Tiêu chuẩn TCVN 12678-1:2020 về Thiết bị quang điện - Phần 1: Phép đo đặc tính dòng điện-điện áp quang điện

• Số hiệu: TCVN12678-1:2020
• Loại văn bản: Tiêu chuẩn Việt Nam
• Nơi ban hành: ***
• Người ký: ***
• Ngày ban hành: Năm 2020

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 12678-1:2020

IEC 60904-1:2006

THIẾT BỊ QUANG ĐIỆN - PHẦN 1: PHÉP ĐO ĐẶC TÍNH DÒNG ĐIỆN-ĐIỆN ÁP QUANG ĐIỆN

Photovoltaic devices - Part 1: Measurement of photovoltaic current-voltage characteristics

MỤC LỤC

Lời nói đầu

1  Phạm vi áp dụng

2  Tài liệu viện dẫn

...

...

...

4  Trang thiết bị

5  Phép đo trong ánh sáng mặt trời tự nhiên

6  Phép đo trong ánh sáng mặt trời mô phỏng trạng thái ổn định

7  Phép đo trong ánh sáng mặt trời mô phỏng xung

8  Báo cáo thử nghiệm

Lời nói đầu

TCVN 12678-1:2020 hoàn toàn tương đương với IEC 60904-1:2006;

TCVN 12678-1:2020 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn Quốc gia TCVN/TC/E13 Năng lượng tái tạo biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

...

...

...

- TCVN 12678-1:2020 (IEC 60904-1:2006), Phần 1: Phép đo đặc tính dòng điện-điện áp quang điện

- TCVN 12678-1-1:2020 (IEC 60904-1-1:2017), Phần 1-1: Phép đo đặc tính dòng điện-điện áp quang điện của thiết bị quang điện nhiều lớp tiếp giáp

- TCVN 12678-2:2020 (IEC 60904-2:2015), Phần 2: Yêu cầu đối với thiết bị chuẩn quang điện

- TCVN 12678-3:2020 (IEC 60904-3:2019), Phần 3: Nguyên lý đo dùng cho thiết bị quang điện mặt đất với dữ liệu phổ bức xạ chuẩn

- TCVN 12678-4:2020 (IEC 60904-4:2019), Phần 4: Thiết bị chuẩn quang điện - Quy trình thiết lập liên kết chuẩn hiệu chuẩn

- TCVN 12678-5:2020 (IEC 60904-5:2011), Phần 5: Xác định nhiệt độ tương đương của tế bào của thiết bị quang điện bằng phương pháp điện áp hở mạch

- TCVN 12678-7:2020 (IEC 60904-7:2019), Phần 7: Tính toán hiệu chỉnh sự không phù hợp phổ đối với các phép đo của thiết bị quang điện

- TCVN 12678-8:2020 (IEC 60904-8:2014), Phần 8: Phép đo đáp ứng phổ của thiết bị quang điện

- TCVN 12678-8-1:2020 (IEC 60904-8-1:2017), Phần 8-1: Phép đo đáp ứng phổ của thiết bị quang điện nhiều lớp tiếp giáp

...

...

...

- TCVN 12678-10:2020 (IEC 60904-10:2009), Phần 10: Phương pháp đo độ tuyến tính

THIẾT BỊ QUANG ĐIỆN - PHẦN 1: PHÉP ĐO ĐẶC TÍNH DÒNG ĐIỆN-ĐIỆN ÁP QUANG ĐIỆN

Photovoltaic devices - Part 1: Measurement of photovoltaic current-voltage characteristics

1  Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định các quy trình đo đặc tính dòng điện-điện áp quang điện của các thiết bị quang điện (PV) trong ánh sáng mặt trời tự nhiên hoặc mô phỏng. Các quy trình này có thể áp dụng cho tế bào quang điện đơn lẻ, cụm lắp ráp các tế bào quang điện hoặc môđun quang điện.

CHÚ THÍCH 1: Tiêu chuẩn này có thể áp dụng cho các mẫu thử nghiệm nhiều lớp tiếp giáp, nếu từng lớp tiếp giáp tạo ra lượng dòng điện giống như nó có thể tạo ra trong quang phổ chuẩn AM1,5 trong TCVN 12678-3 (IEC 60904-3).

CHÚ THÍCH 2: Tiêu chuẩn này có thể áp dụng cho các thiết bị quang điện được thiết kế để sử dụng dưới điều kiện bức xạ tập trung nếu chúng được bức xạ bằng bức xạ trực tiếp thông thường và thực hiện hiệu chỉnh sự không phù hợp với phổ chuẩn trực tiếp thông thường.

