Thuộc tính
Nội dung
Tiếng Anh (English)
Văn bản gốc/PDF
Lược đồ
Liên quan hiệu lực
Liên quan nội dung
Thuộc tính
Tải về
Các bản dự thảo

Đang tải văn bản...

Tiêu chuẩn TCVN 12678-2:2025 về Thiết bị quang điện - Phần 2

Số hiệu:	TCVN12678-2:2025	Loại văn bản:	Tiêu chuẩn Việt Nam
Nơi ban hành:	***	Người ký:	***
Ngày ban hành:	Năm 2025	Ngày hiệu lực:
ICS:	27.160	Tình trạng:	Đã biết

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 12678-2:2025

IEC 60904-2:2023

THIẾT BỊ QUANG ĐIỆN - PHẦN 2: YÊU CẦU ĐỐI VỚI THIẾT BỊ QUANG ĐIỆN CHUẨN

Photovoltaic devices - Part 2: Requirements for photovoltaic reference devices

Lời nói đầu

TCVN 12678-2:2025 (IEC 60904-2:2023) thay thế TCVN 12678-2:2020 (IEC 60904-2:2015);

TCVN 12678-2:2025 hoàn toàn tương đương với IEC 60904-2:2023;

TCVN 12678-2:2025 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn Quốc gia TCVN/TC/E13 Năng lượng tái tạo biên soạn, Viện Tiêu chuẩn Chất lượng Việt Nam đề nghị, Ủy ban Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng Quốc gia thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

...

Bạn phải đăng nhập hoặc đăng ký Thành Viên TVPL Pro để sử dụng được đầy đủ các tiện ích gia tăng liên quan đến nội dung TCVN.

Mọi chi tiết xin liên hệ: ĐT: (028) 3930 3279 DĐ: 0906 22 99 66

- 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 12678-2:2025 (IEC 60904-2:2023), Phần 2: Yêu cầu đối với thiết bị quang điện chuẩn

- 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 12678-5:2025 (IEC 60904-5:2022), Phần 5: Xác định nhiệt độ tương đương của tế bào 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 2: YÊU CẦU ĐỐI VỚI THIẾT BỊ QUANG ĐIỆN CHUẨN

Photovoltaic devices - Part 2: Requirements for photovoltaic reference devices

1 Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này đưa ra các yêu cầu đối với việc phân loại, lựa chọn, bao gói, ghi nhãn, hiệu chuẩn và bảo dưỡng các thiết bị quang điện (PV) chuẩn.

Tiêu chuẩn này áp dụng cho các thiết bị quang điện chuẩn được sử dụng để đo cường độ bức xạ của ánh sáng mặt trời tự nhiên hoặc mô phỏng dùng cho mục đích đánh giá tính năng về điện của các thiết bị quang điện (tế bào, môđun và dàn quang điện). Tiêu chuẩn này không áp dụng cho các thiết bị quang điện chuẩn để sử dụng dưới ánh sáng mặt trời tập trung.

2 Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau rất cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng phiên 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, bổ sung (nếu có).

...

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 12678-4 (IEC 60904-4), Thiết bị quang điện - Phần 4: Thiết bị chuẩn quang điện - Quy trình thiết lập liên kết chuẩn hiệu 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 12678-8 (IEC 60904-8), Thiết bị quang điện - Phần 8: Phép đo đáp ứng phổ 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

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)

IEC TS 61836, Solar photovoltaic energy systems - Terms, definitions and symbols (Hệ thống năng lượng quang điện mặt trời - Thuật ngữ, định nghĩa và ký hiệu)

...

Tiêu chuẩn này áp dụng các thuật ngữ và định nghĩa trong IEC TS 61836 và thuật ngữ và định nghĩa dưới đây.

3.1

Liên kết chuẩn hiệu chuẩn (calibration traceability)

<của thiết bị quang điện chuẩn> Yêu cầu đối với thiết bị quang điện chuẩn bất kỳ, phải liên kết giá trị hiệu chuẩn của nó với các đơn vị SI thông qua một chuỗi chuyển giao hiệu chuẩn liên tục và được lập tài liệu, bao gồm các độ không đảm bảo đã nêu.

Chú thích 1: Các thiết bị quang điện chuẩn được phân biệt bởi vị trí của chúng trong một chuỗi liên kết chuẩn hiệu chuẩn.

[NGUỒN: TCVN 12678-4:2020 (IEC 60904-4:2019), 3.6, đã sửa đổi - Thuật ngữ "liên kết chuẩn" đã được thay thế bằng "liên kết chuẩn hiệu chuẩn" và Chú thích 1 đã được thay thế.]

3.2

Thiết bị chuẩn (reference devices)

Thiết bị quang điện được liên kết chuẩn hiệu chuẩn.

...

3.3

Thiết bị chuẩn đầu (primary reference device)

Thiết bị quang điện chuẩn mà việc hiệu chuẩn dựa trên chuẩn thứ để truy nguyên cường độ bức xạ theo đơn vị SI như quy định tại TCVN 12678-4 (IEC 60904-4).

Chú thích 1: Thông thường, một tế bào PV thường được sử dụng làm thiết bị chuẩn cho phép đo cường độ bức xạ ánh sáng tự nhiên hoặc mô phỏng.

Chú thích 2: Các thiết bị chuẩn đầu thường được sử dụng để hiệu chuẩn thiết bị chuẩn thứ bởi các phòng thí nghiệm hiệu chuẩn và phòng thử nghiệm.

Chú thích 3: Thường được hiệu chuẩn định kỳ.

3.4

Thiết bị chuẩn thứ (secondary reference device)

Thiết bị quang điện chuẩn được hiệu chuẩn trong ánh sáng mặt trời tự nhiên hoặc mô phỏng theo thiết bị chuẩn đầu.

