Phương pháp thử nghiệm tiêu chuẩn ASTM E903-20 về sự hấp thụ, phản xạ và truyền năng lượng mặt trời của vật liệu sử dụng các quả cầu tích hợp

Tiêu chuẩn “Phương pháp thử nghiệm tiêu chuẩn ASTM E903-20 về độ hấp thụ, phản xạ và truyền qua năng lượng mặt trời của vật liệu sử dụng quả cầu tích hợp” do Hiệp hội Thử nghiệm và Vật liệu Hoa Kỳ (ASTM) xuất bản mô tả một phương pháp thử nghiệm chỉ định phép đo độ hấp thụ, phản xạ quang phổ, và độ truyền qua của vật liệu bằng máy đo quang phổ được trang bị các quả cầu tích hợp.

Tiêu chuẩn này quy định các phương pháp tính toán các đặc tính trọng lượng mặt trời từ các giá trị phổ đo được. Phương pháp thử nghiệm này có thể áp dụng cho các vật liệu có cả tính chất quang học đặc trưng và tính chất quang học khuếch tán. Phương pháp thử nghiệm này có thể áp dụng cho các vật liệu có lớp phủ quang học được áp dụng có xem xét đặc biệt đến tác động lên mô của vật liệu được thử nghiệm.

Các vật liệu tấm dẫn điện không đồng nhất, có kết cấu, có hoa văn hoặc gợn sóng đòi hỏi phải xem xét đặc biệt về khả năng áp dụng phương pháp thử nghiệm này. Về vấn đề này, tiêu chuẩn “Phương pháp thử nghiệm tiêu chuẩn ASTM E1084-86 về độ truyền năng lượng mặt trời (mặt đất) của vật liệu tấm sử dụng ánh sáng mặt trời” được coi là phù hợp hơn để xác định các đặc tính quang học khối của vật liệu có kết cấu hoặc không đồng nhất. Đối với các vật liệu đồng nhất, phương pháp thử nghiệm này được ưu tiên hơn phương pháp thử nghiệm được mô tả trong ASTM E1084-86(2023).

Phương pháp thử nghiệm này đề cập đến các ứng dụng sử dụng phân bố quang phổ mặt trời tham chiếu tiêu chuẩn nhưng cũng có thể được áp dụng bằng cách sử dụng phổ được chọn thay thế miễn là nguồn và chi tiết về phân bố và trọng số quang phổ mặt trời được báo cáo.

Với mục đích của tiêu chuẩn này, ngoài các định nghĩa được nêu trong ASTM E772-15, các thuật ngữ và định nghĩa sau đây được áp dụng:

• Quả cầu tích phân là một thiết bị quang học được sử dụng để thu thập thông lượng phản xạ hoặc truyền từ mẫu sang một bán cầu hoặc để đạt được sự chiếu xạ đẳng hướng của mẫu từ một bán cầu hoàn chỉnh. Nó bao gồm một khoang hình cầu có các lỗ để tiếp nhận và phát hiện dòng chảy và thường có các lỗ bổ sung để đặt mẫu và mẫu đối chứng.
• Bán cầu gần bình thường chỉ ra rằng bức xạ có hướng gần bề mặt mẫu và dòng từ bề mặt hoặc môi trường được thu thập trên toàn bộ bán cầu để phát hiện.
• Năng lượng mặt trời quang điện đề cập đến một đặc tính quang học và chỉ định giá trị trung bình có trọng số của đặc tính quang phổ bằng cách sử dụng hàm trọng số số lượng photon mỗi giây trên một đơn vị diện tích thu được từ phân bố bức xạ mặt trời tiêu chuẩn.
• Đó là một bề mặt có bề mặt nhẵn, phẳng và nằm ngang, không gồ ghề hoặc lồi lõm, không có sự bất bình đẳng hoặc không đều trên bề mặt.
• Specular chỉ ra rằng thông lượng khởi hành từ một bề mặt hoặc môi trường ở một góc bằng số với góc tới, nằm trong cùng mặt phẳng với tia tới và vuông góc, nhưng ở phía đối diện với đường vuông góc với bề mặt. Khuếch tán trước đây được sử dụng để chỉ bộ sưu tập bán cầu (bao gồm cả thành phần phản chiếu). Cách sử dụng này không còn được dùng nữa để thay thế bằng thuật ngữ bán cầu chính xác hơn.
• Bản chất của một bề mặt kết cấu, không đồng đều. Nó đề cập đến việc có một số mức độ gồ ghề, gồ ghề hoặc lồi lõm.