Mục đích của tiêu chuẩn này nhằm đưa ra các yêu cầu cơ bản cho phép đo các đặc tính dòng điện-điện áp của các thiết bị quang điện, xác định các quy trình cho các kỹ thuật đo khác nhau được sử dụng vả thể hiện các thực hành để giảm thiểu độ không đảm bảo đo.

...

...

...

Các tài liệu viện dẫn sau đây là cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi.

TCVN 12678-2 (IEC 60904-2), Thiết bị quang điện - Phần 2: Yêu cầu đối với thiết bị chuẩn quang điện

TCVN 12678-3 (IEC 60904-3), Thiết bị quang điện - Phần 3: Nguyên lý đo dùng cho thiết bị quang điện mặt đất với dữ liệu phổ bức xạ chuẩn

TCVN 12678-5 (IEC 60904-5), Thiết bị quang điện - Phần 5: Xác định nhiệt độ tương đương của tế bào của thiết bị quang điện bằng phương pháp điện áp hở mạch

TCVN 12678-7 (IEC 60904-7), Thiết bị quang điện - Phần 7: Tính toán hiệu chỉnh sự không phù hợp phổ đối với các phép đo của thiết bị quang điện

TCVN 12678-9 (IEC 60904-9), Thiết bị quang điện - Phần 9: Yêu cầu về tính năng của bộ mô phỏng mặt trời

TCVN 12678-10 (IEC 60904-10), Thiết bị quang điện - Phần 10: Phương pháp đo độ tuyến tính

TCVN ISO/IEC 17025, Yêu cầu chung về năng lực của các phòng thử nghiệm và hiệu chuẩn

IEC 60891, Procedures for temperature and irradiance corrections to measured I-V characteristics (Quy trình hiệu chỉnh các đặc tính I-V đo được theo nhiệt độ và bức xạ)

...

...

...

a) Phép đo bức xạ phải được thực hiện bằng cách sử dụng một thiết bị chuẩn PV được bao gói và được hiệu chuẩn theo TCVN 12678-2 (IEC 60904-2) hoặc một nhật xạ kế. Thiết bị chuẩn PV phải phù hợp về phổ với mẫu thử, hoặc phải thực hiện hiệu chỉnh sự không phù hợp theo TCVN 12678-7 (IEC 60904-7), Thiết bị chuẩn phải tuyến tính về dòng điện ngắn mạch như xác định trong TCVN 12678-10 (IEC 60904-10) trên toàn dải bức xạ xem xét.

CHÚ THÍCH: Để được coi là phù hợp về phổ, thiết bị chuẩn phải có kết cấu sử dụng cùng công nghệ tế bào và bao kín như thiết bị thử nghiệm. Nếu không như vậy, sự không phù hợp về phổ phải được báo cáo,

b) Nhiệt độ của thiết bị chuẩn và mẫu thử phải được đo bằng cách sử dụng dụng cụ đo có độ chính xác ± 1 °C với độ lặp lại là ± 0,5 °C. Nếu nhiệt độ của thiết bị sai lệch quá 2 °C so với nhiệt độ mà tại đó nó được hiệu chuẩn thì giá trị hiệu chuẩn phải được điều chỉnh đến nhiệt độ được đo. Nếu thiết bị chuẩn là một nhật xạ kế thì không yêu cầu phép đo nhiệt độ và hiệu chỉnh nhiệt độ của tín hiệu đầu ra của nó.

c) Bề mặt hoạt động của mẫu thử phải đồng phẳng trong khoảng ± 2° với bề mặt hoạt động của thiết bị chuẩn.

d) Điện áp và dòng điện phải được đo bằng cách sử dụng dụng cụ đo có độ chính xác ± 0,2 % so với điện áp hở mạch và dòng điện ngắn mạch sử dụng dây dẫn độc lập từ các đầu nối của mẫu thử và giữ chúng ngắn nhất có thể. Dải đo để thu thập dữ liệu cần được lựa chọn cẩn thận. Nếu mẫu thử nghiệm là một môđun, đấu nối 4 dây cần được bắt đầu ở các đầu nối hoặc bộ nối. Nếu mẫu thử nghiệm là một tế bào, đấu nối 4 dây cần được bắt đầu ở thanh dẫn tế bào.