...

Chú thích 2: Thường được hiệu chuẩn định kỳ.

3.5

Thiết bị chuẩn công tác (working reference device)

Thiết bị quang điện chuẩn được hiệu chuẩn trong ánh sáng mặt trời tự nhiên hoặc mô phỏng theo thiết bị chuẩn thứ.

Chú thích 1: Các thiết bị chuẩn công tác thường được sử dụng để đo thường xuyên hàng ngày trong sản xuất công nghiệp và giám sát.

Chú thích 2: Thường được hiệu chuẩn định kỳ.

3.6

Tế bào chuẩn (reference cell)

Thiết bị quang điện chuẩn gồm một tế bào quang điện đơn lẻ.

...

Chú thích 2: Thông thường, các tế bào chuẩn cũng được trang bị một cửa sổ bảo vệ và được nhúng trong một lớp bảo vệ.

Chú thích 3: Khuyến nghị sử dụng: như thiết bị chuẩn đầu, thứ và công tác trong phòng thí nghiệm.

Chú thích 4: Nếu hệ thống lớp bảo vệ đã được chứng minh có khả năng chịu được tiếp xúc ngoài trời lâu dài, áp dụng các mức thử nghiệm theo bộ TCVN 6781 (IEC 61215) [1], thì các tế bào chuẩn này cũng có thể phù hợp để sử dụng như thiết bị giám sát để đánh giá trong thời gian dài vận hành của các dàn PV.

Chú thích 5: Nếu tế bào chuẩn được trang bị một cửa sổ bảo vệ nhưng không có lớp bảo vệ, thì chỉ nên sử dụng để đo hiệu suất của các thiết bị PV khác bằng ánh sáng mặt trời chùm tia trực tiếp tự nhiên hoặc mô phỏng.

Hình 1 - Bao gói tế bào đơn

3.7

Tế bào chuẩn đơn trong bao gói có nhiều tế bào (single reference cell in a multi-cell package)

Thiết bị chuẩn gồm một tế bào quang điện đơn được gắn trong một bao gói trong đó khung, hệ thống lớp bảo vệ, hình dạng, kích thước và khoảng cách của các tế bào xung quanh nó giống như trong môđun PV cần thử nghiệm.

...

3.8

Môđun chuẩn (reference module)

Thiết bị chuẩn gồm một môđun quang điện.

Chú thích 1: Sử dụng được khuyến nghị: để đo các môđun khác để đạt được sự tương ứng về kích thước, kết cấu cơ, đặc tính quang và mạch điện của môđun chuẩn và môđun thử nghiệm, để giảm thiểu sự khác biệt do mô phỏng không đồng nhất về không gian của bộ mô phỏng mặt trời, phản xạ bên trong, phân bố nhiệt độ và không phù hợp phổ.

Chú thích 2: Do thành phần tán xạ của ánh sáng mặt trời tự nhiên và sự không vuông góc của ánh sáng mặt trời mô phỏng tương tác với lớp bảo vệ và lớp phía sau của một môđun PV và ảnh hưởng đến lượng bức xạ mà một tế bào cụ thể nhận được, nên khuyến nghị rằng các thiết bị chuẩn dùng để đo các môđun PV, các cụm nhỏ của môđun PV và các dàn PV cần được bao bọc sao cho phù hợp với các đặc điểm cơ học và quang học của thiết bị cần thử nghiệm.

3.9

Điện trở shunt tích hợp (built-in shunt resistors)

Điện trở được nối giữa các đầu nối ra của thiết bị quang điện kể cả dây nối.

Chú thích 1: Điện trở shunt đầu ra của thiết bị quang điện cung cấp điện áp đầu ra cần đo và tránh các phương tiện do người dùng cung cấp để thiết lập tình trạng ngắn mạch.

...

4 Chọn thiết bị chuẩn

4.1 Yêu cầu chung

Tùy thuộc vào mục đích sử dụng, các thiết bị chuẩn cần phải đáp ứng các yêu cầu khác nhau về khả năng đáp ứng phổ, kết cấu cơ, đặc tính quang, kích thước và mạch điện. Đáp ứng phổ của thiết bị chuẩn, ví dụ được xác định bằng sự truyền dẫn của cửa sổ bảo vệ bất kỳ phía trước thiết bị chuẩn và đáp ứng phổ của chính thiết bị chuẩn. Do đó đáp ứng phổ tổng thể có thể được thích ứng bằng cách sử dụng bộ lọc thích hợp hoặc bổ sung cho cửa sổ bảo vệ.

Các thiết bị chuẩn cần được chế tạo bằng công nghệ PV đã được chứng minh là ổn định theo thời gian. Cụ thể, giá trị hiệu chuẩn không được thay đổi sau khi thiết bị chuẩn đã tiếp xúc với bức xạ mặt trời, nhiệt độ của thiết bị khác với nhiệt độ hiệu chuẩn và/hoặc lưu giữ kéo dài trong bóng tối. Các đặc tính quang điện của một thiết bị chuẩn phải ổn định theo các yêu cầu trong Điều 11.

Thiết bị chuẩn phải có kết cấu sao cho các tham số về tính năng quang điện, cụ thể là dòng điện ngắn mạch và công suất tối đa, có thể đo được. Ngoại lệ duy nhất là các thiết bị có điện trở shunt tích hợp, xem 4.4.

4.2 Yêu cầu bổ sung đối với tế bào chuẩn đơn trong bao gói có nhiều tế bào

Đường nét đứt trên Hình 2 chỉ ra kích thước tối thiểu chấp nhận được của bao gói có nhiều tế bào. Đối với các bố trí tế bào khác, ví dụ như các tế bào cắt đôi, áp dụng cấu hình tương tự.

