В 1974…1975 гг. в странах, разрабатывающих солнечные элементы и батареи, начались активные исследования по выбору стандартного спектра наземного солнечного излучения применительно к измерению их параметров. Был предложен стандартный солнечный спектр, соответствующий атмосферной массе m = 1, основанный в свою очередь на расчетах при следующих условиях: слой осажденных паров воды 1,0 см, озона 3,5 мм при 200 аэрозольных частицах пыли, в кубическом сантиметре воздуха. Суммарный поток такого стандартного наземного солнечного излучения (обычно обозначаемого как солнечное излучение для условий AM1) считался равным ~ 917 Вт/м2, прямая составляющая этого излучения считалась равной 865 Вт/м2.
Следует отметить, что условия, близкие к AM1, наблюдаются практически только в тропиках и на средних широтах в высокогорье. В связи с этим были продолжены работы по выбору стандартного спектра и оптимальных методов измерений, наиболее полно отражающих условия эксплуатации большинства наземных фотоэлектрических установок.
В 1975 г. была разработана временная методика испытаний солнечных элементов наземного применения, предусматривающая три способа измерений: на естественном солнечном излучении с применением эталонных солнечных элементов; с применением неселективных радиометров и на солнечных имитаторах. В методике описываются приборы и оборудование, необходимые для проведения испытаний, рекомендуются способы градуировки эталонных элементов. В качестве стандартных предложены условия облучения при атмосферной массе m = 2 и следующих параметрах атмосферы: толщина слоя осажденных паров воды 2,0 см, озона 3,4 мм; коэффициент мутности β = 0,04; показатель селективности при аэрозольном поглощении α = 1,3 (такой спектр наземного излучения обычно кратко обозначается как условия АМ2). Спектральное распределение энергии солнечного излучения при стандартных условиях получено расчетным путем на основе спектра внеатмосферного излучения. В качестве стандартной температуры принято значение 28 ± 2 °С.
Однако условия АМ2 также недостаточно точно соответствуют средним условиям работы наземных солнечных элементов и батарей, особенно летом в южных районах. В связи с этим указанная выше временная методика была переработана. В усовершенствованной методике в качестве стандарта приняты условия, соответствующие атмосферной массе m = 1,5 (обозначаемые как условия АМ1,5). При этом считается, что толщина слоя осажденных паров воды составляет 2,0 см, озона - 3,4 мм, коэффициент мутности β = 0,12 и показатель селективности α = 1,3. Плотность прямого потока в спектре AM1,5 считалась равной 834,6 Вт/м2.
Для измерения плотности потока солнечного излучения методика предусматривает применять только эталонные солнечные элементы.
Среди искусственных источников света используемых для имитации солнечного излучения, приемлемыми считаются три: ксеноновая лампа с короткой дугой, импульсная ксеноновая и вольфрамовая лампы при цветовой температуре 3400 К с дихроическим интерференционным фильтром. При градуировке эталонных элементов следует использовать абсолютную радиометрическую шкалу.
Дополнительно к методике измерений характеристик солнечных элементов в прямом потоке естественного солнечного излучения выработаны и рекомендованы методика измерений в полном потоке и методика измерений элементов, работающих с концентраторами.
Согласно методике все измерения следует проводить в специализированной лаборатории, на которую возлагаются обязанности по разработке общих методических вопросов определения характеристик солнечных элементов наземного применения, градуировке эталонных элементов и их распределению между исследовательскими организациями, а также общий метрологический контроль за правильностью измерений в условиях производства и выпуск соответствующих инструкций по выполнению измерений.
После подробного обсуждения специалистами разных стран, в том числе Великобритании, СССР, США и Франции, в 1982 г. методика измерений солнечных элементов при условиях AM 1,5 была взята за основу выбора стандартного спектра Международной электротехнической комиссией ООН.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.