ISO 15387-2005 Space systems - Single-junction solar cells - Measurements and calibration procedures《航天系统 单结太阳能电池 测量和校准规程》.pdf

1、 Numro de rfrence ISO 15387:2005(F) ISO 2005NORME INTERNATIONALE ISO 15387 Premire dition 2005-06-01Systmes spatiaux Cellules solaires simple jonction Mthodes de mesure et dtalonnage Space systems Single-junction solar cells Measurements and calibration procedures ISO 15387:2005(F) PDF Exonration de

2、 responsabilit Le prsent fichier PDF peut contenir des polices de caractres intgres. Conformment aux conditions de licence dAdobe, ce fichier peut tre imprim ou visualis, mais ne doit pas tre modifi moins que lordinateur employ cet effet ne bnficie dune licence autorisant lutilisation de ces polices

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5、 les comits membres de lISO. Dans le cas peu probable o surviendrait un problme dutilisation, veuillez en informer le Secrtariat central ladresse donne ci-dessous. ISO 2005 Droits de reproduction rservs. Sauf prescription diffrente, aucune partie de cette publication ne peut tre reproduite ni utilis

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7、 + 41 22 749 09 47 E-mail copyrightiso.org Web www.iso.org Publi en Suisse ii ISO 2005 Tous droits rservsISO 15387:2005(F) ISO 2005 Tous droits rservs iiiSommaire Page Avant-propos. iv Introduction v 1 Domaine dapplication 1 2 Rfrences normatives. 1 3 Termes et dfinitions 1 4 Symboles et termes abrg

8、s . 6 5 Principes de mesure des cellules solaires spatiales 7 5.1 Principes de mesure . 7 5.2 Caractristiques courant-tension 8 6 Exigences de base pour une cellule solaire talon AM0 9 6.1 Gnralits. 9 6.2 Description. 9 6.3 Slection 9 6.4 Mesure de temprature. 9 6.5 Connexions lectriques 9 6.6 talon

9、nage. 9 6.7 Fiche technique. 10 6.8 Marquage . 10 6.9 Montage 10 6.10 Conservation des cellules solaires talons AM0. 13 6.11 talonnage des cellules solaires AM0 13 7 Exigences relatives lirradiance spectrale AM0 13 7.1 Gnralits. 13 7.2 Irradiance spectrale solaire de rfrence AM0 13 8 talonnage dune

10、cellules solaire talon AM0 . 13 8.1 Gnralits. 13 8.2 Cellule solaire talon AM0 hors atmosphre . 15 8.3 Cellule solaire talon AM0 simule . 15 8.4 Mthodes dtalonnage dune cellule solaire talon AM0 hors atmosphre 15 8.5 Mthodes dtalonnage au sol de cellule solaire talon en AM0 simule. 28 9 talonnage de

11、 cellule solaire talon AM0 secondaire 38 9.1 Gnralits. 38 9.2 Simulateur solaire . 38 9.3 Lumire solaire au niveau du sol (le cas chant) 38 9.4 Mthode dtalonnage 38 Annexe A (normative) Mesure des caractristiques courant-tension 40 Annexe B (normative) Calcul derreur de dcalage spectral . 44 Annexe

12、C (informative) Mthodes de mesure de la rponse spectrale 46 Annexe D (normative) Mthodes de conversion de temprature et dirradiance 51 Annexe E (normative) Analyse dincertitude relative ltalonnage de cellule solaire talon AM0 56 Annexe F (informative) Irradiance spectrale solaire AM0 61 Annexe G (no

13、rmative) Exigences concernant les performances du simulateur solaire 69 Annexe H (normative) Mthode de mesure de lirradiance spectrale . 72 Annexe I (normative) Mthodes de mesure de la linarit. 79 ISO 15387:2005(F) iv ISO 2005 Tous droits rservsAvant-propos LISO (Organisation internationale de norma

14、lisation) est une fdration mondiale dorganismes nationaux de normalisation (comits membres de lISO). Llaboration des Normes internationales est en gnral confie aux comits techniques de lISO. Chaque comit membre intress par une tude a le droit de faire partie du comit technique cr cet effet. Les orga

15、nisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec lISO participent galement aux travaux. LISO collabore troitement avec la Commission lectrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation lectrotechnique. Les Normes internationales sont rdiges co

16、nformment aux rgles donnes dans les Directives ISO/CEI, Partie 2. La tche principale des comits techniques est dlaborer les Normes internationales. Les projets de Normes internationales adopts par les comits techniques sont soumis aux comits membres pour vote. Leur publication comme Normes internati

17、onales requiert lapprobation de 75 % au moins des comits membres votants. Lattention est appele sur le fait que certains des lments du prsent document peuvent faire lobjet de droits de proprit intellectuelle ou de droits analogues. LISO ne saurait tre tenue pour responsable de ne pas avoir identifi