Hình 2 - Tế bào chuẩn đơn trong bao gói có nhiều tế bào

...

Yêu cầu bổ sung áp dụng cho các môđun chuẩn:

a) Điốt nối tắt:

• các môđun chuẩn chung, được sử dụng để đo một dãy các kiểu và kết cấu hình học của môđun, không nên có điốt nối tắt. Việc có hoặc không có điốt nối tắt phải được lưu ý và xem xét cùng với các điều kiện đo, đặc biệt là sự không đồng nhất về không gian của bức xạ trên môđun trong quá trình đo;

• đối với các môđun chuẩn, được thiết kế phù hợp với môđun cần thử nghiệm thì số lượng, kiểu và đấu nối của điốt nối tắt (nếu có) phải phù hợp với các môđun cần thử nghiệm.

b) Nếu môđun chuẩn được làm từ các tế bào rời thì chúng phải được ghép nối như dưới đây, tùy thuộc vào sử dụng dự kiến của môđun chuẩn:

• nếu chỉ sử dụng dòng điện ngắn mạch của môđun chuẩn thì dòng ngắn mạch của các tế bào riêng lẻ phải được ghép nối trong phạm vi ± 1 %;

• nếu sử dụng thêm hoặc chỉ sử dụng các tham số khác (ví dụ như công suất lớn nhất) thì cả dòng điện ngắn mạch và hệ số điền đầy của các tế bào riêng lẻ phải được ghép nối trong phạm vi ± 1 %.

Việc ghép nối các tế bào riêng lẻ là trách nhiệm của nhà chế tạo môđun chuẩn, lưu ý rằng quá trình ghép nối này cũng có thể bị ảnh hưởng bởi quá trình bao bọc bảo vệ hoặc ép lớp. Phòng thí nghiệm hiệu chuẩn không bắt buộc phải kiểm tra việc ghép nối các tế bào. Tuy nhiên, nếu đường cong I-V của môđun chuẩn cho thấy phản hồi không đồng đều (ví dụ: có các “bậc” rõ rệt trên đường cong I-V), thì vấn đề này cần được trao đổi giữa phòng thí nghiệm hiệu chuẩn và khách hàng cung cấp mô-đun trước khi tiếp tục hiệu chuẩn.

4.4 Yêu cầu đối với điện trở shunt tích hợp

...

(1)

trong đó:

R_CAL

là điện trở shunt tích hợp;

I_SC

là dòng điện ngắn mạch của thiết bị chuẩn ở điều kiện chuẩn mong muốn;

V_OC

là điện áp mạch hở của thiết bị chuẩn ở điều kiện chuẩn mong muốn.

...

Khuyến nghị rằng điện trở shunt là một điện trở 4 dây tháo ra được để cho phép các phép đo (dựa trên dòng điện) chuẩn của đáp ứng phổ và kiểm tra định kỳ sự ổn định của thiết bị chuẩn bằng cách đo đường cong I-V theo TCVN 12678-1 (IEC 60904-1). Tuy nhiên, độ tái lập của kết nối điện phải được duy trì.

Công thức (1) có nghĩa là điện áp đầu ra đo được của một tế bào chuẩn nối tắt cần nhỏ hơn 20 % điện áp mạch hở của nó. Đối với tinh thể silic điển hình, nó tương đương với đầu ra khoảng 120 mV.

5 Đo nhiệt độ

Phải có phương tiện để xác định nhiệt độ tế bào chuẩn hoặc môđun chuẩn, nhiệt độ tế bào tương đương (ECT), theo TCVN 12678-5 (IEC 60904-5). Cảm biến đo nhiệt độ và dụng cụ đo phải có độ không đảm bảo đo 1 °C hoặc nhỏ hơn. Độ không đảm bảo đo yêu cầu cho các phép đo nhiệt độ của mối nối tế bào phải nhỏ hơn 2,0 °C cho tất cả các thiết bị chuẩn.

6 Đấu nối điện

Các đấu nối điện đến các tế bào chuẩn không tích hợp điện trở shunt phải là hệ thống tiếp xúc bốn dây (đầu dò Kelvin). Phải tránh các sai số đo do sụt điện áp dọc theo các thanh tiếp xúc của tế bào và kết nối.

Các đấu nối điện đến môđun chuẩn phải được thiết kế để đáp ứng các yêu cầu của TCVN 12678-1 (IEC 60904-1).

7 Hiệu chuẩn

7.1 Yêu cầu chung

...

Phòng thí nghiệm thực hiện hiệu chuẩn thiết bị chuẩn phải duy trì một báo cáo phân tích độ không đảm bảo đo bằng văn bản cũng như độ tái lập và kết quả từ so sánh liên phòng.

7.2 Các giá trị hiệu chuẩn

Từng thiết bị chuẩn phải được hiệu chuẩn theo các giá trị hiệu chuẩn của nó ở các điều kiện chuẩn mong muốn. Các giá trị hiệu chuẩn phải được ghi vào báo cáo cùng với ba tham số chính là tổng cường độ bức xạ, nhiệt độ tiếp giáp thiết bị và cường độ bức xạ phổ. Các điều kiện hiệu chuẩn phổ biến nhất là điều kiện thử nghiệm tiêu chuẩn (STC). Hiệu chuẩn ở STC phải là tổng cường độ bức xạ 1 000 W·m^-², nhiệt độ tiếp giáp thiết bị 25 °C với phân bố phổ bức xạ chuẩn như được xác định trong TCVN 12678-3 (IEC 60904-3). Đôi khi hiệu chuẩn được yêu cầu ở các điều kiện khác. Thiết bị chuẩn có thể có nhiều giá trị hiệu chuẩn cho các điều kiện chuẩn mong muốn khác nhau. Cụ thể, IEC 61853-1 [2] yêu cầu sử dụng thiết bị chuẩn ở một dải cường độ bức xạ và nhiệt độ và do đó, hiệu chuẩn ở các điều kiện tương ứng.

