℃濕度：%RH

一、輻照度相對示值誤差：單位：W·m-2

序標(biāo)準(zhǔn)輻照度測試被校輻照度測試序標(biāo)準(zhǔn)輻照度測試被校輻照度測試

號儀示值儀示值號儀示值儀示值

16

27

38

49

510

標(biāo)準(zhǔn)輻照度測試儀示值平均值：輻照度相對示值誤差：

被校輻照度測試儀示值平均值：

二、輻照度年穩(wěn)定性：

被校輻照度測試儀上年度輻照度示值：W·m-2

被校輻照度測試儀本次校準(zhǔn)輻照度示值：W·m-2

年穩(wěn)定性：%

三、溫度偏差：單位：℃

校準(zhǔn)點(diǎn)溫度被校輻照度測試儀示溫度

標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)示值℃平均值℃平均值℃

設(shè)定值℃值℃偏差℃

6

JJF(冀)××××—××××

-30

-15

0

25

40

60

輻照度相對示值誤差測量結(jié)果的不確定度：

溫度偏差測量結(jié)果的不確定度：

校準(zhǔn)員：核驗(yàn)員：校準(zhǔn)日期：年月

日

7

JJF(冀)××××—××××

附錄B

校準(zhǔn)證書內(nèi)頁格式

一、輻照度相對示值誤差：

二、輻照度年穩(wěn)定性：

三、溫度偏差：

輻照度相對示值誤差測量結(jié)果的不確定度：

溫度偏差測量結(jié)果的不確定度：

8

JJF(冀)××××—××××

附錄C

光伏電池型太陽輻照度測試儀輻照度相對示值誤差

測量結(jié)果不確定度評定示例

C.1概述

C.1.1測量依據(jù)：《光伏電池型太陽輻照度測試儀校準(zhǔn)規(guī)范》

C.1.2測量環(huán)境條件：環(huán)境溫度(25±2)℃，環(huán)境相對濕度≤80%。

C.1.3測量用標(biāo)準(zhǔn)器：標(biāo)準(zhǔn)輻照度測試儀（太陽能標(biāo)準(zhǔn)電池）、3A級太陽模擬器。

C.1.4測量對象：光伏電池型太陽輻照度測試儀(以室內(nèi)法為例)。

C.2數(shù)學(xué)模型

C.2.1建立數(shù)學(xué)模型：

太陽輻照度相對示值誤差計(jì)算公式：

r=(W-W0)/W0×100%（1）

式中：

r—太陽輻照度相對示值誤差；

W—被校太陽輻照度測試儀的測量值，W·m-2；

-2

W0—標(biāo)準(zhǔn)太陽輻照度測試儀的測量值，W·m。

C.2.2靈敏系數(shù)：

c1=?r/?W=1，c2=-?r/?W0=1

C.3標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定

C.3.1被校輻照度測試儀輻照度測量重復(fù)性引入的不確定度u1(r)評定

用被校輻照度測試儀測量3A模擬器的設(shè)定光源，得到10次測量數(shù)據(jù)如下：

表C1被校輻照度測試儀輻照度測量重復(fù)性引入的不確定度分量

次數(shù)總輻射照度（W·m-2）

11002.4

2991.6

9

JJF(冀)××××—××××

3999.1

4991.2

5986.3

61002.6

7991.5

8994.7

9998.3

101001.8

平均值996.0

則單次測量結(jié)果的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差為：

-2

s1(r)=5.691W·m

測量時(shí)采用10次測量數(shù)據(jù)的平均值作為測量結(jié)果，因此，由重復(fù)性引入的

標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u1(r)為：

-2

u1(r)=5.691/10=1.80W·m

C.3.2標(biāo)準(zhǔn)輻照度測試儀溯源引入的不確定度u2(r)評定

標(biāo)準(zhǔn)輻照度測試儀（太陽能標(biāo)準(zhǔn)電池）輻照度上級校準(zhǔn)證書中校準(zhǔn)結(jié)果

的相對擴(kuò)展不確定度為Urel=2.1%(k=2)，則相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為

