Tiêu chuẩn TCVN 12678-7:2020 về Tính toán hiệu chỉnh sự không phù hợp phổ đối với các phép đo của thiết bị quang điện

• Số hiệu: TCVN12678-7:2020
• Loại văn bản: Tiêu chuẩn Việt Nam
• Nơi ban hành: ***
• Người ký: ***
• Ngày ban hành: Năm 2020

trong đó E_meas là cường độ bức xạ khi được đo bởi thiết bị chuẩn với đáp ứng phổ cụ thể của nó S_ref(λ) trước khi hiệu chỉnh sự không phù hợp phổ và SMM là hệ số không phù hợp phổ được xác định trong Điều 7.

Để phép đo được tham chiếu đến phổ bức xạ chuẩn, có thể sử dụng hai phương pháp hiệu chỉnh:

a) Nếu có thể, điều chỉnh cường độ bức xạ phổ thử nghiệm sao cho cường độ bức xạ hiệu dụng như được xác định trong công thức (1) bằng với cường độ bức xạ chuẩn E_ref (ví dụ: 1 000 w/m^2 ở STC như được xác định trong IEC TS 61836). Điều đó có nghĩa là cường độ bức xạ của bộ mô phỏng khi được đo bởi thiết bị chuẩn sử dụng giá trị hiệu chuẩn của nó trước khi hiệu chuẩn sự không phù hợp phổ được cho phổ chuẩn được đặt thành:

E_meas = E_ref / SMM

(2)

Do đó, hệ số không phù hợp nghịch đảo 1/SMM cho mức độ mà dựa vào đó cường độ bức xạ của bộ mô phỏng được điều chỉnh. Bây giờ, phổ của bộ mô phỏng mặt trời ở cường độ bức xạ này với phổ thử nghiệm đo được thực của nó tạo ra dòng điện ngắn mạch giống như đối với thiết bị cần thử nghiệm như có thể thu được dưới phổ chuẩn. Nếu việc điều chỉnh được thực hiện mà không sử dụng sự liên hệ ngược của thiết bị chuẩn (ví dụ, sử dụng bộ phận điều khiển) thì giá trị được điều chỉnh cần được kiểm tra sử dụng thiết bị chuẩn. Sau đó, thực hiện đo đặc tính I-V như trong TCVN 12678-1 (IEC 60904-1).

b) Nếu không thể, đo đặc tính l-V bằng cách sử dụng phổ bức xạ đã đo được. Xác định cường độ bức xạ hiệu dụng ở phổ chuẩn bằng công thức (1). Sau đó chuyển dịch đặc tính l-V thành cường độ bức xạ chuẩn theo IEC 60891 với cường độ bức xạ hiệu dụng được xác định từ công thức (1).

Phương pháp a) được ưu tiên trong ánh sáng mặt trời mô phỏng vì phép đo thực tế được thực hiện ở cường độ bức xạ chuẩn đúng, giảm thiểu các sai số phi tuyến của thiết bị cần thử nghiệm và sai số phát sinh từ việc chuyển dịch đường cong l-V. Phương pháp b) thường được chọn cho các phép đo trong ánh sáng mặt trời tự nhiên vì phổ bức xạ của ánh sáng mặt trời không dễ dàng điều chỉnh.

5  Xác định đáp ứng phổ

...

...

...

5.2  Cần cẩn thận không sử dụng đáp ứng phổ vi sai nhưng đáp ứng phổ có thể được tính toán sử dụng đáp ứng phổ vi sai ở mức chênh lệch thiên áp (xem TCVN 12678-8 (IEC 60904-8)).

6  Xác định phổ thử nghiệm

Phân bố bức xạ phổ tương đối của nguồn bức xạ phải được đo theo TCVN 12678-9 (IEC 60904-9). Việc này phải được thực hiện đối với ánh sáng mặt trời mô phỏng hoặc tự nhiên.

7  Xác định hệ số không phù hợp phổ

7.1  Quy định chung

Xác định hệ số không phù hợp phổ từ:

(3)

trong đó:

...

...

...

