b) Thiết bị cần để thay đổi cường độ bức xạ trong dải xem xét mà không ảnh hưởng phân bố phổ bức xạ liên quan và độ đồng đều không gian, ví dụ như bộ lọc lưới hoặc bộ lọc mật độ trung tính.

CHÚ THÍCH: Thiết bị và quy trình được sử dụng để thay đổi cường độ bức xạ phải được kiểm tra xác nhận bằng máy đo bức xạ. Các thay đổi trong phân bố phổ bức xạ liên quan không được gây ra sự thay đổi quá 0,5 % dòng điện ngắn mạch của thiết bị (xem TCVN 12678-7 (IEC 60904-7) và TCVN 12678-8 (IEC 60904-8)). Bộ lọc lưới được cho là phương pháp tốt nhất cho các bề mặt lớn.

c) Thiết bị cần để thay đổi nhiệt độ của mẫu thử nghiệm trong dải xem xét.

d) Phương tiện để khống chế nhiệt độ của mẫu thử nghiệm và thiết bị chuẩn, hoặc tấm che dịch chuyển được.

e) Thiết bị đo đáp ứng phổ của mẫu thử nghiệm (hoặc mẫu đại diện tương đương với mẫu thử nghiệm) theo TCVN 12678-8 (IEC 60904-8) với số đọc có độ lặp lại ± 2 %.

CHÚ THÍCH: TCVN 12678-7 (IEC 60904-7) đưa ra các phương pháp tính toán sai số không phù hợp phổ đưa vào trong thử nghiệm của các thiết bị quang điện, và TCVN 12678-8 (IEC 60904-8) đưa ra hướng dẫn cho phép đo phổ.

4  Chọn mẫu

Quy trình này phải được áp dụng cho mẫu thử nghiệm có kích thước đầy đủ nếu có thể. Nếu không thể thì cần sử dụng một mẫu nhỏ tương đương về kết cấu và vật liệu.

5  Quy trình thử nghiệm độ tuyến tính của dòng điện và điện áp

Có ba quy trình được chấp nhận để thực hiện thử nghiệm độ tuyến tính của dòng điện ngắn mạch liên quan đến nhiệt độ và bức xạ. Có hai quy trình được chấp nhận để thực hiện thử nghiệm độ tuyến tính của điện áp mạch hở liên quan đến nhiệt độ và bức xạ.

5.1  Quy trình trong ánh sáng mặt trời tự nhiên

5.1.1  Phép đo trong ánh sáng mặt trời tự nhiên chỉ được thực hiện khi:

- Tổng cường độ bức xạ ít nhất là bằng giới hạn trên của dải xem xét.

- Biến đổi về cường độ bức xạ do các dao động ngắn hạn (mây, sương mù hoặc khói) là nhỏ hơn ±2 % tổng cường độ bức xạ đo được bằng thiết bị chuẩn.

- Tốc độ gió nhỏ hơn 2 m·s^-1.

5.1.2  Lắp thiết bị chuẩn đồng phẳng với mẫu thử nghiệm sao cho cả hai đều vuông góc với chùm tia mặt trời trực tiếp trong phạm vi ± 1 °. Đấu nối với các thiết bị đo cần thiết.

CHÚ THÍCH: Các phép đo được mô tả trong các điều khoản dưới đây phải được thực hiện càng nhanh càng tốt trong vòng một vài giờ trong cùng một ngày để giảm thiểu ảnh hưởng của những thay đổi về các điều kiện phổ. Nếu không, cần hiệu chỉnh phổ.

5.1.3  Nếu mẫu thử nghiệm và thiết bị chuẩn được trang bị bộ điều khiển nhiệt độ, đặt bộ điều khiển ở mức độ mong muốn. Nếu không sử dụng bộ điều khiển nhiệt độ, che mẫu thử nghiệm khỏi mặt trời và để nó ổn định trong phạm vi ± 1 °C của nhiệt độ không khí xung quanh. Các thiết bị chuẩn cũng phải ổn định trong phạm vi ± 1 °C của nhiệt độ cân bằng trước bắt đầu.

