Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 12678-7:2020 (hoàn toàn tương đương với tiêu chuẩn quốc tế IEC 60904-7:2019) về 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, đưa ra các hướng dẫn kỹ thuật và quy trình chuẩn hóa nhằm xác định và hiệu chỉnh sai số do sự không phù hợp phổ trong quá trình đo lường hiệu suất của các thiết bị quang điện.

Phạm vi áp dụng và đối tượng điều chỉnh

Tiêu chuẩn này quy định quy trình tính toán hệ số hiệu chỉnh sự không phù hợp phổ áp dụng cho các phép đo thiết bị quang điện (PV) sử dụng thiết bị tham chiếu. Quy trình này áp dụng cho cả việc đo đạc trong phòng thí nghiệm sử dụng thiết bị mô phỏng mặt trời và các phép đo ngoài trời dưới ánh sáng tự nhiên. Đối tượng áp dụng trực tiếp bao gồm các phòng thử nghiệm, tổ chức chứng nhận chất lượng, nhà sản xuất tấm pin năng lượng mặt trời và các đơn vị nghiên cứu phát triển công nghệ quang điện.

Nguyên lý cơ bản của sự không phù hợp phổ

• Sự không phù hợp phổ xảy ra khi có sự khác biệt giữa phổ của nguồn sáng thực tế dùng trong phép đo (như thiết bị mô phỏng mặt trời) và phổ mặt trời tham chiếu tiêu chuẩn (thường là AM1.5G).
• Đồng thời, sự khác biệt về độ nhạy phổ giữa thiết bị quang điện cần đo và thiết bị quang điện tham chiếu cũng là nguyên nhân chính gây ra sai số trong việc xác định dòng điện ngắn mạch.
• Hệ số hiệu chỉnh không phù hợp phổ (Spectral Mismatch Parameter - ký hiệu là M) được tính toán để loại bỏ các sai số này, giúp quy đổi chính xác kết quả đo về điều kiện thử nghiệm tiêu chuẩn (STC).

Các dữ liệu đầu vào bắt buộc cho quá trình tính toán

• Độ nhạy phổ của thiết bị thử nghiệm: Phải xác định được độ nhạy phổ tương đối hoặc tuyệt đối của thiết bị quang điện cần đo trong toàn bộ dải bước sóng hoạt động hiệu dụng.
• Độ nhạy phổ của thiết bị tham chiếu: Yêu cầu có dữ liệu chính xác về độ nhạy phổ của cảm biến hoặc tấm pin tham chiếu đã được hiệu chuẩn trước đó.
• Phân bố công suất phổ của nguồn sáng đo: Phổ của nguồn sáng thực tế (thiết bị mô phỏng hoặc ánh sáng tự nhiên tại thời điểm đo) phải được đo bằng máy quang phổ chuyên dụng.
• Phân bố công suất phổ tham chiếu: Sử dụng dữ liệu phổ tiêu chuẩn được quy định trong tiêu chuẩn liên quan (ví dụ TCVN 12678-3 hoặc IEC 60904-3).

Quy trình và công thức tính toán hệ số hiệu chỉnh (M)

• Hệ số hiệu chỉnh M được tính bằng tỷ số của các tích phân chập giữa độ nhạy phổ của các thiết bị và phân bố công suất phổ của các nguồn sáng tương ứng trên toàn bộ dải bước sóng có liên quan.
• Công thức toán học tích hợp đồng thời bốn hàm số phổ để tạo ra một giá trị hiệu chỉnh không đơn vị. Giá trị M lý tưởng bằng 1,00 khi không có sự không phù hợp phổ.
• Sau khi tính được hệ số M, dòng điện ngắn mạch hiệu chỉnh của thiết bị thử nghiệm dưới phổ tham chiếu được xác định bằng cách chia dòng điện đo được cho hệ số M, kết hợp với các hệ số hiệu chuẩn của thiết bị tham chiếu.

Yêu cầu kỹ thuật đối với phép đo phổ

• Phép đo phân bố công suất phổ của nguồn sáng phải được thực hiện trong cùng điều kiện hình học và tại cùng vị trí đặt thiết bị thử nghiệm để đảm bảo tính đại diện.
• Dải bước sóng đo phổ phải bao phủ toàn bộ dải nhạy phổ của cả thiết bị thử nghiệm và thiết bị tham chiếu để tránh mất mát thông tin ở các vùng biên phổ (vùng tử ngoại và hồng ngoại gần).
• Thiết bị đo phổ (quang phổ kế) cần được hiệu chuẩn định kỳ về cả bước sóng và độ nhạy năng lượng phổ để đảm bảo độ tin cậy của dữ liệu đầu vào.

Hiệu lực thi hành

TCVN 12678-7:2020 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC/E11 Hệ thống chuyển đổi năng lượng mặt trời photovoltaic biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố. Tiêu chuẩn này có hiệu lực kể từ ngày ban hành và được áp dụng rộng rãi trong hoạt động thử nghiệm, chứng nhận chất lượng sản phẩm quang điện tại Việt Nam.