CHÚ THÍCH: Phương pháp đấu nối các tế bào cần được đánh giá cẩn thận. Sự khác biệt có thể xảy ra nếu các thanh hàn được sử dụng đầu dò hoặc thực hiện các phương pháp không hàn ví dụ như các thanh dẫn có lò xo tiếp xúc hoặc các tấm dẫn có diện tích lớn tiếp xúc với phần tiếp xúc phía sau tế bào. Phương pháp không hàn có thể dẫn đến hệ số điền đầy cao hơn quan sát được trên môđun. Phương pháp tiếp xúc cần phù hợp với mục đích sử dụng của tế bào hoặc phép đo.

e) Dòng điện ngắn mạch phải được đo tại điện áp "không", sử dụng thiên áp biến thiên (ưu tiên bằng điện tử) để bù điện áp rơi trên điện trở nối tiếp bên ngoài. Một cách khác, dòng điện ngắn mạch có thể được ngoại suy từ đặc tính dòng điện-điện áp. Đường cong được ngoại suy về điện áp “không” với điều kiện sụt áp không lớn hơn 3 % điện áp hở mạch của thiết bị, và có mối quan hệ tuyến tính giữa dòng điện và điện áp.

f) Độ chính xác của quy trình hiệu chỉnh cường độ bức xạ và nhiệt độ phù hợp với IEC 60891 phải được kiểm tra xác nhận định kỳ bằng cách đo tính năng của một mẫu thử tại các mức bức xạ và nhiệt độ được chọn và so sánh kết quả với dữ liệu ngoại suy tương ứng như trong TCVN 12678-10 (IEC 60904-10).

CHÚ THÍCH: Nếu hiệu chỉnh nhiệt độ và cường độ bức xạ được thực hiện trong các dải rộng thì các tham số hiệu chỉnh môđun có thể ảnh hưởng đáng kể đến kết quả thử nghiệm. Cần cẩn thận về các tham số môđun liên quan được sử dụng. Đặc biệt, điện trở nối tiếp không thể được tổng quát hóa cho lô các mẫu thử cùng loại.

...

...

...

4  Trang thiết bị

4.1  Đối với phép đo trong ánh sáng mặt trời tự nhiên

Ngoài các yêu cầu đo chung ở Điều 3, các thiết bị dưới đây được yêu cầu để thực hiện các phép đo đặc tính I-V trong ánh sáng mặt trời tự nhiên:

a) Thiết bị chuẩn PV hoặc nhật xạ kế đáp ứng các điều kiện được nêu tại điểm a) Điều 3.

b) Thiết bị đo nhiệt độ của thiết bị chuẩn đáp ứng các điều kiện nêu tại điểm b) Điều 3, nếu cần thiết.

c) Thiết bị để xác định nhiệt độ của thiết bị thử nghiệm sử dụng phương pháp nhiệt độ tế bào tương đương (ECT) được quy định trong TCVN 12678-5 (IEC 60904-5) hoặc các thiết bị khác để đo nhiệt độ của thiết bị thử nghiệm như được nêu tại điểm b) Điều 3.

d) Hệ thống bám hai trục có khả năng bám theo mặt trời với độ chính xác ± 5°.

e) Máy đo phổ bức xạ có khả năng đo cường độ bức xạ phổ của ánh sáng mặt trời trong phạm vi đáp ứng phổ của đáp ứng phổ của mẫu thử nghiệm và thiết bị chuẩn, nếu việc hiệu chỉnh quang phổ là cần thiết như được xác định tại điểm a) Điều 3.

4.2  Đối với phép đo trong ánh sáng mặt trời mô phỏng

...

...

...

a) Thiết bị chuẩn PV phù hợp với thiết bị thử nghiệm trong dải bức xạ, phân bố phổ và nhiệt độ quan tâm và đáp ứng các điều kiện được nêu tại điểm a) Điều 3.

b) Thiết bị đo nhiệt độ của thiết bị chuẩn và mẫu thử nghiệm đáp ứng các điều kiện nêu tại điểm b) Điều 3.

c) Bộ mô phỏng mặt trời cấp BBB hoặc bộ mô phỏng mặt trời tốt hơn phù hợp với TCVN 12678-9 (IEC 60904-9). Vùng thử nghiệm được chỉ định phải bằng hoặc lớn hơn vùng được kéo dài bởi mẫu thử nghiệm.

d) Cảm biến bức xạ bám theo bức xạ tức thời trong mặt phẳng thử nghiệm. Cảm biến bức xạ này cần tuyến tính trong dải bức xạ mà trên đó các phép đo được thực hiện (xem TCVN 12678-10 (IEC 60904-10)).

e) Máy đo phổ bức xạ có khả năng đo cường độ bức xạ phổ của bộ mô phỏng trong phạm vi đáp ứng phổ của đáp ứng phổ của mẫu thử nghiệm và thiết bị chuẩn, nếu việc hiệu chỉnh quang phổ là cần thiết như được xác định tại điểm a) Điều 3.