2.1%/2=1.05%，

-2-2

u2(r)=1.05%×1000W·m=10.5W·m

C.3.3太陽模擬器光源光譜失配引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u3(r)的評定

太陽模擬器光譜輻照度分布也與AM1.5G標(biāo)準(zhǔn)太陽光譜有差異，而標(biāo)準(zhǔn)輻照

度測試儀的電壓信號與太陽模擬器光譜失配有一定的關(guān)聯(lián)，光譜失配因子引起的

電壓信號的相對擴(kuò)展不確定度估算為，Urel=1.0%(k=2）。針對目前被測的輻照度

測試儀，由于光譜失配引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u3(r)為：

-2

u3(r)=Urel/k×996.0=4.98W·m

C.3.4數(shù)字萬用表測量電壓信號引入的不確定度的u4(r)評定

數(shù)字萬用表測量電壓信號引入的不確定度分量根據(jù)數(shù)字萬用表的溯源證書，

采集通道在10V檔不確定度估算為0.002%,按均勻分布考慮，取k=3，則：

-2

u4(r)=Urel/k×996.0=0.02W·m

10

JJF(冀)××××—××××

C.3.5標(biāo)準(zhǔn)輻照度測試儀溫度誤差引入的不確定度u5(r)的評定

由溫度引入的誤差估算為Urel=0.5%，按均勻分布考慮，取k=3，則：

-2

u5(r)=Urel/k×996.0=2.88W·m

C.3.6標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量一覽表

表C3標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量計(jì)算列表

分量不確定度來源數(shù)值（W·m-2）

被校輻照度測試儀輻照度測量重復(fù)性引入

u1(r)1.80

的不確定度

u2(r)標(biāo)準(zhǔn)輻照度測試儀溯源引入的不確定度10.5

太陽模擬器光源光譜失配引入的標(biāo)準(zhǔn)不確

u3(r)4.98

定度

u4(r)數(shù)字萬用表測量電壓信號引入的不確定度0.02

標(biāo)準(zhǔn)輻射照度測試儀溫度誤差引入的不確

u5(r)2.88

定度

C.3.7合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度計(jì)算

由于各影響量彼此獨(dú)立不相關(guān)，因此合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

-2

uc=12.11W·m

C.3.8擴(kuò)展不確定度

取k=2，輻照度校準(zhǔn)測量結(jié)果的擴(kuò)展不確定度為：

-2

U=uc×k=12.11×2=24.22W·m(k=2)

C.3.9相對擴(kuò)展不確定度:

Urel=2.5%(k=2)

11

JJF(冀)××××—××××

附錄D

光伏電池型太陽輻照度測試儀溫度偏差測量結(jié)果

不確定度評定示例

D.1概述

D.1.1測量依據(jù)：《光伏電池型太陽輻照度測試儀校準(zhǔn)規(guī)范》

D.1.2測量環(huán)境條件：環(huán)境溫度(25±2)℃，環(huán)境相對濕度≤80%。

D.1.3測量用標(biāo)準(zhǔn)器：標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)、環(huán)境試驗(yàn)箱。

D.1.4測量對象：光伏電池型太陽輻照度測試儀溫度參數(shù)。

D.2數(shù)學(xué)模型

D.2.1建立數(shù)學(xué)模型：

溫度示值誤差Δt:

Δt=?示—?標(biāo)（1）

式中：

Δt—溫度示值誤差；

?示—被校太陽輻照度測試儀溫度測量平均值，℃；

?標(biāo)—標(biāo)準(zhǔn)太陽輻照度測試儀溫度測量平均值，℃。

式（1）中各項(xiàng)相互獨(dú)立，示值誤差的不確定度u（Δt）:

22222

u（Δt）=c1u（?示）+c2u（?標(biāo)）

（2）

D.2.2靈敏系數(shù)：

c1=?Δt/??示=1，c2=?Δt/??標(biāo)=-1

D.3標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定

D.3.1被校輻照度測試儀溫度測量重復(fù)性引入的不確定度u1(t)評定，它放映了各

種隨機(jī)因素的綜合影響。因此采用A類方法評定。

將被測輻照度測試儀，放置環(huán)境試驗(yàn)箱內(nèi)，調(diào)節(jié)試驗(yàn)箱溫度至25.0℃，溫

度穩(wěn)定后，用被校輻照度測試儀測量溫度值10次測量數(shù)據(jù)如下：

表D1標(biāo)準(zhǔn)輻照度測試儀溫度測量重復(fù)性引入的不確定度分量

12

JJF(冀)××××—××××

次數(shù)溫度測量值℃

124.8

224.9

324.9

424.8

524.9

625.0

724.9

8