5.1.4  Loại bỏ tấm che (nếu sử dụng) và ngay lập tức lấy các số đọc đồng thời của tham số X_i thử nghiệm, tham số thiết bị mẫu thử nghiệm Y_i và nhiệt độ và dòng điện ngắn mạch của thiết bị chuẩn.

5.1.5  Cường độ bức xạ G_o phải được tính từ dòng điện ngắn mạch đo được (I_sc) của thiết bị chuẩn PV và giá trị hiệu chuẩn của nó ở điều kiện thử nghiệm tiêu chuẩn, STC (I_rc). Cần áp dụng hiệu chỉnh để tính nhiệt độ của thiết bị chuẩn T_m bằng cách sử dụng hệ số dòng điện-nhiệt độ của thiết bị chuẩn α_rc.

5.1.6  Nếu tham số thử nghiệm được thay đổi là cường độ bức xạ, giảm cường độ bức xạ lên mẫu thử nghiệm đến một phần k_i đã biết mà không ảnh hưởng đến tính đồng nhất về không gian hoặc phân bố phổ bức xạ. Có nhiều phương pháp khác nhau để thực hiện điều này:

a) Sử dụng các bộ lọc lưới mật độ đồng nhất đã hiệu chuẩn. Nếu phương pháp này được chọn, thiết bị chuẩn cần duy trì không che bởi bộ lọc trong quá trình vận hành để cho phép cường độ bức xạ tới được đo. Trong trường hợp này, k_i là tham số hiệu chỉnh bộ lọc (phần ánh sáng truyền).

b) Sử dụng các bộ lọc lưới mật độ đồng nhất không hiệu chuẩn. Nếu phương pháp này được chọn, thiết bị chuẩn cũng cần được che bởi bộ lọc trong quá trình thử nghiệm. Trong trường hợp này, k_i là tỷ số dòng điện ngắn mạch (I_sc) của thiết bị chuẩn và giá trị hiệu chuẩn của nó (I_RC).

Chú thích 1: Kích thước lỗ lưới lọc tối đa phải nhỏ hơn 1 % so với kích thước tuyến tính tối thiểu của thiết bị chuẩn và mẫu thử nghiệm, hoặc sai số biến đổi có thể xảy ra do định vị.

c) Bằng cách kiểm soát góc tới. Nếu phương pháp này được chọn, thiết bị chuẩn cần có các đặc tính phản xạ giống như mẫu thử nghiệm, và cần được gắn đồng phẳng với mẫu thử nghiệm trong phạm vi ± 1°. Trong trường hợp này, tỷ số dòng điện ngắn mạch (I_sc) của thiết bị chuẩn và giá trị hiệu chuẩn của nó (I_RC).

CHÚ THÍCH 2: Đối với các tế bào kim loại hóa dày, trục quay phải song song với hướng của các dòng kim loại hóa để giảm thiểu hoặc loại bỏ tấm che.

5.1.7  Tính toán mức độ bức xạ trên mẫu thử G_i như sau:

G_i = k_i x G_o

trong đó G_o được xác định theo phương pháp được mô tả ở 5.1.5.

5.1.8  Nếu tham số thử nghiệm được thay đổi là nhiệt độ, điều chỉnh nhiệt độ bằng bộ khống chế hoặc một cách khác, phơi và che mẫu thử nghiệm theo yêu cầu để đạt được và duy trì nhiệt độ mong muốn. Một cách khác, mẫu thử nghiệm có thể được để nóng lên tự nhiên cùng với quy trình ghi dữ liệu ở 5.1.4 được thực hiện định kỳ trong quá trình làm nóng.

5.1.9  Đảm bảo rằng mẫu thử nghiệm và nhiệt độ thiết bị chuẩn được 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 ± 2 % trong suốt thời gian ghi dữ liệu.