CHÚ THÍCH: Cần cẩn thận khi sử dụng bóng đèn phát xạ như Xenon để thử nghiệm các tế bào khe hở dải trực tiếp. Khi khe hở dải thay đổi do nhiệt độ, nó có thể đi qua các đường phát xạ khác nhau trong phổ của bóng đèn và tạo ra sự thay đổi lớn về tính năng.

5  Phép đo trong ánh sáng mặt trời tự nhiên

Phép đo trong ánh sáng mặt trời tự nhiên chỉ được thực hiện khi bức xạ mặt trời toàn cầu không bị dao động quá ± 1 % trong quá trình đo. Khi các phép đo được dự kiến để tham chiếu đến STC, cường độ bức xạ phải tối thiểu là 800 W·m^-2.

Quy trình thử nghiệm như sau:

...

...

...

5.2  Nếu mẫu thử và thiết bị chuẩn được trang bị bộ điều khiển nhiệt độ, thiết lập bộ điều khiển ở mức mong muốn.

Nếu không sử dụng bộ điều khiển nhiệt độ:

5.2.1  Che mẫu và thiết bị chuẩn khỏi mặt trời và gió cho đến khi nhiệt độ của chúng đồng đều trong phạm vi ± 2° C nhiệt độ không khí môi trường xung quanh, hoặc

5.2.2  Để mẫu thử cân bằng với nhiệt độ ổn định của nó, hoặc

5.2.3  Ổn định trước mẫu thử đến điểm dưới nhiệt độ đích và sau đó để môđun nóng lên một cách tự nhiên.

CHÚ THÍCH: Có thể có sự khác biệt giữa nhiệt độ trung bình của tế bào và nhiệt độ trung bình của mặt sau trong quá trình nóng lên.

5.3  Ghi lại đặc tính đòng điện-điện áp và nhiệt độ của mẫu thử đồng thời với việc ghi lại đầu ra và nhiệt độ (nếu được yêu cầu) của thiết bị chuẩn ở nhiệt độ mong muốn. Nếu cần, thực hiện các phép đo ngay sau khi loại bỏ việc che.

CHÚ THÍCH: Trong hầu hết các trường hợp, quán tính nhiệt của mẫu thử và thiết bị chuẩn sẽ hạn chế sự tăng nhiệt độ trong vài giây đầu tiên xuống dưới 2 °C. Nhiệt độ của chúng sẽ được duy trì đồng đều một cách hợp lý.

5.4  Đảm bảo rằng nhiệt độ của mẫu thử và thiết bị chuẩn là ổn định và không đổi trong phạm vi ± 1 °C và cường độ bức xạ được đo bằng thiết bị chuẩn không đổi trong phạm vi ± 1 % (dao động do mây, sương mù hoặc khói) trong thời gian ghi đối với mỗi bộ dữ liệu.

...

...

...

CHÚ THÍCH: Khi không có dữ liệu phổ bức xạ, sự phù hợp của thiết bị chuẩn với mẫu thử và các điều kiện khối không khí cần được kiểm tra cẩn thận. Phép đo cần được thực hiện vào một ngày nắng quang mây (không có mây có thể quan sát được xung quanh mặt trời, các thành phần khuếch tán của bức xạ mặt trời không quá 30 %).

5.6  Hiệu chỉnh đặc tính dòng điện-điện áp đo được tới các điều kiện nhiệt đô và bức xạ mong muốn theo IEC 60891 (đối với các thiết bị tuyến tính). Đối với các thiết bị phi tuyến, tham khảo hướng dẫn xác định ở phạm vi nào mà thiết bị có thể được coi là tuyến tính trong TCVN 12678-10 (IEC 60904-10).

6  Phép đo trong ánh sáng mặt trời mô phỏng trạng thái ổn định

Việc mô phỏng ánh sáng mặt trời trạng thái ổn định đối với phép đo tính năng quang điện phải đáp ứng các yêu cầu trong TCVN 12678-9 (IEC 60904-9). Tính đồng nhất của phân bố ánh sáng trong vùng thử nghiệm phải được biết và kiểm tra định kỳ. Độ chính xác của phép đo phải được kiểm tra xác nhận định kỳ bằng các phép đo liên tiếp ở cùng điều kiện thử nghiệm. Ba phương pháp hiệu chuẩn có thể được áp dụng. Nếu thiết bị cần thử nghiệm có cùng kích thước với thiết bị chuẩn, sử dụng phương pháp A. Nếu thiết bị cần thử nghiệm lớn hơn thiết bị chuẩn, sử dụng phương pháp B. Nếu thiết bị cần thử nghiệm nhỏ hơn thiết bị chuẩn, sử dụng phương pháp C.