Các phương pháp hiệu chuẩn các thiết bị chuẩn đầu có trong TCVN 12678-4 (IEC 60904-4). Quy trình cho thiết bị chuẩn thứ được mô tả ở Điều 13. Việc hiệu chuẩn các thiết bị chuẩn công tác được xác định ở Điều 14.

7.3 Đáp ứng phổ

Nhìn chung, đáp ứng phổ ở các điều kiện dòng điện ngắn mạch của từng thiết bị chuẩn phải được đo theo TCVN 12678-8 (IEC 60904-8). Đối với các ngoại lệ liên quan đến các chuẩn công tác, xem Điều 14.

7.4 Hệ số nhiệt độ

Việc xác định (các) hệ số nhiệt độ của từng thiết bị chuẩn theo IEC 60891 được lựa chọn nhưng phụ thuộc vào việc sử dụng có thể bắt buộc và được khuyến nghị trong bất kỳ trường hợp nào. Nếu (các) hệ số nhiệt độ được xác định cũng như sự phụ thuộc độ tuyến tính của chúng theo TCVN 12678-10 (IEC 60904-10) phải được báo cáo. Đối với các ngoại lệ liên quan đến các chuẩn công tác, xem Điều 14.

7.5 Độ tuyến tính

...

8 Tài liệu và báo cáo

8.1 Yêu cầu chung

Thông tin được cung cấp trong 8.2 và 8.3 phải được ghi lại cho từng thiết bị tham chiếu.

8.2 Tài liệu thiết bị

Nhà chế tạo thiết bị chuẩn biên soạn tờ dữ liệu phải có các thông tin sau:

a) số nhận diện duy nhất của thiết bị;

b) nhà chế tạo tế bào và nhà chế tạo thiết bị;

c) loại vật liệu;

d) kiểu bao gói;

...

f) sơ đồ mạch điện, cụ thể là tất cả các bộ nối;

g) loại cảm biến nhiệt độ (nếu áp dụng) và độ không đảm bảo đo của nó;

h) loại điện trở shunt, điện trở danh nghĩa và hệ số nhiệt độ (nếu áp dụng).

Đối với các môđun chuẩn, phải ghi thêm các thông tin sau đây:

i) nhà chế tạo môđun;

j) ký hiệu model;

k) số sê-ri;

l) công nghệ tế bào;

m) cấu trúc và kích thước của môđun;

...

o) có hoặc không có điốt nối tắt và nếu có, số lượng và loại của chúng.

8.3 Báo cáo hiệu chuẩn

Khi hiệu chuẩn thiết bị chuẩn, báo cáo hiệu chuẩn phải gồm các thông tin sau:

a) số nhận diện duy nhất của thiết bị;

b) chỉ ra rằng thiết bị có điện trở shunt tích hợp (nếu áp dụng);

c) kiểu (tế bào chuẩn đầu; thiết bị chuẩn thứ, thiết bị chuẩn công tác);

d) tổ chức hiệu chuẩn;

e) địa điểm và ngày hiệu chuẩn;

f) phương pháp hiệu chuẩn (tham chiếu đến tiêu chuẩn);

...

h) kiểu bộ mô phỏng và phân cấp (nếu áp dụng)

i) (các) giá trị hiệu chuẩn và các điều kiện chuẩn tương ứng (tổng cường độ bức xạ, nhiệt độ tiếp giáp thiết bị, phổ bức xạ); trong trường hợp hiệu chuẩn theo đặc tính I-V, phải ghi vào báo cáo dòng điện ngắn mạch và công suất lớn nhất; điện áp hở mạch cũng cần ghi vào báo cáo;

j) đáp ứng phổ (nếu áp dụng);

k) hệ số nhiệt độ của (các) giá trị hiệu chuẩn cũng như sự phụ thuộc tuyến tính (nếu áp dụng);

l) độ tuyến tính (nếu áp dụng);

m) độ không đảm bảo đo đối với điểm i), j), k) và l);

n) giá trị hiệu chỉnh sự không phù hợp phổ được sử dụng trong phép đo hoặc ước tính độ không đảm bảo đo do sử dụng thiết bị tương đương.

o) tuyên bố rằng các phép đo bắt nguồn từ thiết bị tương đương và một nhận diện của các phép đo đó (nếu áp dụng);

p) nhận diện duy nhất (các) thiết bị tương đương (nếu áp dụng).

...

q) minh họa kiểu, hình dạng và vị trí của các tiếp xúc điện trong quá trình hiệu chuẩn.

9 Ghi nhãn

Thiết bị chuẩn phải mang số seri hoặc số nhận diện rõ ràng, không thể xóa để tham chiếu chéo đến tờ dữ liệu của nó.

10 Bao gói

10.1 Bao gói khuyến nghị để sử dụng trong ánh sáng mặt trời tự nhiên

Thiết bị chuẩn được sử dụng để đo trong ánh sáng mặt trời tự nhiên phải đáp ứng với các biến thể trong phân bố hình học của bức xạ tới theo cách giống như mẫu thử nghiệm (tế bào, các cụm lắp ráp các tế bào, môđun). Vì lớp bảo vệ và các lớp phía sau đáp ứng với thành phần khuếch tán của ánh sáng mặt trời tự nhiên nên khuyến nghị rằng các tế bào chuẩn được sử dụng để đo các môđun được bọc trong một bao gói có nhiều tế bào (xem Hình 2), mô phỏng các tham số quang lân cận của môđun.