5.1.10  Lặp lại các bước từ 5.1.4 đến 5.1.9. Giá trị của tham số thử nghiệm được chọn phải sao cho dải xem xét được kéo dài trong ít nhất bốn mức tăng xấp xỉ bằng nhau. Tối thiểu ba phép đo phải được thực hiện ở từng điều kiện thử nghiệm.

5.2  Quy trình với bộ mô phỏng năng lượng mặt trời

CHÚ THÍCH: Bóng đèn phát xạ như xenon cần được đánh giá trước khi sử dụng. Khi vùng trống năng lượng của thiết bị thử nghiệm thay đổi do thay đổi nhiệt độ, nó có thể đi qua các vạch bức xạ khác nhau trong phổ bóng đèn và làm tăng sự dịch chuyển về tính năng. Dựa trên mức độ tuyến tính của đáp ứng phổ và phổ bóng đèn, cường độ của hiệu ứng này có thể được tính bằng cách thực hiện hiệu chỉnh sự không phù hợp như là một hàm của nhiệt độ.

5.2.1  Lắp mẫu thử nghiệm và thiết bị chuẩn đồng phẳng trong mặt phẳng thử nghiệm của bộ mô phỏng sao cho cả hai đều vuông góc với trục giữa của chùm tia trong phạm vi ± 2°. Đấu nối với các thiết bị đo cần thiết.

5.2.2  Nếu mẫu thử nghiệm và thiết bị chuẩn được trang bị bộ điều khiển nhiệt độ, đặt bộ điều khiển ở mức độ mong muốn. Nếu không sử dụng bộ điều khiển nhiệt độ, để mẫu thử nghiệm và thiết bị chuẩn ổn định trong phạm vi ± 1 °C của nhiệt độ không khí trong phòng.

5.2.3  Đặt cường độ bức xạ tại mặt phẳng thử nghiệm đến giới hạn trên của dải xem xét bằng cách sử dụng dòng điện đo được (I_sc) của thiết bị chuẩn và giá trị hiệu chuẩn của nó ở STC (I_rc).

5.2.4  Tiến hành thử nghiệm và thực hiện đọc đồng thời tham số thử nghiệm X_i, tham số của thiết bị thử nghiệm mẫu Y_i và nhiệt độ và dòng điện ngắn mạch của thiết bị chuẩn.

5.2.5  Cường độ bức xạ G_o phải được tính từ dòng điện ngắn mạch đo được (I_sc) của thiết bị chuẩn PV và giá trị hiệu chuẩn của nó ở điều kiện thử nghiệm tiêu chuẩn, STC (I_rc). Cần áp dụng hiệu chỉnh để tính nhiệt độ của thiết bị chuẩn T_m bằng cách sử dụng hệ số dòng điện-nhiệt độ của thiết bị chuẩn α_rc.

5.2.6  Nếu tham số thử nghiệm được thay đổi là cường độ bức xạ, giảm cường độ bức xạ lên mẫu thử nghiệm đến một phần k_i đã biết mà không ảnh hưởng đến tính đồng nhất về không gian hoặc phân bố phổ bức xạ. Có nhiều phương pháp khác nhau để thực hiện điều này:

a) bằng cách tăng khoảng cách giữa mặt phẳng thử nghiệm và bóng đèn. Với thiết bị chuẩn được duy trì trong cùng mặt phẳng với mẫu thử nghiệm, k_i là tỷ số của dòng điện ngắn mạch (I_sc) của thiết bị chuẩn và giá trị hiệu chuẩn của nó (I_rc);

b) bằng cách sử dụng một ống kính quang học. Trong trường hợp này, k_i là tỷ số của dòng điện ngắn mạch (I_sc) của thiết bị chuẩn và giá trị hiệu chuẩn của nó (I_rc). Cần cẩn thận để đảm bảo rằng ống kính không thay đổi đáng kể phổ bức xạ liên quan trong dải bước sóng trong đó các mẫu thử nghiệm và chuẩn là đáp ứng;