CHÚ THÍCH: Phương pháp A là phương pháp ưu tiên vì nó giảm thiểu các tác động không đồng nhất của bức xạ và hệ số tỷ lệ trong các thiết bị điện tử.

Phương pháp A:

Thiết kế của thiết bị cần thử nghiệm phải giống hệt với thiết bị chuẩn về kích thước và đặc tính điện. Đối với các môđun, yêu cầu này liên quan đến kiểu tế bào và mạch đấu nối tế bào. Thiết bị chuẩn và thiết bị cần thử nghiệm phải được đặt tại cùng một vị trí trong vùng thử nghiệm.

Phương pháp B:

Sự phân bố bức xạ trong mặt phẳng thử nghiệm có thể không hoàn toàn đồng nhất. Bức xạ hiệu quả là bức xạ trung bình trên một vùng hoạt động của thiết bị. Đối với thiết bị chuẩn nhỏ hơn thiết bị thử nghiệm, thiết bị chuẩn phải được đo tại các vị trí khác nhau trong đường bao của thiết bị thử nghiệm. Nên sử dụng vị trí mang lại giá trị trung bình của các phép đo thiết bị chuẩn để định vị thiết bị chuẩn đối với thiết lập bức xạ trong 6.2.

...

...

...

Sự phân bố bức xạ trong mặt phẳng thử nghiệm có thể không hoàn toàn đồng nhất. Bức xạ hiệu quả là bức xạ trung bình trên một vùng hoạt động của thiết bị. Đối với thiết bị chuẩn lớn hơn thiết bị thử nghiệm, thiết bị thử nghiệm phải được đo tại các vị trí khác nhau trong đường bao của thiết bị chuẩn. Vị trí mang lại giá trị trung bình của các phép đo thiết bị thử nghiệm cần được sử dụng để định vị thiết bị thử nghiệm trong các thử nghiệm tiếp theo.

Quy trình thử nghiệm như sau:

6.1  Đặt thiết bị chuẩn trong mặt phẳng thử nghiệm với bề mặt hoạt động của nó trong phạm vi ± 5° vuông góc với đường tâm của chùm tia.

CHÚ THÍCH: Cần lưu ý rằng mặt phẳng thử nghiệm của thiết bị mô phỏng năng lượng mặt trời đủ tiêu chuẩn theo TCVN 12678-9 (IEC 60904-9).

6.2  Đặt cường độ bức xạ của bộ mô phỏng mặt trời để thiết bị chuẩn tạo ra dòng điện ngắn mạch hiệu chuẩn hoặc công suất lớn nhất ở mức mong muốn bằng Phương pháp A, B hoặc C.

6.3  Tháo thiết bị chuẩn và đặt mẫu thử nghiệm vào mặt phẳng thử nghiệm như mô tả trong 6.1.

6.4  Đấu nối mẫu thử nghiệm với trang thiết bị cần thiết.

CHÚ THÍCH: Nếu chùm tia đủ rộng và đồng đều, mẫu thử nghiệm có thể được đặt bên cạnh thiết bị chuẩn.

6.5  Nếu bố trí thử nghiệm được trang bị bộ điều khiển nhiệt độ, đặt bộ điều khiển ở mức mong muốn. Nếu không sử dụng bộ điều khiển nhiệt độ, để môđun thử nghiệm và thiết bị chuẩn ổn định trong phạm vi ± 1 °C nhiệt độ không khí môi trường xung quanh. Che mẫu thử và/hoặc thiết bị khỏi chùm tia của bộ mô phỏng cho đến khi nhiệt độ thiết bị đồng đều trong phạm vi ± 2 °C của nhiệt độ môi trường xung quanh.

...

...

...

6.7  Nếu nhiệt độ của mẫu thử nghiệm không phải là nhiệt độ mong muốn thì hiệu chỉnh đặc tính dòng điện-điện áp đo được về nhiệt độ này bằng cách sử dụng quy trình theo IEC 60891 (đối với các thiết bị tuyến tính). Đối với các thiết bị phi tuyến, tham khảo TCVN 12678-10 (IEC 60904-10) để được hướng dẫn xác định phạm vi thiết bị có thể được coi là tuyến tính.