Trong trường hợp này, khung, hệ thống lớp bảo vệ, hình dạng và kích thước và khoảng cách của các tế bào xung quanh tế bào chuẩn phải giống như trong môđun cần thử nghiệm. Các tế bào xung quanh có thể là thật hoặc giả có cùng đặc tính quang. Đường nét đứt trên Hình 2 chỉ ra kích thước tối thiểu có thể chấp nhận được của bao gói có nhiều tế bào cho thử nghiệm ngoài trời.

10.2 Bao gói khuyến nghị để sử dụng với bộ mô phỏng mặt trời

Ở một số bộ mô phỏng cho phép nhiều phản xạ ánh sáng đến và đi từ thiết bị cần thử nghiệm, cường độ bức xạ trên mặt phẳng thử nghiệm có thể thay đổi phụ thuộc vào việc có hay không có thiết bị cần thử nghiệm. Do đó, để đo chính xác cường độ bức xạ xuất hiện khi mẫu thử được đặt đúng vị trí, các thiết bị chuẩn được sử dụng trong các bộ mô phỏng phải được bao gói theo cách giống như mẫu thử nghiệm sao cho sự thay đổi cường độ bức xạ do nhiều phản xạ là giống nhau cho cả thiết bị chuẩn và thiết bị cần thử nghiệm.

...

Ngoài ra, có thể tuân theo các yêu cầu được đưa ra cho các tế bào chuẩn để sử dụng trong ánh sáng mặt trời tự nhiên.

10.3 Bao gói tế bào đơn

Nếu sử dụng bao gói tế bào đơn, thực hiện theo các khuyến nghị sau:

a) Trường nhìn tối thiểu là 160°. Trong trường hợp có một cửa sổ bảo vệ, các đặc tính quang học của nó cần được xem xét khi xác định góc nhìn hiệu quả của tế bào quang điện. Góc nhìn đặc biệt quan trọng cho các phép đo dưới ánh sáng mặt trời tự nhiên, trong khi đối với việc sử dụng trên các bộ mô phỏng mặt trời với một phạm vi góc tới hạn chế, điều này ít quan trọng hơn.

b) Tất cả các bề mặt trong bao gói trong tầm nhìn của tế bào không phản xạ, với độ hấp thụ ít nhất 0,95 trong dải đáp ứng bước sóng của tế bào.

c) Vật liệu được sử dụng để liên kết tế bào với giá đỡ phải có khả năng chống suy giảm, cả về điện và quang. Đặc tính vật lý của nó cần duy trì ổn định trong toàn bộ thời gian sử dụng dự kiến.

d) Nên sử dụng cửa sổ bảo vệ. Nếu được bao kín, không gian giữa cửa sổ và tế bào cần được lấp đầy bằng một lớp bảo vệ ổn định. Cả cửa sổ bảo vệ và lớp bảo vệ cần trong suốt trong dải bước sóng trong đó thiết bị chuẩn PV có đáp ứng phổ khác không. Chỉ số khúc xạ của vỏ bọc phải tương tự (trong phạm vi 10 %) như của cửa sổ để giảm thiểu sai số do sự phản xạ bên trong của ánh sáng. Sự truyền qua, đồng nhất và bám dính của vỏ bọc không bị ảnh hưởng bất lợi bởi ánh sáng cực tím và nhiệt độ làm việc.

e) Cửa sổ bảo vệ có thể bao gồm một bộ lọc để phù hợp với đáp ứng phổ của tế bào chuẩn so với mẫu thử, với điều kiện là các yêu cầu khác của d) được đáp ứng.

Hình 1 chỉ ra một ví dụ về bao gói tế bào đơn phù hợp. Các bao gói tế bào đơn phù hợp khác có thể có trong tài liệu số [3] hoặc số [4] của Thư mục tài liệu tham khảo.

...

Thiết bị chuẩn cần được hiệu chuẩn lại hàng năm.

Cửa sổ của thiết bị chuẩn được bao gói phải được giữ sạch và không có vết xước.

Các tế bào chuẩn không được che phải được bảo quản chống hư hại, nhiễm bẩn và suy giảm.

Thiết bị chuẩn cho thấy có khuyết tật bất kỳ có thể có ảnh hưởng bất lợi đến chức năng của nó thì không được sử dụng.

Giá trị hiệu chuẩn của thiết bị chuẩn có thể thay đổi một cách có hệ thống như là một hàm của thời gian đối với các lần hiệu chuẩn liên tiếp. Nếu giá trị hiệu chuẩn của thiết bị chuẩn thay đổi quá 1 % so với hiệu chuẩn trước đó hoặc quá 5 % so với hiệu chuẩn ban đầu thì không được sử dụng làm thiết bị chuẩn.

12 Sử dụng các thiết bị chuẩn

Các thiết bị chuẩn phải được sử dụng ở các giá trị cường độ bức xạ ±10 % và nhiệt độ ±5 °C so với các giá trị mà chúng đã được hiệu chuẩn. Đối với các phạm vi được nêu, việc sử dụng một phép hiệu chỉnh đơn giản theo các quy trình đã được thiết lập trong IEC 60891 với các hệ số hiệu chỉnh chung là chấp nhận được, miễn là các độ không đảm bảo đo bổ sung được tính đến.

Việc sử dụng các thiết bị chuẩn ngoài các phạm vi nêu trên yêu cầu thêm những nội dung sau ngoài việc hiệu chuẩn đơn lẻ tại một điều kiện chuẩn (thường là STC):

a) Một hiệu chuẩn riêng cho mỗi điều kiện chuẩn mong muốn mà thiết bị sẽ được sử dụng: hoặc

...

c) Nếu được sử dụng trên một phạm vi bức xạ rộng hơn: xác định độ tuyến tính (đầu ra so với bức xạ) trong phạm vi bức xạ liên quan theo TCVN 12678-10 (IEC 60904-10) và các phép hiệu chỉnh thích hợp cho sự khác biệt giữa bức xạ trong quá trình sử dụng và bức xạ hiệu chuẩn.