18、de tels droits de proprit et averti de leur existence. LISO 15387 a t labore par le comit technique ISO/TC 20, Aronautique et espace, sous-comit SC 14, Systmes spatiaux, dveloppement et mise en uvre. ISO 15387:2005(F) ISO 2005 Tous droits rservs vIntroduction La prsente Norme internationale obit aux

19、 principes relatifs aux cellules solaires photovoltaques, tablis par la CEI/TC 82, Systmes nergie solaire photovoltaque. Elle fournit des exigences et des mthodes spcifiques qui sappliquent lutilisation des cellules solaires photovoltaques hors atmosphre. Elle introduit le principe de la cellule air

20、 masse zro qui sert dtalon de rfrence en matire dtalonnage primaire. Tout ltalonnage ultrieur est ensuite compar aux rsultats obtenus avec ces cellules air masse zro. Les mthodes dtalonnage des cellules solaires primaires sont dcrites, ainsi que les mthodes de mesure correspondantes des cellules sec

21、ondaires. Des mthodes dtalonnage utilisant des techniques solaires hors atmosphre et des techniques solaires simules sont donnes. Des essais comparatifs sont en prparation. NORME INTERNATIONALE ISO 15387:2005(F) ISO 2005 Tous droits rservs 1Systmes spatiaux Cellules solaires simple jonction Mthodes

22、de mesure et dtalonnage 1 Domaine dapplication La prsente Norme internationale spcifie les mthodes de mesure et dtalonnage des cellules solaires spatiales simple jonction. Le contenu essentiel de la prsente Norme internationale spcifie ltalonnage des cellules solaires talons air masse zro (AM0), et

23、les mthodes de mesure des cellules secondaires font lobjet des annexes. 2 Rfrences normatives Les documents de rfrence suivants sont indispensables pour lapplication du prsent document. Pour les rfrences dates, seule ldition cite sapplique. Pour les rfrences non dates, la dernire dition du document

24、de rfrence sapplique (y compris les ventuels amendements). CEI 60891, Procdures de correction de lirradiance et de la temprature pour les mesures des caractristiques courant-tension (I-V) des dispositifs photovoltaques (PV) en silicium monocristallin CEI 60904-1, Mesure des caractristiques courant-t

25、ension (I-V) des dispositifs photovoltaques CEI 60904-2, Exigences pour les cellules solaires de rfrence CEI 60904-3, Principes de mesure des dispositifs photovoltaques (PV) terrestres et donnes dirradiance spectrale de rfrence CEI 60904-7, Erreur due la distribution spectrale dans les tests dun dis

26、positif photovoltaque (PV) CEI 60904-8, Guide pour la mesure de la rponse spectrale dun dispositif photovoltaque (PV) CEI 60904-9, Exigences concernant les performances dun simulateur solaire CEI 61798, Mthodes de mesure de la linarit 3 Termes et dfinitions Pour les besoins du prsent document, les t

27、ermes et dfinitions suivants sappliquent. 3.1 air masse AM longueur du trajet, dans latmosphre terrestre, du rayonnement solaire direct, exprime en multiples du trajet du rayonnement solaire traversant perpendiculairement latmosphre jusquau niveau de la mer NOTE La valeur air masse est 1 au niveau d

28、e la mer, par ciel clair sans nuage quand le soleil est la verticale et que la pression de lair P = 1,013 10 5Pa. ISO 15387:2005(F) 2 ISO 2005 Tous droits rservsEn tout point de la surface de la terre, la valeur air masse est donne par AM = (P/P 0 ) (1/sin) o P = pression locale de lair, en pascals;

29、 P 0= 1,013 10 5 , en pascals; = angle dlvation solaire, en degrs. 3.2 air masse zro AM0 irradiance solaire sans attnuation atmosphrique une distance terre-soleil dune unit astronomique 3.3 cellule solaire talon AM0 cellule solaire utilise pour mesurer lirradiance ou pour rgler lirradiance dun simul

30、ateur solaire aux valeurs de la distribution de lirradiance spectrale solaire de rfrence air masse zro (AM0) 3.4 temprature ambiante T ambtemprature de lair autour de la cellule solaire, mesure dans un lieu ar et protg des rayonnements provenant du soleil, du ciel et du sol 3.5 angle dincidence angl

31、e entre la direction du soleil et la perpendiculaire la surface irradie 3.6 unit astronomique AU unit de longueur gale au demi grand axe de lorbite terrestre NOTE 1 AU = 149 597 890 km 500 km 3.7 temprature cellule T jtemprature de la cellule correspondant la temprature de lair ambiant en labsence d

32、clairage de la cellule ou sous une impulsion lumineuse de courte dure (flash) NOTE T jnest pas trs diffrent de la temprature de la face de la cellule expose. 3.8 coefficient de temprature du courant variation du courant de court-circuit dune cellule solaire en fonction du changement de la temprature