CHÚ THÍCH 1: Sự không đồng đều của cường độ bức xạ tới trên môđun đều có thể ảnh hưởng đến đặc tính I-V thu được. Hiệu ứng này bị ảnh hưởng bởi: điốt rẽ nhánh trong mạch liên kết của môđun, đặc tính I-V ngược của kiểu tế bào và phân bố bức xạ trong vùng thử nghiệm. Các hiệu ứng không đồng đều cần được phân tích và xem xét cẩn thận trong các phân tích độ không đảm bảo đo.

CHÚ THÍCH 2: Nếu một môđun được sử dụng làm thiết bị chuẩn, cần đánh giá cẩn thận xem tham số thích hợp là dòng điện ngắn mạch hay công suất lớn nhất để thiết lập mức bức xạ của bộ mô phỏng mặt trời. Phương pháp dòng điện ngắn mạch gần như không phụ thuộc vào nhiệt độ môđun và kỹ thuật kết nối môđun nhưng có thể gây ra sai số do chiếu sáng không đồng đều. Phương pháp công suất lớn nhất có thể bù ánh sáng không đồng đều nhưng có thể gây ra sai số do nhiệt độ môđun và kỹ thuật kết nối môđun. Các kết quả chính xác nhất sẽ đạt được nếu mức bức xạ được thiết lập để mang lại dòng điện ngắn mạch và công suất đỉnh của môđun chuẩn.

CHÚ THÍCH 3: Nếu phân bố không gian trong vùng thử nghiệm là không xác định và sử dụng tế bào chuẩn làm thiết bị chuẩn thì kết quả đo của thiết bị cần thử nghiệm có thể thay đổi nếu tế bào chuẩn được định vị lại trong vùng thử nghiệm. Do đó, vị trí tối ưu cho vị trí của tế bào chuẩn phải được xác định bằng cách chọn vị trí bức xạ trung bình trong vùng thử nghiệm môđun. Có thể giảm hiệu ứng này bằng cách sử dụng môđun chuẩn hiệu chuẩn có kích thước tương tự thiết bị cần thử nghiệm.

CHÚ THÍCH 4: Điện áp hở mạch hoặc hệ số điền đầy có thể bị ảnh hưởng bởi sự phân bố phổ bức xạ của nguồn sáng. Nếu cần, hiệu ứng này cần được phân tích bằng cách so sánh với kết quả đo được ghi lại dưới ánh sáng mặt trời tự nhiên.

7  Phép đo trong ánh sáng mặt trời mô phỏng xung

Việc mô phỏng ánh sáng mặt trời xung đối với phép đo tính năng quang điện phải đáp ứng các yêu cầu của TCVN 12678-9 (IEC 60904-9). Tính đồng nhất của phân bố ánh sáng trong vùng thử nghiệm phải được biết và kiểm tra định kỳ. Độ chính xác của phép đo phải được kiểm tra xác nhận định kỳ bằng các phép đo liên tiếp ở cùng điều kiện thử nghiệm.

CHÚ THÍCH: Hai loại mô phỏng năng lượng mặt trời dạng xung thường được sử dụng là: Hệ thống xung dài có độ dài xung lên tới 1 s và thu được đặc tính I-V trong một chớp sáng và hệ thống xung ngắn sử dụng đèn chớp có độ dài xung <1 ms, thu được một điểm dữ liệu I-V trên một chớp sáng. Việc sử dụng bộ mô phỏng năng lượng mặt trời với xung ngắn có thể không thích hợp đối với phép đo I-V chính xác của tế bào mặt trời và môđun mặt trời có điện dung cao.

Ba phương pháp hiệu chuẩn có thể được áp dụng. Nếu thiết bị cần thử nghiệm có cùng kích thước với thiết bị chuẩn, sử dụng phương pháp A. Nếu thiết bị cần thử nghiệm lớn hơn thiết bị chuẩn, sử dụng phương pháp B. Nếu thiết bị cần thử nghiệm nhỏ hơn thiết bị chuẩn, sử dụng phương pháp C.

...

...

...

Thiết kế của thiết bị cần thử nghiệm phải giống hệt với thiết bị chuẩn về kích thước và đặc tính điện. Đối với các môđun, yêu cầu này liên quan đến kiểu tế bào và mạch đấu nối tế bào. Thiết bị chuẩn và thiết bị cần thử nghiệm phải được đặt tại cùng một vị trí trong vùng thử nghiệm.