Thiết bị chuẩn có thể được sử dụng trong các phạm vi điều kiện đã nêu ở trên xung quanh các điều kiện chuẩn bổ sung với a). Ngoài ra, nó có thể được sử dụng với giá trị hiệu chuẩn của điều kiện chuẩn ban đầu trên một phạm vi nhiệt độ rộng hơn với b) hoặc một phạm vi bức xạ rộng hơn với c). Nếu mong muốn sử dụng trên các phạm vi nhiệt độ và bức xạ rộng hơn, cả b) và c) đều cần thiết.

13 Hiệu chuẩn thiết bị chuẩn thứ theo tế bào chuẩn đầu

13.1 Yêu cầu chung

Điều này mô tả quy trình hiệu chuẩn thiết bị chuẩn thứ trong ánh sáng mặt trời tự nhiên hoặc mô phỏng theo tế bào chuẩn đầu mà việc hiệu chuẩn có thể liên kết chuẩn tới các đơn vị SI theo TCVN 12678-4 (IEC 60904-4). Quy trình được mô tả là một ví dụ và các quy trình hiệu chuẩn khác cũng được chấp nhận miễn là chúng đáp ứng các yêu cầu của 7.1. Trong mọi trường hợp, sự không phù hợp phổ giữa tế bào chuẩn đầu và thiết bị chuẩn thứ dưới bức xạ được sử dụng cho việc hiệu chuẩn phải được xác định theo TCVN 12678-7 (IEC 60904-7).

Tế bào chuẩn đầu được hiệu chuẩn sao cho đầu ra (dòng điện ngắn mạch hoặc điện áp trên một điện trở shunt tích hợp trong trường hợp tế bào có tích hợp điện trở shunt) có thể được sử dụng để xác định mức độ bức xạ của ánh sáng mặt trời tự nhiên hoặc ánh sáng mô phỏng. Giá trị hiệu chuẩn của thiết bị chuẩn thứ có thể được xác định bằng cách đo:

a) đầu ra (dòng điện ngắn mạch hoặc điện áp trên một điện trở shunt tích hợp trong trường hợp thiết bị có tích hợp điện trở shunt). Đây là phương pháp hiệu chuẩn phổ biến nhất nếu thiết bị chuẩn thứ là một tế bào;

b) Đặc tính dòng điện-điện áp theo TCVN 12678-1 (IEC 60904-1). Điều này cho phép hiệu chuẩn công suất tối đa và dòng điện ngắn mạch. Đây là phương pháp hiệu chuẩn phổ biến nhất nếu thiết bị chuẩn thứ là một môđun.

Đối với các thiết bị chuẩn thứ có điện trở shunt tích hợp, chỉ có a) là áp dụng, vì b) không khả thi. Đối với các thiết bị chuẩn thứ không có điện trở shunt tích hợp, việc lựa chọn phương pháp hiệu chuẩn phụ thuộc vào mục đích sử dụng. Để biết hướng dẫn về việc sử dụng dòng điện ngắn mạch hoặc công suất tối đa của một thiết bị chuẩn, tham khảo IEC TR 60904-14 [5].

...

13.2 Ánh sáng mặt trời tự nhiên

Hiệu chuẩn trong ánh sáng mặt trời tự nhiên phải được thực hiện trong các điều kiện sau:

a) thời tiết trong, nắng với cường độ bức xạ khuếch tán không lớn hơn 20 % của tổng xạ. Để xác định sự đóng góp của cường độ bức xạ khuếch tán, xem TCVN 12678-4 (IEC 60904-4);

b) không hình thành đám mây có thể quan sát trong phạm vi 30° của mặt trời.

c) tổng bức xạ (mặt trời + bầu trời + phản xạ mặt đất) không nhỏ hơn 800 W·m², được đo bằng tế bào chuẩn đầu.

d) khối lượng không khí hình học nằm giữa AM1 và AM2.

e) bức xạ đủ ổn định sao cho sự thay đổi tín hiệu đầu ra của tế bào chuẩn nhỏ hơn ± 0,5 % trong thời gian thực hiện phép đo.

13.3 Ánh sáng mặt trời mô phỏng

Ánh sáng mặt trời mô phỏng để hiệu chuẩn có thể là liên tục hoặc xung. Thông thường các tế bào chuẩn đầu và các thiết bị chuẩn thứ được đặt cạnh nhau và đo cùng một lúc. Trong trường hợp này, bộ mô phỏng phải là cấp AAA phù hợp với TCVN 12678-9 (IEC 60904-9) với yêu cầu bổ sung rằng độ không đồng đều của bức xạ nhỏ hơn ± 1 % trong bề mặt bao gồm thiết bị cần hiệu chuẩn và thiết bị chuẩn đầu. Đối với 13.1 a), yêu cầu của cấp A liên quan đến sự không ổn định theo thời gian được xác định trong TCVN 12678-9 (IEC 60904-9) chỉ cần được đáp ứng cho sự không ổn định ngắn hạn (STI) vì sự không ổn định dài hạn (LTI) không liên quan trong trường hợp này. Trong trường hợp thiết bị chuẩn đầu và thứ có cùng kích thước hoặc có kích thước tương tự nhau (tỷ lệ của các phạm vi hoạt động trong phạm vi từ 0,5 đến 2,0), phải thực hiện phép đo bổ sung trao đổi vị trí của chúng. Kết quả là hợp lệ nếu cả hai phép đo nằm trong độ không đảm bảo đo.

...

