光伏组件热斑判断标准(光伏组件的热斑有何危害)

什么是光伏组件的热斑效应

什么是“热斑效应”？

相信大多数光伏从业者都听说过“热斑效应”及其危害的宣传。常见的资料对热斑效应解释为：

在一定条件下，光伏系统中的部分电池会被周围其它物体所遮挡，造成局部阴影，这将引起被遮挡某些电池发热，产生所谓“热斑”现象。

但上述解释还不够完整，局部遮挡只是形成热斑的原因之一，另外一个原因是电池本身的缺陷。因此，比较准确的定义应该是：

热斑是互相连接（主要是串联方式）的电池工作在不同的条件下或者没有相同的性能造成的，它的本质原因是电池之间的失配（对于光伏系统来说，组件之间的失配原理和此相同）。

换句话说，热斑产生的原理是：

一个串联电路中，电池由于某些原因，导致其所表现出的工作状态不一致。这些原因包括遮挡（如周围物体的阴影、落叶、鸟粪等）导致部分电池所表现出的性能和其它电池）不同，或者是电池本身的性能就不同（比较严重的情况是部分电池存在明显缺陷）。

事实上，电池之间性能完全一致的可能性是很小的。因此，从严格意义上来说，热斑效应是一种正常现象。

有权威检测机构基于大量数据积累和资料调研表明，在辐照度大于800W/m2时，热斑最高温度与组件平均温度之间的温度差值小于10度是可以接受的；如果少数组件存在温差超过10℃的情况，只要这个比例不超过5%，系统功率输出正常，也是可以接受的（例如组件上有直径3-125px的鸟粪，组件边缘有尘土积聚，轻微焊接问题，电池片轻微缺陷，盖板部分玻璃脏污等）。

热斑效应的试验内容

确定太阳电池组件承受热斑加热能力的检测试验叫“热斑耐久试验”。热斑耐久试验过程需严格遵循国际标准IEC 61215-2005，试验内容大致如下：

1. 装置

(1)辐照源1，稳态太阳模拟器或自然光，辐照度不低于700W/㎡，不均匀度不超过±2%，瞬时不稳定度在±5%以内。

(2)辐照源2，C类(或更好)的稳态太阳模拟器或自然光，其辐照度为1000W/㎡±10%。

(3)太阳电池组件I-V曲线测试仪。

(4)一组对试验太阳电池组件遮光增量为5%的不透明盖板。

(5)一个适当的温度探测器。

2. 程序

在太阳电池组件试验前应安装厂商推荐的热斑保护装置。

(1)将不遮光的组件在辐照源1下照射，测试其I-V特性和最大功率点。

(2)使组件短路，组件在稳定的辐照源1照射下，用适当的温度探测器测定最热的电池单片。

(3)完全挡住选定的电池单片，用辐照源2照射组件。在此过程中组件的温度应该在50℃±10℃。

(4)保持此状态经过5小时的曝晒。

(5)再次测定组件的I-V特性和最大功率点。

3. 要求

(1)太阳电池组件无严重外观缺陷；

(2)太阳电池组件最大输出功率的衰减不超过试验前测试值的5%；

由试验过程得知，热斑耐久试验的最终目的是对太阳电池组件厂商的产品质量有严格要求，而试验过程也对试验装置有准确的规定。试验中，关键装置辐照源的选择有稳态太阳模拟器和自然光这2种。众所周知，自然光具有众多非人为的不稳定因素，诸如地区分布、气候变化、风向、温度等。根据实地测试，上海地区夏季正常晴天的中午自然光辐照度仅为700-800W/㎡，很难达到1000W/㎡的试验要求，更谈何持续5小时的曝晒。

综上，热斑耐久试验通常使用稳态太阳模拟器对太阳电池组件进行检测。中心自主研发的热斑耐久检测设备是实验室模拟热斑条件的必需设备，利用此设备进行热斑耐久加速试验可以尽早暴露质量问题，降低质量风险，提高产品可靠性和使用寿命，不仅适用于组件热斑试验，同时也满足早期光衰减试验要求。设备参数如下：

(1)有效照射面积：1600mm*1000

(2)最大辐射强度：1000W/㎡

(3)光源光谱分布：C级

(4)均匀度：±9.2%，C级

(5)瞬时不稳定度：±3%，C级

(6)人机界面控制：PLC控制，样品温度、稳定度、副照度实时显示和积分功能。

光伏组件出问题了 别慌这有几种问题检测方法

光伏组件常见的问题有：热斑、隐裂和功率衰减。

由于这些质量问题隐藏在电池板内部，或光伏电站运营一段时间后才发生，在电池板进场验收时难以识别，需借助专业设备进行检测。

热斑形成原因及检测方法

光伏组件热斑是指组件在阳光照射下，由于部分电池片受到遮挡无法工作，使得被遮盖的部分升温远远大于未被遮盖部分，致使温度过高出现烧坏的暗斑。

光伏组件热斑的形成主要由两个内在因素构成，即内阻和电池片自身暗电流。

热斑耐久试验是为确定太阳电池组件承受热斑加热效应能力的检测试验。通过合理的时间和过程对太阳电池组件进行检测，用以表明太阳电池能够在规定的条件下长期使用。

热斑检测可采用红外线热像仪进行检测，红外线热像仪可利用热成像技术，以可见热图显示被测目标温度及其分布。

隐裂形成原因及检测方法

隐裂是指电池片中出现细小裂纹，电池片的隐裂会加速电池片功率衰减，影响组件的正常使用寿命，同时电池片的隐裂会在机械载荷下扩大，有可能导致开路性破坏，隐裂还可能会导致热斑效应。 隐裂的产生是由于多方面原因共同作用造成的，组件受力不均匀，或在运输、倒运过程中剧烈的抖动都有可能造成电池片的隐裂。

光伏组件在出厂前会进行 EL 成像检测，所使用的仪器为 EL 检测仪。

该仪器利用晶体硅的电致发光原理，利用高分辨率的 CCD 相机拍摄组件的近红外图像，获取并判定组件的缺陷。

EL 检测仪能够检测太阳能电池组件有无隐裂、碎片、虚焊、断栅及不同转换效率单片电池异常现象。

功率衰减分类及检测方法

光伏组件功率衰减是指随着光照时间的增长，组件输出功率逐渐下降的现象。光伏组件的功率衰减现象大致可分为三类：

第一类，由于破坏性因素导致的组件功率衰减；

第二类，组件初始的光致衰减；

第三类，组件的老化衰减。

其中，第一类是在光伏组件安装过程中可控制的衰减，如加强光伏组件卸车、倒运、安装质量控制可降低组件电池片隐裂、碎裂出现的概率等。

第二类、第三类是光伏组件生产过程中亟需解决的工艺问题。光伏组件功率衰减测试可通过光伏组件 I-V 特性曲线测试仪完成。

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