Phương pháp B:

Sự phân bố bức xạ trong mặt phẳng thử nghiệm có thể không hoàn toàn đồng nhất. Bức xạ hiệu quả là bức xạ trung bình trên một vùng hoạt động của thiết bị. Đối với thiết bị chuẩn nhỏ hơn thiết bị thử nghiệm, thiết bị chuẩn phải được đo tại các vị trí khác nhau trong đường bao của thiết bị thử nghiệm. Cần sử dụng vị trí mang lại giá trị trung bình của các phép đo thiết bị chuẩn để định vị thiết bị chuẩn để thiết lập bức xạ trong 7.2.

Phương pháp C:

Sự phân bố bức xạ trong mặt phẳng thử nghiệm có thể không hoàn toàn đồng nhất. Bức xạ hiệu quả là bức xạ trung bình trên một vùng hoạt động của thiết bị. Đối với thiết bị chuẩn lớn hơn thiết bị thử nghiệm, thiết bị thử nghiệm phải được đo tại các vị trí khác nhau trong đường bao của thiết bị chuẩn. Vị trí mang lại giá trị trung bình của các phép đo thiết bị thử nghiệm cần được sử dụng để định vị thiết bị thử nghiệm trong các thử nghiệm tiếp theo.

Quy trình thử nghiệm như sau:

7.1  Đặt thiết bị chuẩn trong mặt phẳng thử nghiệm với bề mặt hoạt động của nó trong phạm vi ± 5° vuông góc với đường tâm của chùm tia.

CHÚ THÍCH: Cần lưu ý rằng mặt phẳng thử nghiệm của thiết bị mô phỏng năng lượng mặt trời đủ tiêu chuẩn theo TCVN 12678-9 (IEC 60904-9).

7.2  Đặt cường độ bức xạ tại mặt phẳng thử nghiệm sao cho thiết bị chuẩn tạo ra dòng điện ngắn mạch hiệu chuẩn hoặc công suất lớn nhất ở mức bức xạ mong muốn bằng phương pháp A, B hoặc C.

...

...

...

7.3  Nếu cần, tháo thiết bị chuẩn và đặt mẫu thử như mô tả ở 7.1.

CHÚ THÍCH: Cần cẩn thận để đảm bảo rằng vị trí của bộ theo dõi tế bào giống nhau trong suốt quá trình hiệu chuẩn và kiểm tra.

7.4  Đấu nối mẫu thử nghiệm với thiết bị đo cần thiết.

CHÚ THÍCH: Nếu chùm tia đủ rộng và đồng đều, mẫu thử có thể được đặt bên cạnh thiết bị chuẩn.

7.5   Nếu cần, để môđun thử nghiệm và thiết bị chuẩn ổn định trong phạm vi ± 1 °C của nhiệt độ môi trường xung quanh.

7.6  Ghi lại đặc tính dòng điện-điện áp và nhiệt độ của mẫu thử (hoặc nhiệt độ môi trường xung quanh, nếu nhiệt độ như nhau). Khoảng thời gian giữa các điểm dữ liệu phải đủ dài để đảm bảo rằng thời gian đáp ứng của mẫu thử nghiệm và tốc độ thu thập dữ liệu sẽ không gây ra sai số.

7.7  Nếu nhiệt độ của mẫu thử nghiệm không phải là nhiệt độ mong muốn thì hiệu chỉnh đặc tính dòng điện-điện áp đo được tới nhiệt độ này bằng cách sử dụng quy trình theo IEC 60891 (đối với các thiết bị tuyến tính). Đối với các thiết bị phi tuyến, tham khảo TCVN 12678-10 (IEC 60904-10) để được hướng dẫn xác định phạm vi thiết bị có thể được coi là tuyến tính.

CHÚ THÍCH 1: Trong trường hợp hệ thống xung dài, dữ liệu I-V có thể được ghi lại trong một dải bức xạ rộng. Cần cẩn thận trong việc sử dụng các tham số môđun để hiệu chỉnh bức xạ. Cần phải điều chỉnh kích hoạt để mang lại hiệu chỉnh bức xạ dương và âm tập trung vào bức xạ mục tiêu.

CHÚ THÍCH 2: Sự không đồng đều của cường độ bức xạ tới trên môđun đều có thể ảnh hưởng đến đặc tính I-V thu được. Hiệu ứng này bị ảnh hưởng bởi: điốt rẽ nhánh trong mạch liên kết của môđun, đặc tính I-V ngược của kiểu tế bào và phân bố bức xạ trong vùng thử nghiệm. Các hiệu ứng không đồng đều cần được phân tích và xem xét cẩn thận trong các phân tích độ không đảm bảo đo.