E_meas (λ) là cường độ bức xạ trên một băng thông ở bước sóng cụ thể X, của phân bố phổ bức xạ của ánh sáng tới ở thời gian đo (phổ thử nghiệm);

S_ref(λ) là đáp ứng phổ của thiết bị PV chuẩn ở điều kiện chuẩn;

S_DUT(λ) là đáp ứng phổ của thiết bị cần thử nghiệm.

Tất cả các tích phân phải được thực hiện trong toàn bộ dải phổ trong đó các đại lượng tương ứng không phải zero. Phân bố phổ phải được biết trong toàn bộ dải phổ kết hợp về độ nhạy của thiết bị cần thử nghiệm và thiết bị chuẩn PV.

Các phân bố phổ bức xạ và các đáp ứng phổ có thể được đưa ra theo tỷ lệ tuyệt đối hoặc tương đối.

Nếu phổ thử nghiệm tương đối có thể giống như phổ chuẩn tương đối thì SMM bằng 1 và có thể bỏ qua việc hiệu chuẩn sự không phù hợp phổ ngay cả khi các đáp ứng phổ của các thiết bị khác nhau.

Tuy nhiên, xem xét phổ thử nghiệm như đại lượng vật lý có độ không đảm bảo đo được ấn định cho nó khác zero, SMM sẽ vẫn có sự góp phần vào độ không đảm bảo đo khác zero. Do đó, hệ số SMM không thể được bỏ qua khi xem xét sự góp phần vào độ không đảm bảo đo của nỏ, kể cả khi giá trị của hệ số này bằng 1.

Nếu đáp ứng phổ tương đối của thiết bị cần thử nghiệm có thể giống như đáp ứng phổ tương đối của thiết bị chuẩn thì SMM bằng 1, ngay cả khi các phân bố phổ bức xạ tương đối khác nhau (thiết bị chuẩn phù hợp một cách hoàn toàn). Xem xét rằng các đáp ứng phổ có độ không đảm bảo đo khác zero, SMM sẽ vẫn có sự góp phần vào độ không đảm bảo đo khác zero. Do đó, hệ số SMM không thể được bỏ qua khi xem xét sự góp phần vào độ không đảm bảo đo của nó, kể cả khi giá trị của hệ số này bằng 1.

Do hình dạng không đều của phổ chuẩn và phổ đo được, các đáp ứng phổ cần được nội suy về các điểm bước sóng của các phép đo bức xạ phổ mà không phải ngược lại.

...

...

...

Đáp ứng phổ được sử dụng phải có hiệu lực ở mức của cường độ bức xạ mục tiêu tại đó hệ số SMM áp dụng vì đối với các thiết bị phi tuyến, chúng có thể thay đổi theo mức của cường độ bức xạ.

Dẫn xuất SMM

Trong trường hợp phổ bức xạ tuyệt đối và đáp ứng phổ tuyệt đối được sử dụng để phân tích, công thức 3 có thể được hiểu là:

(4)

Trong đó:

I_DUT, E_ref

là dòng điện ngắn mạch của thiết bị cần thử nghiệm có thể thu được dưới phổ chuẩn E_ref(λ);

I_ref, E_ref

...

...

...

I_DUT, E_meas

là dòng điện ngắn mạch của thiết bị cần thử nghiệm có thể thu được dưới phổ thử nghiệm đo được E_meas(λ);

I_ref, E_meas

là dòng điện ngắn mạch của thiết bị chuẩn có thể thu được dưới phổ thử nghiệm đo được E_meas(λ).

vì

Sử dụng các đại lượng này, có thể viết lại theo định nghĩa của đáp ứng:

(5)

Trong đó

...

...

...

là đáp ứng (tích phân) của thiết bị cần thử nghiệm dưới phổ chuẩn:

S_ref

là đáp ứng (tích phân) của thiết bị chuẩn dưới phổ chuẩn:

E_ref

là cường độ bức xạ chuẩn, thường là 1 000 W/m^2

7.2  Công thức đơn giản hóa đối với bộ phát hiện kiểu pin nhiệt điện (nhật xạ kế)

TCVN 12678-1 (IEC 60904-1) cũng cho phép sử dụng bộ phát hiện kiểu pin nhiệt điện (nhật xạ kế) làm thiết bị chuẩn cho phép đo cường độ bức xạ thử nghiệm (dưới ánh sáng mặt trời mô phỏng trạng thái ổn định hoặc tự nhiên).