Trong trường hợp đặc biệt, tế bào chuẩn đầu và thiết bị chuẩn thứ có cùng kích thước hoặc tương tự nhau (tỷ lệ của vùng hoạt động trong phạm vi từ 0,5 đến 2,0) và ánh sáng mặt trời mô phỏng liên tục ổn định, hai thiết bị có thể được đặt lần lượt vào cùng vị trí và được đo liên tiếp. Trong trường hợp này, bộ mô phỏng phải là cấp AAA theo TCVN 12678-9 (IEC 60904-9) với yêu cầu bổ sung rằng LTI của bức xạ nhỏ hơn ± 1 %, trong đó LTI ứng với tổng khoảng thời gian cần thiết cho các phép đo. Bộ mô phỏng năng lượng mặt trời dạng xung cũng có thể thích hợp nếu độ lặp lại của từng xung tốt hơn 1 %.

Trong mọi trường hợp, phân tích độ không đảm bảo đo chi tiết có tính đến cả độ không đồng nhất về không gian và thời gian của ánh sáng mặt trời mô phỏng cần được cung cấp, xem xét các chi tiết cụ thể của chiến lược đo đã chọn.

13.4 Quy trình hiệu chuẩn

13.4.1 Điều chỉnh giá lắp đặt sao cho các thiết bị vuông góc với nguồn sáng trong phạm vi ± 5°.

a) lắp tế bào chuẩn đầu và thiết bị chuẩn thứ trên cùng mặt phẳng trong phạm vi ± 2° và ở gần nhau trên cùng một giá lắp đặt (đối với phép đo đồng thời), hoặc

b) lắp tế bào chuẩn đầu vào vị trí được chỉ định (đối với phép đo liên tiếp).

13.4.2 Kiểm soát nhiệt độ tế bào của cả tế bào chuẩn đầu ở nhiệt độ mà nó được hiệu chuẩn (thường là (25 ± 2) °C) và thiết bị chuẩn thứ ở nhiệt độ mong muốn để hiệu chuẩn (thường là (25 ± 2) °C). Trong trường hợp không thực hiện được, các số đọc tín hiệu đầu ra phải được hiệu chỉnh về nhiệt độ tương ứng theo IEC 60891.

13.4.3 Sự không phù hợp phổ phải được hiệu chỉnh theo TCVN 12678-7 (IEC 60904-7). Các phép đo thích hợp của bức xạ phổ phải được ghi lại.

13.4.4 Ghi lại số đọc đồng thời của:

...

b) tín hiệu đầu ra và nhiệt độ của tế bào chuẩn đầu và thiết bị chuẩn thứ (đối với phép đo đồng thời và hiệu chuẩn theo 13.1 a)), hoặc

c) tín hiệu đầu ra và nhiệt độ của của tế bào chuẩn đầu và nhiệt độ và đặc tính dòng điện-điện áp của thiết bị chuẩn thứ (đối với phép đo đồng thời và hiệu chuẩn theo 13.1 b)).

13.4.5 Lặp lại bước 13.4.4 cho đến khi có được năm bộ số đọc liên tiếp hoặc 13.4.4 c) cho đến khi có được ít nhất ba bộ số đọc liên tiếp, trong đó:

- đối với phép đo liên tiếp: các tín hiệu đầu ra đối với tế bào chuẩn đầu (hiệu chỉnh về nhiệt độ tại đó nó được hiệu chuẩn (thường là (25 ± 2) °C) ) không thay đổi quá ± 0,5 %; sau đó tháo tế bào chuẩn đầu và lắp thiết bị chuẩn thứ ở cùng vị trí và

a) lặp lại tương tự bước 13.4.4 a) với các ràng buộc tương tự như đối với các tế bào chuẩn đầu (để hiệu chuẩn theo 13.1 a)), hoặc

b) ghi lại nhiệt độ và đặc tính dòng điện-điện áp của thiết bị chuẩn thứ ((để hiệu chuẩn theo 13.1 b));

- đối với phép đo đồng thời: tỷ lệ tín hiệu đầu ra (hiệu chỉnh về nhiệt độ và sự không phù hợp phổ theo yêu cầu) không thay đổi quá ± 0,5 %.

13.4.6 Nếu tế bào chuẩn đầu và thiết bị chuẩn thứ có cùng kích thước hoặc có kích thước tương tự nhau (tỷ lệ của vùng hoạt động trong phạm vi từ 0,5 đến 2,0) và được đo đồng thời, trao đổi vị trí giữa tế bào chuẩn đầu và thiết bị chuẩn thứ và lặp lại các bước 13.4.4 và 13.4.5.

13.4.7 Từ dữ liệu chấp nhận được, tính tỷ lệ giữa tín hiệu đầu ra của thiết bị chuẩn thứ và tín hiệu đầu ra của tế bào chuẩn đầu.

...

Để hiệu chuẩn theo 13.1 a): nhân giá trị hiệu chuẩn của tế bào chuẩn đầu với giá trị được tính:

a) tỷ số của các giá trị trung bình của các tín hiệu đầu ra từ thiết bị chuẩn thứ và tế bào chuẩn đầu (đối với phép đo liên tiếp), hoặc

b) giá trị trung bình của các tỷ số giữa các tín hiệu đầu ra từ thiết bị chuẩn thứ và tế bào chuẩn đầu (đối với phép đo đồng thời).

Các tín hiệu đầu ra phải được hiệu chỉnh theo các hệ số khuếch đại của thiết bị đo điện tử.

Để hiệu chuẩn theo 13.1 b): xác định các đặc tính dòng điện-điện áp ở các điều kiện chuẩn mong muốn theo IEC 60891 dựa trên cường độ bức xạ đo được với tế bào chuẩn đầu; sau đó, xác định công suất lớn nhất và dòng điện ngắn mạch cũng như điện áp hở mạch từ đặc tính dòng điện-điện áp đo được theo TCVN 12678-1 (IEC 60904-1) (đối với phép đo liên tiếp và đồng thời). Các giá trị hiệu chuẩn được xác định là trung bình của các tham số tương ứng từ tất cả các đặc tính dòng điện-điện áp đo được.