...

...

...

CHÚ THÍCH 4: Nếu phân bố không gian trong vùng thử nghiệm là không xác định và sử dụng tế bào chuẩn làm thiết bị chuẩn thì kết quả đo của thiết bị cần thử nghiệm có thể thay đổi nếu tế bào chuẩn được định vị lại trong vùng thử nghiệm. Do đó, vị trí tối ưu cho vị trí của tế bào chuẩn phải được xác định bằng cách chọn vị trí bức xạ trung bình trong vùng thử nghiệm môđun. Có thể giảm hiệu ứng này bằng cách sử dụng môđun chuẩn hiệu chuẩn có kích thước tương tự thiết bị cần thử nghiệm.

CHÚ THÍCH 5: Điện áp hở mạch hoặc hệ số điền đầy có thể bị ảnh hưởng bởi sự phân bố phổ bức xạ của nguồn sáng. Nếu cần, hiệu ứng này cần được phân tích bằng cách so sánh với kết quả đo được ghi lại dưới ánh sáng mặt trời tự nhiên.

CHÚ THÍCH 6: Tùy thuộc vào công nghệ tế bào, phép đo I-V có thể bị ảnh hưởng bởi tốc độ quét điện áp và hướng quét. Các tế bào có điện dung cao là khó xác định hơn. Những hiệu ứng này cần được phân tích cẩn thận trong một chương trình thử nghiệm. Các ảnh hưởng tiêu cực có thể được loại trừ khi các phép đo theo hướng điện áp dương bắt đầu từ dòng điện ngắn mạch và theo hướng điện áp âm bắt đầu từ điện áp hở mạch xếp chồng một cách tối ưu.

8  Báo cáo thử nghiệm

Báo cáo thử nghiệm có các đặc tính tính năng đo được và kết quả thử nghiệm phải được tổ chức thử nghiệm chuẩn bị theo ISO 17025. Báo cáo thử nghiệm phải có các dữ liệu sau:

a) Tiêu đề;

b) Tên và địa chỉ của phòng thử nghiệm và địa điểm thực hiện các thử nghiệm;

c) Nhận dạng duy nhất của báo cáo và của từng trang;

d) Tên và địa chỉ của khách hàng;

...

...

...

f) Mô tả môi trường thử nghiệm (ánh sáng mặt trời tự nhiên hoặc mô phỏng, và trong trường hợp mô phỏng, mô tả vắn tắt và loại mô phỏng);

g) Ngày nhận vật phẩm thử nghiệm và ngày hiệu chuẩn hoặc thử nghiệm, nếu thích hợp;

h) Tham chiếu đến quy trình lấy mẫu, nếu liên quan;

i) Nhận dạng phương pháp hiệu chuẩn hoặc phương pháp thử nghiệm được sử dụng;

j) Mọi sai khác do thêm vào hoặc bớt đi khỏi phương pháp hiệu chuẩn hoặc phương pháp thử nghiệm và bất kỳ thông tin nào khác liên quan đến hiệu chuẩn hoặc thử nghiệm cụ thể, như điều kiện môi trường;

k) Mô tả và nhận dạng thiết bị chuẩn sơ cấp và/hoặc thứ cấp (tế bào hoặc môđun PV);

l) Nhận dạng phương pháp hiệu chỉnh nhiệt độ và cường độ bức xạ của đặc tính đo được;

m) Kết quả thử nghiệm được hỗ trợ bằng các bảng và biểu đồ, bao gồm mức bức xạ, nhiệt độ của mẫu thử nghiệm và thiết bị chuẩn, các tham số môđun được sử dụng để hiệu chỉnh đặc tính dòng điện-điện áp;

n) Giá trị hiệu chỉnh sự không phù hợp được sử dụng trong phép đo hoặc ước tính sai số đưa vào do sử dụng thiết bị chuẩn không phù hợp;

...

...

...

p) Chữ ký và chức vụ, hoặc nhận dạng tương đương của (những) người nhận trách nhiệm đối với nội dung của báo cáo thử nghiệm và ngày cấp;

q) Tuyên bố rằng kết quả chỉ liên quan đến mẫu thử nghiệm;

r) Tuyên bố rằng không được sao chép tại báo cáo thử nghiệm này nếu không có sự phê chuẩn bằng văn bản của phòng thử nghiệm, ngoại trừ sao chép toàn bộ.