c) Bằng cách kiểm soát góc tới. Nếu phương pháp này được chọn, khoảng cách giữa nguồn bóng đèn và mẫu thử nghiệm phải đủ lớn để giới hạn sự thay đổi cường độ bức xạ qua mặt phẳng nghiêng đến 0,5 % hoặc nhỏ hơn. Ngoài ra, nếu phương pháp này được chọn, chùm tia bức xạ phải được chuẩn trực, thiết bị chuẩn cần có các đặc tính phản xạ giống như mẫu thử nghiệm và cần được lắp đồng phẳng với mẫu thử nghiệm. Trong trường hợp này, k_i là tỷ số dòng điện ngắn mạch (I_sc) của thiết bị chuẩn và giá trị hiệu chuẩn của nó (I_rc).

d) Sử dụng các bộ lọc lưới mật độ đồng nhất đã hiệu chuẩn. Nếu phương pháp này được chọn, thiết bị chuẩn cần duy trì không che bởi bộ lọc trong quá trình vận hành để cho phép cường độ bức xạ tới được đo. Trong trường hợp này, k_i là tham số hiệu chỉnh bộ lọc (phần ánh sáng truyền).

e) Sử dụng các bộ lọc lưới mật độ đồng nhất không hiệu chuẩn. Nếu phương pháp này được chọn, thiết bị chuẩn cũng cần được che bởi bộ lọc trong quá trình thử nghiệm. Trong trường hợp này, k_i là tỷ số dòng điện ngắn mạch (I_sc) của thiết bị chuẩn và giá trị hiệu chuẩn của nó (I_rc).

CHÚ THÍCH: Kích thước lỗ lưới lọc tối đa phải nhỏ hơn 1 % so với kích thước tuyến tính tối thiểu của thiết bị chuẩn và mẫu thử nghiệm, hoặc sai số biến đổi có thể xảy ra do định vị.

5.2.7  Tính toán mức độ bức xạ trên mẫu thử G_i như sau:

G_i = k_i x G_o

trong đó G_o được xác định theo phương pháp được mô tả ở 5.2.5.

5.2.8  Nếu tham số thử nghiệm được thay đổi là nhiệt độ, điều chỉnh nhiệt độ bằng phương tiện thích hợp (xem 4.4 của TCVN 6781-2 (IEC 61215-2)).

5.2.9  Đảm bảo rằng mẫu thử nghiệm và nhiệt độ thiết bị chuẩn được ổn định và không đổi trong phạm vi ± 1 °C trong quá trình thử nghiệm.

5.2.10  Lặp lại các bước từ 5.2.4 đến 5.2.9. Giá trị của tham số thử nghiệm được chọn phải sao cho dải xem xét được kéo dài trong ít nhất bốn mức tăng xấp xỉ bằng nhau. Tối thiểu ba phép đo phải được thực hiện ở từng điều kiện thử nghiệm.

5.3  Quy trình thử nghiệm độ tuyến tính của dòng điện ngắn mạch từ đáp ứng phổ tuyệt đối

Theo TCVN 12678-8 (IEC 60904-8), đo đáp ứng phổ tuyệt đối là hàm số của ánh sáng định thiên hoặc nhiệt độ ở ít nhất bốn gia số xấp xỉ bằng nhau trong toàn dải nhiệt độ hoặc cường độ bức xạ xem xét. Tính mật độ dòng điện ngắn mạch bằng cách lấy tích phân đáp ứng đo được với phổ chuẩn được cho trong TCVN 12678-3 (IEC 60904-3).

6  Quy trình tuyến tính dòng điện ngắn mạch từ phương pháp hai bóng đèn

6.1  Khái quát

Nếu thiết bị PV là tuyến tính thì dòng điện ngắn mạch (dòng ánh sáng) từ tế bào rọi bởi hai nguồn ánh sáng sẽ bằng với tổng của các dòng điện ngắn mạch (các dòng ánh sáng) từ các nguồn sáng riêng biệt hoặc

I_A + I_B = I_AB

trong đó:

I_AB là dòng điện ngắn mạch với cả hai bóng đèn rọi tế bào,

I_A hoặc I_B là dòng điện ngắn mạch với một bóng đèn rọi tế bào và ánh sáng từ nguồn bóng đèn còn lại bị chặn.

