ISFH CalTeC - Sensoren

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Dr. Karsten Bothe
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Kalibrierung eines Solarstrahlungssensors unter dem Spektrum eines Klasse AAA Sonnensimulators

Messung der spektralen Bestrahlungsstärkeempfindlichkeit eines Solarstrahlungssensors

Kalibrierung von Solarstrahlungssensoren

Das ISFH CalTeC (Calibration and Test Center) ist von der Deutschen Akkreditierungsstelle (DAkkS) unter der Registriernummer D-K-18657-01-00 für die Kalibrierung von Strahlungssensoren gemäß DIN EN ISO/IEC 17025 akkreditiert. Die Akkreditierung deckt sowohl die Bestimmung der Bestrahlungsstärkeempfindlichkeit (Sensorsignal bei einer bestimmten Bestrahlungsstärke wie z.B. 100, 500 oder 1000 W/m²) als auch die Messung der spektralen Bestrahlungsstärkeempfindlichkeit (SR) gemäß den IEC60904 Standards ab. Alle Parameter werden mit ihrer jeweiligen Unsicherheit angegeben. Um die Rückführbarkeit auf SI-Einheiten sicherzustellen, werden alle Primärreferenzen bei dem nationalen Metrologieinstitut Deutschlands, der Physikalisch Technischen Bundesanstalt (PTB), kalibriert.

Die Kalibrierung eines Strahlungssensors wird in der Regel bei Standardtestbedingungen von 25 °C und einer Bestrahlungsstärke von 1000 W/m2 mit einem AM1.5G Spektrum durchgeführt. Da Strahlungssensoren im Allgemeinen nicht aktiv gekühlt sind, erwärmen sie sich im realen Betrieb. Daher beinhaltet unsere Kalibrierung die Bestimmung der Bestrahlungsstärkeempfindlichkeit als Funktion der Temperatur, wenn der Strahlungssensor ab Werk mit einem Temperatursensor ausgestattet ist. Hierzu wird der Strahlungssensor mit dem Licht eines AAA Sonnensimulators beleuchtet und das Ausgangssignal des Strahlungssensors als Funktion der Temperatur zwischen 23 und 75 °C gemessen. Dadurch kann das Ausgangssignal bei 25°C mit sehr hoher Präzision bestimmt werden. Zudem erhält der Kunde Informationen über die Funktionsweise des Strahlungssensors bei anderen Temperaturen.

Sollte sich das Ausgangssignal des Strahlungssensors nicht linear mit der Bestrahlungsstärke ändern, so ist eine Kalibrierung bei unterschiedlichen Bestrahlungsstärken angeraten. Hierzu bieten wir Kalibrierungen bei 100, 500 und 1000 W/m2 an.

Für höchste Präzision empfehlen wir eine spektrale Fehlanpassungskorrektur. Hierzu messen wir die Bestrahlungsstärkeempfindlichkeit als Funktion der Wellenlänge. Diese Messung erfordert einen Strahlungssensor ohne Messelektronik oder Messwiderstand und kann auch an einem baugleichen Sensor durchgeführt werden.

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