Các phép đo độ truyền qua (hoặc độ phản xạ) bình thường gần bán cầu được thực hiện trong dải phổ từ 300 đến 2500 nm bằng máy quang phổ hình cầu tích hợp. Độ truyền qua, phản xạ hoặc hấp thụ mặt trời thu được bằng cách tính toán trực tiếp các tích phân tích chập thích hợp hoặc bằng cách tính trung bình có trọng số với bức xạ quang phổ mặt trời tiêu chuẩn hoặc được chọn làm hàm trọng số theo phương pháp tọa độ có trọng số hoặc được chọn.

Sự hấp thụ, phản xạ và truyền năng lượng mặt trời rất quan trọng trong hiệu suất của tất cả các hệ thống năng lượng mặt trời, từ hệ thống tòa nhà thụ động đến hệ thống điện tiếp nhận tập trung. Phương pháp thử nghiệm này cung cấp phương tiện xác định các giá trị này trong các điều kiện không đổi đại diện cho mức trung bình có thể gặp phải trong quá trình sử dụng hệ thống ở vùng ôn đới.

Sự hấp thụ, phản xạ và truyền năng lượng mặt trời rất quan trọng đối với việc kiểm soát nhiệt của tàu vũ trụ và năng lượng mặt trời của các hệ thống ngoài trái đất. Phương pháp thử nghiệm này cũng cung cấp cách xác định các giá trị này cho các điều kiện ngoài Trái đất.

Phương pháp thử này được thiết kế để cung cấp dữ liệu có thể tái tạo phù hợp cho việc so sánh kết quả giữa các phòng thí nghiệm hoặc của cùng một phòng thí nghiệm tại các thời điểm khác nhau và để so sánh dữ liệu thu được trên các vật liệu khác nhau.

Phương pháp thử nghiệm này đã được chứng minh là thiết thực đối với các vật liệu nhẵn có cả đặc tính quang học phản xạ và khuếch tán. Các vật liệu có kết cấu, không đồng nhất, có hoa văn hoặc có rãnh cần được chú ý đặc biệt. Độ nhám bề mặt có thể phát sinh từ các quá trình vật lý hoặc hóa học như ép, cán, mài mòn hoặc lắng đọng các lớp màng hoặc hóa chất lên vật liệu, dẫn đến bề mặt có kết cấu.

Độ nhám bề mặt của máy quang phổ và các thành phần của nó (kích thước chùm tia, khẩu độ hình cầu, cấu hình giá đỡ mẫu) có thể ảnh hưởng đáng kể đến độ chính xác của các phép đo được thực hiện bằng phương pháp thử nghiệm này. Ngay cả khi độ lặp lại hoặc độ nhạy của phép đo vật liệu có kết cấu tốt, bao gồm cả các phép đo lặp lại ở các vị trí hoặc hướng khác nhau của mẫu, các thông số kỹ thuật khác nhau của các máy quang phổ khác nhau trong các phòng thí nghiệm khác nhau có thể dẫn đến sự khác biệt đáng kể trong kết quả đo.

Trong số rất nhiều nghiên cứu thử nghiệm, đo lường, phân tích và đánh giá được thực hiện cho các doanh nghiệp thuộc nhiều lĩnh vực khác nhau, tổ chức của chúng tôi, với đội ngũ chuyên gia được đào tạo và thiết bị công nghệ tiên tiến, tuân thủ "Phương pháp thử nghiệm tiêu chuẩn ASTM E903-20 về khả năng hấp thụ, phản xạ và phản xạ năng lượng mặt trời." tiêu chuẩn về tính thấm của vật liệu sử dụng các quả cầu tích hợp". Nó cũng cung cấp các dịch vụ thử nghiệm được xác định.