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

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.

6.6  Không thay đổi chế độ đặt của bộ mô phỏng, lấy các số đọc của đặc tính dòng điện-điện áp và nhiệt độ của mẫu thử nghiệm. Nếu được trang bị, cần sử dụng bộ cảm biến bức xạ để đảm bảo rằng cường độ bức xạ trong mặt phẳng thử nghiệm là giống nhau đối với thiết bị thử nghiệm như đối với thiết bị chuẩn. Trong trường hợp việc kiểm soát nhiệt độ của mẫu thử nghiệm không thực hiện được thì thực hiện phép đo ngay sau khi loại bỏ việc che (xem chú thích ở 5.3).

...

...

...

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.

Phương pháp A:

...

...

...

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.

CHÚ THÍCH: Trong hầu hết các bộ mô phỏng năng lượng mặt trời xung, phép đo I-V được kích hoạt bởi một cảm biến bức xạ (bộ theo dõi tế bào) khi cường độ bức xạ trong quá trình xung đạt đến mức đã được đặt trước đó với một thiết bị chuẩn.

...

...

...

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 3: 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.

...

...

...

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;

e) Mô tả và nhận dạng mẫu thử nghiệm (tế bào mặt trời, cụm lắp ráp tế bào mặt trời hoặc môđun PV);

...

...

...

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;

o) Tuyên bố về độ không đảm bảo ước tính của các kết quả thử nghiệm;

...

...

...

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.