CHÚ THÍCH: Thuận lợi của phương pháp này là không cần đo đặc tính bộ lọc hoặc bóng đèn.

6.2  Trang thiết bị thử nghiệm - Nguồn sáng A và B

Đối với mẫu là các tế bào kết nối đơn lẻ, sự không đồng nhất về không gian của ánh sáng hoặc phổ bức xạ là không quan trọng. Đối với mẫu là các môđun, yêu cầu hai nguồn sáng cấp BBA hoặc tốt hơn theo TCVN 12678-9 (IEC 60904-9). Sự không ổn định nhất thời của ánh sáng phải nhỏ hơn 0,5 % trong giai đoạn đo I_AB, I_A và I_B.

6.3  Quy trình chung

6.3.1  Nối mẫu thử nghiệm với thiết bị thử nghiệm để đo I_sc.

6.3.2  Đặt nhiệt độ mẫu thử nghiệm đến giá trị cần xem xét và duy trì trong phạm vi ± 5°.

6.3.3  Điều chỉnh các nguồn sáng để cho cường độ bức xạ mong muốn và để các nguồn sáng được ổn định. Các kết quả tốt nhất thu được khi hai nguồn sáng tạo ra dòng điện ngắn mạch gần giống nhau.

CHÚ THÍCH: Cường độ bức xạ có thể thay đổi bằng cách sử dụng bộ lọc hoặc thay đổi cường độ sáng.

6.3.4  Đo I*_AB, I*_A, I*_B và I_room (dòng điện ngắn mạch với các chùm tia bị chặn) bằng phối hợp đã cho của các bộ lọc hoặc cường độ của nguồn sáng A và nguồn sáng B. Tính:

I_AB = I*_AB - I_room

I_A = I*_A - I_room

I_B = I*_B - I_room

6.3.5  Lặp lại các bước 6.3.3 và 6.3.4 với giá trị cường độ bức xạ dẫn đến các dòng điện ngắn mạch I_A và I_B tương đương với I_AB của bước trước.

6.3.6  Tiếp tục quá trình (các bước từ 6.3.3 đến 6.3.5) cho đến khi dải cường độ bức xạ cần xem xét được thực hiện hết.

CHÚ THÍCH: Để có nhiều điểm dữ liệu hơn trong dải xem xét, phối hợp các giá trị của cường độ bức xạ bất kỳ dẫn đến các dòng điện ngắn mạch I_A và I_B đo được ở các bước từ 6.3.4 đến 6.3.6 có thể được sử dụng.

7  Tính toán độ tuyến tính

Kiểm tra xác nhận rằng tham số biến đổi bất kỳ khác với tham số được đánh giá được giữ không đổi trong quá trình thử nghiệm. Những thay đổi nhỏ về nhiệt độ hoặc bức xạ có thể được điều chỉnh bằng cách phân tích thành điều kiện mong muốn theo IEC 60891. Đây có thể là một quá trình lặp đi lặp lại cần được cập nhật khi thiết lập độ tuyến tính và khi xác định các hệ số hiệu chỉnh tinh chỉnh hơn.

7.1  Xác định độ tuyến tính của đường dốc

Đối với các đường dốc đặc tính tính năng như điện áp mạch hở so với nhiệt độ, hoặc dòng điện ngắn mạch so với bức xạ, tính toán độ tuyến tính bằng phương pháp sau:

7.1.1  Tính toán các giá trị trung bình của các tham số thử nghiệm và các đặc tính của đường thẳng phù hợp nhất sử dụng phương pháp bình phương tối thiểu phù hợp như sau:

Bước 1: Tính giá trị trung bình của các điểm dữ liệu X và Y như sau:

trong đó, n là số lần đo.

