Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 12678-5:2020 (hoàn toàn tương đương với tiêu chuẩn quốc tế IEC 60904-5:2011) quy định về 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. Tiêu chuẩn này đưa ra phương pháp vật lý và toán học nhất quán để xác định nhiệt độ hoạt động thực tế của các tế bào quang điện trong quá trình vận hành, phục vụ cho việc đánh giá hiệu suất và kiểm định chất lượng thiết bị.

Phạm vi và đối tượng áp dụng

TCVN 12678-5:2020 áp dụng đối với các thiết bị quang điện (PV) bao gồm tế bào quang điện đơn lẻ, các cụm tế bào quang điện hoặc các tấm pin quang điện (module) hoàn chỉnh. Tiêu chuẩn này là tài liệu kỹ thuật quan trọng dành cho các phòng thử nghiệm chất lượng, nhà sản xuất thiết bị năng lượng mặt trời, các đơn vị thiết kế, giám sát và vận hành hệ thống điện mặt trời nhằm đánh giá chính xác hiệu suất nhiệt của thiết bị trong điều kiện hoạt động thực tế.

- Nguyên lý xác định nhiệt độ tương đương của tế bào (ECT)

• Phương pháp xác định dựa trên mối quan hệ vật lý chặt chẽ giữa điện áp hở mạch (Voc) và nhiệt độ của mối nối p-n trong tế bào quang điện.
• Khi cường độ bức xạ mặt trời được giữ ổn định hoặc được hiệu chuẩn phù hợp, điện áp hở mạch của thiết bị quang điện sẽ giảm tuyến tính khi nhiệt độ tế bào tăng lên.
• Bằng cách đo điện áp hở mạch thực tế và kết hợp với hệ số nhiệt độ của điện áp hở mạch đã biết trước, người ta có thể tính toán ngược lại để tìm ra nhiệt độ tương đương của tế bào (ECT) mà không cần phải can thiệp vật lý hay gắn cảm biến nhiệt độ trực tiếp vào bên trong cấu trúc tấm pin.

- Yêu cầu đối với thiết bị đo lường và thử nghiệm

• Thiết bị đo điện áp hở mạch phải có trở kháng đầu vào đủ lớn để không làm ảnh hưởng đến trạng thái hở mạch thực tế của thiết bị quang điện dưới thử nghiệm.
• Thiết bị đo bức xạ (như tế bào tham chiếu hoặc máy đo bức xạ mặt trời) phải được hiệu chuẩn chuẩn xác và đặt song song với mặt phẳng của thiết bị quang điện cần đo.
• Cảm biến đo nhiệt độ môi trường xung quanh và tốc độ gió phải được bố trí ở vị trí thích hợp để phản ánh đúng điều kiện vi khí hậu xung quanh khu vực thử nghiệm.

- Quy trình thực hiện phép đo và thu thập dữ liệu

• Phép đo có thể được thực hiện dưới ánh sáng mặt trời tự nhiên hoặc sử dụng thiết bị mô phỏng mặt trời đạt tiêu chuẩn kỹ thuật quy định.
• Thiết bị quang điện cần được phơi sáng và để đạt trạng thái cân bằng nhiệt tương đối trước khi tiến hành đo đạc chính thức.
• Thực hiện ghi nhận đồng thời các thông số cốt lõi bao gồm: điện áp hở mạch (Voc), cường độ bức xạ mặt trời (G), nhiệt độ môi trường xung quanh và tốc độ gió tại thời điểm đo.

- Phương pháp tính toán và hiệu chỉnh sai số

• Sử dụng các công thức toán học được quy định trong tiêu chuẩn để chuyển đổi giá trị điện áp hở mạch đo được sang giá trị nhiệt độ tương đương của tế bào.
• Quá trình tính toán phải thực hiện hiệu chỉnh đối với các biến động nhỏ của cường độ bức xạ mặt trời so với điều kiện thử nghiệm tiêu chuẩn (STC).
• Đánh giá và loại bỏ các sai số hệ thống phát sinh từ dòng điện rò rỉ hoặc sự không đồng đều của ánh sáng trên bề mặt tấm pin quang điện.

- Nội dung báo cáo kết quả thử nghiệm

• Báo cáo thử nghiệm phải thể hiện đầy đủ thông tin nhận dạng của thiết bị quang điện được thử nghiệm (nhãn hiệu, số sê-ri, công nghệ cấu tạo tế bào).
• Mô tả chi tiết sơ đồ bố trí thử nghiệm, loại nguồn sáng sử dụng (tự nhiên hay mô phỏng) và danh mục các thiết bị đo lường đã dùng.
• Trình bày rõ ràng các số liệu thô đo được, các bước tính toán trung gian và kết quả nhiệt độ tương đương của tế bào (ECT) cuối cùng kèm theo ước lượng độ không đảm bảo đo.

Hiệu lực thi hành

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 12678-5:2020 có hiệu lực kể từ ngày ban hành theo quyết định của cơ quan có thẩm quyền. Việc áp dụng tiêu chuẩn này giúp đồng bộ hóa phương pháp đánh giá đặc tính nhiệt của thiết bị quang điện tại Việt Nam phù hợp với các tiêu chuẩn kỹ thuật chung của quốc tế, tạo cơ sở pháp lý và kỹ thuật vững chắc cho việc kiểm định chất lượng sản phẩm pin năng lượng mặt trời lưu thông trên thị trường.