...

...

...

(6)

(7)

(8)

trong đó

E_ref

là cường độ bức xạ chuẩn, thường là 1 000 W/m^2

...

...

...

là cường độ bức xạ đo được bằng bộ phát hiện kiểu pin nhiệt điện.

Trong công thức (6), hai tích phân ở phân số thứ nhất phải được lấy trên toàn bộ dải bước sóng của độ nhạy của bộ phát hiện kiểu pin nhiệt điện. Việc này nói chung sẽ tạo ra một vấn đề do dải nhạy của các bộ phát hiện này lớn hơn dải có thể đo được bằng máy đo phổ bức xạ.

Công thức (7) đưa ra giải pháp bằng cách sử dụng cường độ bức xạ đo được. Tuy nhiên, trong trường hợp này, phổ bức xạ của phổ thử nghiệm E_meas(λ) phải có thang đo tuyệt đối.

8  Báo cáo thử nghiệm

Các thông tin dưới đây phải được nêu trong báo cáo thử nghiệm theo TCVN 12678-1 (IEC 60904-1).

a) Nếu sự không phù hợp phổ được sử dụng để hiệu chỉnh cường độ bức xạ của phép đo dựa trên TCVN 12678-1 (IEC 60904-1) hoặc một tiêu chuẩn khác có liên quan, hệ số không phù hợp phổ được tính toán, nhận dạng thiết bị cần thử nghiệm và thiết bị chuẩn cũng như đáp ứng phổ của chúng theo báo cáo thử nghiệm (TCVN 12678-8 (IEC 60904-8) hoặc TCVN 12678-8-1 (IEC 60904-8-1)), phổ thử nghiệm và phổ chuẩn hoặc tham chiếu đến nó cần được đưa vào báo cáo thử nghiệm, cùng với phương pháp được sử dụng để tính các tích phân.

Nếu thiết bị chuẩn và thiết bị cần thử nghiệm có các kích thước (diện tích hoạt động) khác nhau thì các kích thước này phải được quy định trong báo cáo thử nghiệm.

b) Nếu sử dụng thiết bị chuẩn phù hợp và không áp dụng hiệu chỉnh không phù hợp, việc xác định thiết bị cần thử nghiệm và thiết bị chuẩn, cũng như đáp ứng phổ của thiết bị chuẩn và thiết bị cần thử nghiệm theo báo cáo thử nghiệm (TCVN 12678-8 (IEC 60904-8) hoặc TCVN 12678-8-1 (IEC 60904-8-1)) được bao gồm trong báo cáo thử nghiệm.

Nếu thiết bị chuẩn và thiết bị cần thử nghiệm có các kích thước (diện tích hoạt động) khác nhau thì các kích thước này phải được quy định trong báo cáo thử nghiệm.

...

...

...

c) Lưu ý rằng hệ số không phù hợp phổ được xác định bằng cách áp dụng quy trình này chỉ có hiệu lực để hiệu chỉnh phép đo của thiết bị cần thử nghiệm cụ thể được xem xét với thiết bị chuẩn cụ thể và phổ thử nghiệm được sử dụng để tính SMM. Khi đo thiết bị cần thử nghiệm này dưới phổ bức xạ khác (ánh sáng mặt trời mô phỏng hoặc tự nhiên) và/hoặc với thiết bị chuẩn khác, hệ số không phù hợp phổ phải được tính toán lại.

Mục lục

Lời nói đầu

1  Phạm vi áp dụng

2  Tài liệu viện dẫn

3  Thuật ngữ và định nghĩa

4  Mô tả phương pháp

5  Xác định đáp ứng phổ

...

...

...

7  Xác định hệ số không phù hợp phổ

8  Báo cáo thử nghiệm