33、 cellule NOTE est exprim en ampres par degr Celsius (AC 1 ). 3.9 rendement de conversion puissance lectrique maximale de sortie dun gnrateur photovoltaque divise par surface du gnrateur irradiance incidente mesures dans des conditions dessai dfinies, le rapport tant exprim en pourcentage ISO 15387:2

34、005(F) ISO 2005 Tous droits rservs 33.10 caractristiques courant-tension courant de sortie dune cellule solaire en fonction de sa tension de sortie, une temprature et une irradiance donnes NOTE I = f(V) 3.11 facteur de forme FF puissance maximale divise par tension en circuit ouvert courant de court

35、-circuit NOTE FF = P max /(V oc I sc ) 3.12 irradiance clairement nergtique puissance radiante incidente par unit de surface NOTE Lirradiance est exprime en watts par mtre carr (Wm 2 ). 3.13 irradiation intgration de lirradiance sur une priode de temps spcifie NOTE Elle est exprime en mgajoules par

36、mtre carr (MJm 2 ) par heure, jour, semaine, mois, ou anne. 3.14 linarit performance dune cellule solaire par rapport la variation de la pente de courant de court-circuit en fonction de lirradiance, la variation de la pente de tension de court-circuit en fonction du logarithme de lirradiance, la var

37、iation de la pente du courant de court-circuit et de la tension de court-circuit en fonction de la temprature de la cellule, et la variation de la rponse spectrale relative pour une tension spcifie 3.15 courant de charge I Lcourant dlivr par la cellule solaire, une temprature et une irradiance donne

38、s, sur un circuit de charge connect ses bornes 3.16 tension de charge V Ltension aux bornes dun circuit de charge connect aux bornes dune cellule solaire une temprature et une irradiance donnes 3.17 puissance de charge P Lpuissance dlivre sur un circuit de charge connect aux bornes de la cellule sol

39、aire dans des conditions de temprature et dirradiance donnes NOTE P L= V L L LISO 15387:2005(F) 4 ISO 2005 Tous droits rservs3.18 puissance maximale P maxpuissance dlivre au point de la caractristique courant-tension correspondant au produit courant tension maximal une temprature et une irradiance d

40、onnes NOTE P max= V max I max3.19 tension de puissance maximale V Pmaxtension correspondant la puissance maximale une temprature et une irradiance donnes 3.20 courant de puissance maximale I Pmaxcourant correspondant la puissance maximale une temprature et une irradiance donnes 3.21 module assemblag

41、e de cellules solaires interconnectes 3.22 tension de circuit ouvert V octension aux bornes dune cellule solaire sans charge une temprature et une irradiance donnes 3.23 teneur en ozone volume dozone temprature et pression normales dans une colonne verticale datmosphre NOTE La teneur en ozone est me

42、sure laide dun spectrophotomtre Dobson. 3.24 pyranomtre radiomtre normalement utilis pour mesurer lirradiance solaire globale sur un plan horizontal NOTE Un pyranomtre peut galement tre utilis pour mesurer lirradiance solaire globale sur un plan inclin et, dans ce cas, la mesure comprend la contribu

43、tion du rayonnement rflchi. 3.25 pyrhliomtre radiomtre complt par un collimateur, utilis pour mesurer lirradiance solaire directe NOTE Un pyrhliomtre est parfois appel NIP, correspondant pyrhliomtre incidence normale (normal incidence pyrheliometer). 3.26 courant nominal valeur de courant dfinie dun

44、e cellule solaire une tension nominale dans des conditions de fonctionnement spcifies 3.27 puissance nominale valeur de tension de sortie dfinie dune cellule solaire une tension nominale dans des conditions de fonctionnement spcifies 3.28 tension nominale valeur de tension dfinie dans des conditions

45、 de fonctionnement spcifies ISO 15387:2005(F) ISO 2005 Tous droits rservs 53.29 rponse spectrale relative S() relrponse spectrale normalise lunit, la longueur donde de la rponse spectrale maximale NOTE S() rel= S() / S() max3.30 courant de court-circuit I SCcourant de sortie dune cellule solaire en

46、tat de court-circuit une temprature et une irradiance donnes 3.31 cellule solaire dispositif photovoltaque de base qui gnre de llectricit quand il est expos la lumire solaire 3.32 constante solaire puissance solaire totale toutes les longueurs donde, reue sur une surface unitaire perpendiculaire au

47、rayonnement solaire et situe une unit astronomique en conditions AM0 NOTE La moyenne des valeurs est de 1 367 Wm 2 7 Wm 2 . 3.33 angle dlvation solaire angle entre le rayon solaire direct et le plan horizontal NOTE est exprim en radians (rad). 3.34 irradiance spectrale E irradiance par bande passante unitaire une longueur donde donne NOTE E est exprim en watts mtres la puissance moins deux mtres la puissance moins six (Wm 2 m 6 ). 3.