Bước 2: Tính độ dốc, m, của đường thẳng phù hợp nhất như sau :

Bước 3: Đường thẳng phù hợp nhất, cũng được gọi là đường hồi quy, có thể được viết lại như sau:

CHÚ THÍCH 1:  là giá trị dự đoán trước dựa trên sự phù hợp.

CHÚ THÍCH 2: Điều này tương đương với  = mX_i + b với b = Y - mX.

7.1.2  Biến đổi theo phần trăm từ độ tuyến tính được xác định sử dụng độ dốc của đường thẳng phù hợp nhất, m, và dữ liệu đo được như sau:

Sự sai khác tính theo phần trăm so với độ tuyến tính = 100 x [1 - Y_i / ]

Trong đó, các cặp  điển hình là  hoặc .

7.2  Xác định độ tuyến tính dòng điện ngắn mạch sử dụng phương pháp hai bóng đèn

Thể hiện sự sai khác là sai khác tính theo phần trăm so với độ tuyến tính, D_lin;

Có một giá trị D_lin cho từng cường độ.

7.3  Yêu cầu về độ tuyến tính

Khi thiết bị đã cho được cho là tuyến tính thì dải áp dụng của nhiệt độ, cường độ bức xạ, điện áp hoặc các điều kiện cần thiết khác phải được chỉ ra. Yêu cầu đối với các giới hạn chấp nhận được của độ không tuyến tính (biến thiên) là:

a) Đối với đường cong dòng điện ngắn mạch theo cường độ bức xạ, sự sai khác lớn nhất so với độ tuyến tính cần nhỏ hơn 2 %.

b) Đối với đường cong điện áp mạch hở theo logarit của cường độ bức xạ, sự sai khác lớn nhất so với độ tuyến tính cần nhỏ hơn 5 %.

c) Đối với đường cong điện áp mạch hở, dòng điện ngắn mạch và công suất lớn nhất theo nhiệt độ, sự sai khác lớn nhất so với độ tuyến tính cần nhỏ hơn 5 %. Nếu hệ số nhiệt độ của dòng điện ngắn mạch nhỏ hơn 0,1 %/K thì thiết bị có thể được xem là tuyến tính theo tham số này.

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 TCVN ISO/IEC 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 hiệu chuẩn và thử nghiệm;

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

d) Tên và địa chỉ của khách hàng, nếu có;

e) Mô tả và nhận dạng vật phẩm được hiệu chuẩn và thử nghiệm;

f) Đặc điểm và điều kiện của vật phẩm hiệu chuẩn và thử nghiệm;

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) Phép đo, kiểm tra và kết quả thu được của các hiệu ứng góc tới của môđun, nhiệt độ làm việc và đáp ứng phổ của nó.

l) Đối với các môđun quang không đối xứng, góc nghiêng và hướng góc phương vị phải được quy định trong bản vẽ.

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

n) 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;

o) Nếu liên quan, tuyên bố rằng kết quả chỉ liên quan đến các hạng mục được thử nghiệm và hiệu chuẩn.

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

q) Tuyên bố rằng mẫu đạt hoặc không đạt các tiêu chí về độ tuyến tính. Và sự sai khác so với độ tuyến tính.

r) Vẽ đồ thị dữ liệu được sử dụng để xác định độ tuyến tính ở 7.3.

Thư mục tài liệu tham khảo

[1] 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

[2] TCVN 12677 (IEC 61829), Dàn quang điện - Phép đo đặc tính dòng điện-điện áp tại hiện trường

MỤC LỤC

Lời nói đầu

1  Phạm vi áp dụng

2  Tài liệu viện dẫn

3  Trang thiết bị thử nghiệm

4  Chọn mẫu

5  Quy trình thử nghiệm độ tuyến tính của dòng điện và điện áp

6  Quy trình tuyến tính dòng điện ngắn mạch từ phương pháp hai bóng đèn

7  Tính toán tuyến tính

8  Báo cáo thử nghiệm

Thư mục tài liệu tham khảo