Nếu các phép đo đã được thực hiện với các vị trí của tế bào chuẩn đầu và thiết bị chuẩn thứ được trao đổi, tính giá trị hiệu chuẩn cho cả hai trường hợp. Các kết quả chỉ có giá trị nếu cả hai nằm trong phạm vi độ không đảm bảo đo. Cả hai giá trị phải được báo cáo và trung bình hình học của chúng phải được sử dụng làm giá trị hiệu chuẩn.

13.5 Các phép đo bổ sung

13.5.1 Đáp ứng phổ

Đo đáp ứng phổ của thiết bị chuẩn thứ, sử dụng các quy trình quy định trong TCVN 12678-8 (IEC 60904-8).

...

Nếu có yêu cầu, đo (các) hệ số nhiệt độ của dòng điện ngắn mạch và/hoặc công suất lớn nhất của thiết bị chuẩn thứ, sử dụng các quy trình quy định trong IEC 60891.

13.5.3 Độ tuyến tính

Nếu có yêu cầu, đo độ tuyến tính của đầu ra thiết bị chuẩn thứ, sử dụng các quy trình quy định trong TCVN 12678-10 (IEC 60904-10).

14 Hiệu chuẩn thiết bị chuẩn công tác theo thiết bị chuẩn thứ

Để hiệu chuẩn thiết bị chuẩn công tác theo thiết bị chuẩn thứ, có thể áp dụng quy trình trên (Điều 13) hoặc các quy trình hiệu chuẩn khác đáp ứng các yêu cầu trong tiêu chuẩn này và đặc biệt là các yêu cầu tại 7.1. Nếu thiết bị chuẩn thứ đã được hiệu chuẩn theo 13.1 b), thì công suất lớn nhất của nó có thể được sử dụng làm giá trị chuẩn. Xem IEC TR 60904-14 [5] để biết hướng dẫn về việc sử dụng dòng điện ngắn mạch hoặc công suất lớn nhất của một thiết bị chuẩn.

Đôi khi không cần thiết hoặc không thể (về mặt kỹ thuật hoặc kinh tế) thực hiện tất cả các phép đo trên từng thiết bị chuẩn công tác. Do đó, trong một số trường hợp, các phép đo có thể được thực hiện trên các thiết bị tương đương như được nêu dưới đây. Để hai thiết bị được coi là tương đương, chủng phải được chế tạo bằng cùng một công nghệ tế bào và lớp bảo vệ. Bao gồm kính (loại, độ dày, kết cấu và độ truyền quang), lớp phủ chống phản xạ, vật liệu lớp bảo vệ và lớp phía sau (loại, màu sắc và phản xạ quang phía sau).

Việc đo các giá trị hiệu chuẩn tại tất cả các điều kiện chuẩn mong muốn phải được thực hiện trên từng thiết bị chuẩn công tác.

Việc đo đáp ứng quang phổ của thiết bị chuẩn công tác và hiệu chỉnh sự không phù hợp phổ có thể được bỏ qua khi thiết bị chuẩn thứ và thiết bị chuẩn công tác là các thiết bị tương đương. Việc đo đáp ứng phổ của thiết bị chuẩn công tác cũng có thể được bỏ qua nếu đáp ứng phổ của một thiết bị tương đương với thiết bị chuẩn công tác được sử dụng để hiệu chỉnh sự không phù hợp phổ. Trong cả hai trường hợp, các đóng góp bổ sung vào độ không đảm bảo phải được xem xét một cách rõ ràng.

Việc đo các hệ số nhiệt độ của thiết bị chuẩn công tác có thể được bỏ qua khi có sẵn hệ số nhiệt độ tương đương của một thiết bị tương đương.

...

Khi các tham số (đáp ứng phổ, các hệ số nhiệt độ và độ tuyến tính) được xác định trên một thiết bị tương đương được sử dụng, các đóng góp bổ sung cụ thể vào độ không đảm bảo của phép đo phải được xem xét một cách rõ ràng. Một ví dụ là việc sử dụng đáp ứng phổ của thiết bị chuẩn công tác để hiệu chỉnh sự không phù hợp phổ trong phép đo của một thiết bị PV khác theo thiết bị chuẩn công tác.

Báo cáo phải nêu rõ các phép đo nào được thực hiện trên thiết bị chuẩn công tác và các phép đo nào xuất phát từ thiết bị tương đương. Các thiết bị tương đương cũng phải được xác định rõ ràng.

Thư mục tài liệu tham khảo

[1] TCVN 6781 (IEC 61215) (tất cả các phần), Môđun quang điện (PV) mặt đất - Chất lượng thiết kế phê duyệt kiểu

[2] IEC 61853-1, Photovoltaic (PV) module performance testing and energy rating - Part 1: Irradiance and temperature performance measurements and power rating

[3] JIS C8910, Primary reference solar cells

[4] C.R. Osterwald, S. Anevsky, K. Bücher, A.K. Barua, P. Chaudhuri, J. Dubard, K. Emery, B. Hansen, D. King, J. Metzdorf, F. Nagamine, R. Shimokawa, Y.X. Wang, T. Witchen, W. Zaaiman, A. Zastrow, and J. Zhang, “The World Photovoltaic Scale: An International Reference Cell Calibration Program”, Progress in Photovoltaics Research and Applications, vol. 7, pp. 287-297, 1999

[5] IEC TR 60904-14, Photovoltaic devices - Part 14: Guidelines for production line measurements of single-junction PV module maximum power output and reporting at standard test conditions

...