“熱像儀是生產(chǎn)過程中進行質(zhì)量控制和現(xiàn)場檢查的理想工具”

在屋頂安裝太陽能發(fā)電裝置可將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，然后再轉(zhuǎn)化為收益——太陽能發(fā)電裝置是一項高回報投資。但要保證數(shù)十年內(nèi)獲得高產(chǎn)量、高回報，質(zhì)量保證是關(guān)鍵。太陽能組件作為太陽能發(fā)電裝置的最重要組成部分，必須可靠耐用，并能持續(xù)數(shù)年生產(chǎn)電能。

光伏電站的質(zhì)量問題由來已久，根據(jù)權(quán)威認證機構(gòu)對國內(nèi)已經(jīng)在運行的多座大型晶硅組件光伏電站進行的質(zhì)量檢測，調(diào)查發(fā)現(xiàn)光伏組件普遍存在各種質(zhì)量問題，如熱斑、隱裂和功率衰減等，對電站的發(fā)電量、KPI指標、電站收益及日常運行維護帶來嚴重影響。

警惕電站隱形殺手

熱斑效應(yīng)被稱為光伏組件四大火災(zāi)隱患之一。在實際使用太陽電池中，若熱斑效應(yīng)產(chǎn)生的溫度超過了一定極限將會使電池組件上的焊點熔化并毀壞柵線，從而導(dǎo)致整個太陽電池組件的報廢。據(jù)國外權(quán)威統(tǒng)計，熱斑效應(yīng)使太陽電池組件的實際使用壽命至少減少10%。

組件上的熱斑效應(yīng)，一般由外部原因和內(nèi)部原因兩類造成。常見的外部原因有：組件表面積灰嚴重且厚薄不均，鳥糞、污物、落葉、方陣組件前部的草木以及周邊建筑物或電線桿等陰影遮擋，以及場地不平整、方陣東西設(shè)計間距不足造成的自陰影等，使得組件局部光照低于其他正常部位，被遮擋的電池或組件被置于反向偏置狀態(tài)，消耗其他電池的功率，而功率以熱能形式釋放，導(dǎo)致該電池片溫度較其他正常電池片的溫度高。外在因素導(dǎo)致的熱斑問題在光伏電站中普遍存在，可在日常運維工作中采取清洗等措施進行消除。

內(nèi)部原因和組件的生產(chǎn)制造工藝(特別是焊接和層壓)、電池片質(zhì)量(反向特性、邊緣漏電流過大)、接線盒中二極管的長期可靠性、EVA和背板的耐高溫及阻燃能力等因素都有關(guān)系，內(nèi)部原因造成的熱斑由于是先天性不足，在電站的運行期間將長期存在，對電站的可靠性帶來嚴重安全隱患，任何一個熱斑點造成的功率損耗將限制了組串的輸出功率。

如何準確檢測問題組件?

德國SOLON公司已經(jīng)實現(xiàn)熱像儀應(yīng)用于太陽能組件質(zhì)量控制和檢查的潛在技術(shù)。SOLON研發(fā)部門經(jīng)理Oliver Frank解釋道：“我們將FLIR紅外熱像儀廣泛應(yīng)用于我們的研發(fā)部門及現(xiàn)場作業(yè)。” FLIR紅外熱像儀在確保太陽能組件在其壽命周期內(nèi)質(zhì)量良好方面可發(fā)揮重要作用。

SOLON公司于1997年在柏林成立，是積極活躍于全球平臺的太陽能系統(tǒng)供應(yīng)商。該公司業(yè)務(wù)主要涉及光伏發(fā)電系統(tǒng)、大型屋頂安裝系統(tǒng)和太陽能發(fā)電全套裝置的工程規(guī)劃及建設(shè)，以及太陽能組件的生產(chǎn)。SOLON集團已經(jīng)在德國、意大利、法國及美國建立分公司。

熱像儀用于質(zhì)量測試

圖：SOLON實驗室內(nèi)，電池板放在反偏壓之下，并用FLIR紅外熱像儀對其進行分流檢測

太陽能組件制造商生產(chǎn)的組件必須可靠牢固，能夠持續(xù)運行數(shù)十年。SOLON公司不負責(zé)生產(chǎn)太陽能電池，這意味著SOLON公司必須進行質(zhì)量控制。Frank解釋道：“SOLON是頂級制造商，為確保所有太陽能組件達到我們自己設(shè)定的高標準，我們必須首先對所有的太陽能電池和組件材料進行嚴格的質(zhì)量測試。測試太陽能組件材料時，主要檢測其受壓、耐溫、耐濕等能力。但要進行分流檢測及太陽能電池常規(guī)質(zhì)量測試，則必須發(fā)揮熱像儀的重要作用。”

Frank繼續(xù)表示：“為檢測太陽能電池在夾疊粘合成形前是否存在分流，我們將反偏壓應(yīng)用于其中一塊電池中，并使用FLIR Systems公司的紅外熱像儀查看其熱成像模式。熱點表明電池的半導(dǎo)體材料在制造時出現(xiàn)缺陷，最終導(dǎo)致局部分流的出現(xiàn)。進行這一測試可確保電池質(zhì)量高于一定水平。”

紅外熱像儀的作用顯著

FLIR P65紅外熱像儀被SOLON柏林總部研發(fā)部門應(yīng)用于這一領(lǐng)域。Frank對此非常滿意。“2006年我們購買了此款紅外熱像儀，到現(xiàn)在它還未出現(xiàn)任何故障。熱像儀分流測試對新生產(chǎn)的太陽能電池進行質(zhì)量測試作用十分顯著。”

目前市場上應(yīng)用于分流測試的熱像儀是FLIR T650sc款，其非制冷微量熱型探測器提供的熱圖像的分辨率為640×480像素，熱靈敏度低于20mK。該款熱像儀還包含自動對比度優(yōu)化算法，方便對具體物體進行熱分析。它還具有互換鏡頭及最先進的相機特性，所以FLIR T650sc紅外熱像儀成為太陽能電池分流檢測測試的理想工具實屬實至名歸。