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.
Bộ TCVN 12678 (IEC 60904), Thiết bị quang điện, gồm các phần sau:
- 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 12678-9:2020 (IEC 60904-9:2007), Phần 9: Yêu cầu về tính năng của bộ mô phỏng mặt trời
- 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 12678-1 (IEC 60904-1), Thiết bị quang điện - Phần 1: Phép đo đặc tính dòng điện-điện áp
quang điện
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)
3 Thuật ngữ và định nghĩa
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.
Chú thích 1: Thường được sử dụng để đo cường độ bức xạ mặt trời tự nhiên hoặc mô phỏng hoặc để
đặt các mức bức xạ của bộ mô phỏng khi đo tính năng của các thiết bị quang điện khác.
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 1: Các thiết bị chuẩn thứ thường được sử dụng bởi các phòng thí nghiệm hiệu chuẩn và
phòng thử nghiệm để hiệu chuẩn các thiết bị chuẩn công tác nhưng cũng để đo thường xuyên hàng
ngày trong sản xuất công nghiệp và giám sát.
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 1: Vì lý do thực tế, các tế bào như vậy có diện tích bề mặt nhỏ và thường được lắp lên một
cơ cấu cố định để đảm bảo khả năng tái lập trong việc lắp, điều khiển nhiệt, đấu nối điện và bảo vệ
thiết bị. Một mẫu điển hình được phác họa trên Hình 1.
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.
Chú thích 1: Các tế bào xung quanh có thể là thật hoặc giả, có cùng đặc tính quang.
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.
Chú thích 2: Chi tiết xem 4.4.
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
4.3 Yêu cầu bổ sung cho các môđun chuẩn
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
Điện trở shunt (xem 3.9) cần được chọn để đảm bảo rằng thiết bị chuẩn hoạt động đủ gần với điều
kiện ngắn mạch, đáp ứng yêu cầu ở công thức (1):
(1)
trong đó:
RCAL là điện trở shunt tích hợp;
ISC là dòng điện ngắn mạch của thiết bị chuẩn ở điều kiện chuẩn mong muốn;
VOC là điện áp mạch hở của thiết bị chuẩn ở điều kiện chuẩn mong muốn.
Độ ổn định dài hạn của điện trở shunt tích hợp này cũng phải đáp ứng các yêu cầu về độ ổn định của
thiết bị chuẩn. Giá trị hiệu chuẩn của các thiết bị chuẩn này phải được đo như điện áp rơi trên điện trở
shunt và được công bố kích thước [V]. Hệ số nhiệt độ của điện trở shunt tích hợp là một phần của hệ
số nhiệt độ của giá trị hiệu chuẩn của thiết bị chuẩn. Vì độ không đảm bảo trong hiệu chuẩn có thể
phụ thuộc nhiều vào độ ổn định của điện trở shunt tích hợp và hệ số nhiệt độ, các giá trị tương ứng
phải được cung cấp cùng với bảng dữ liệu tế bào chuẩn.
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
Từng việc hiệu chuẩn thiết bị chuẩn phải được thực hiện theo quy trình hiệu chuẩn có thể truy nguyên
theo TCVN 12678-4 (IEC 60904-4). Thiết bị đo bất kỳ được sử dụng trong quy trình hiệu chuẩn phải là
thiết bị đo có chuỗi liên kết liên tục.
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
