稳态热成像技术用于太阳能电池组件的非侵入式缺陷检测

通过快速非侵入式早期缺陷检测优化太阳能电池组件性能和寿命

为了实现可持续和可靠的太阳能发电，延长光伏 (PV) 模块的使用寿命并降低成本在商业上至关重要。光伏模块产生的每单位能量成本受安装现场的平均太阳辐照度、模块的使用寿命及其购买价格的影响。此外，光伏模块在生产、安装后和运行阶段的质量控制不完善也会产生大量成本。

在生产过程中，一些有缺陷的光伏模块可能未被发现并被部署，导致运行过程中的性能下降和安全隐患。检测有缺陷的太阳能模块的传统方法，例如在阳光下进行单个或串级电流-电压 (I-V) 曲线测量，既费时又费力，需要将每个串或模块单独连接到测量设备。

在大批量生产中，需要一种方法，能够在不中断电路的情况下快速、非侵入式、大规模地检查光伏模块。识别主要问题（如分层）至关重要，分层是指模块内各层的分离会产生气隙，从而降低热稳定性和机械稳定性，导致进一步退化和潜在故障。粘合损失是指不同层之间的粘合变弱或失效，这会损害结构完整性和承受环境压力的能力。湿气侵入会导致电气元件腐蚀、短路和绝缘电阻降低，严重影响模块的性能。

电池不匹配是指模块内的各个电池由于制造质量或损坏而无法均匀地工作，这会随着时间的推移降低效率。太阳能电池中的裂纹（无论是微裂纹还是实质性裂缝）必须随着时间推移而扩展，从而导致严重的性能损失甚至整个模块故障，因此必须检测到。

检测有缺陷的旁路二极管或内部短路至关重要，因为这些问题会严重影响模块的性能和寿命。旁路二极管可保护太阳能电池免受部分遮光造成的损坏，但如果有缺陷，则会导致过热、热点和潜在的火灾隐患。内部短路会扰乱电流，降低模块效率并可能导致进一步的电气故障。尽早发现这些缺陷有助于保持最佳能量输出，防止安全风险，并延长太阳能模块的整体使用寿命。

随着价格压力和责任风险的增加，有效、快速的质量检查流程对于光伏模块生产和运行过程中的质量保证变得更加重要。

辐射红外热像仪和高灵敏度可准确检测太阳能电池组件的异常情况

每种类型的异常，例如热点、电池不匹配和旁路二极管故障，都有独特的热特征，可以使用红外热像仪检测到。为了准确量化这些温差，评估异常的严重程度，并确定处理优先级，强烈建议使用辐射红外热像仪。只有辐射红外热像仪才能在每个像素处捕获和存储精确的热数据，从而准确识别和量化温度异常。

例如，可以根据与相邻区域相比的温差将单电池热点分为不同的优先级。温度异常比周围环境高出不到 10°C 的电池可能被视为低优先级，而温差为 20°C 或更高则表示需要立即关注的高优先级问题。这种温度变化可能预示着潜在的问题，例如内部短路、开裂或分层，如果不加以解决，会导致严重的能量损失和潜在的安全隐患。

温度测量对于区分类似异常的严重程度也至关重要。例如，根据观察到的温度升高，接线盒中的热点或串异常可分为低优先级、中优先级或高优先级。这种分类有助于确定维护工作的优先顺序，确保及时解决最关键的问题，以保持太阳能系统的效率和安全性。

准确的温度测量和较低的 NETD 有助于尽早发现随时间推移而逐渐发生的退化过程。温差较小的热异常虽然不会立即引起警报，但表明情况正在持续恶化，并且可能会随着时间的推移而恶化。定期监测可以及时干预，防止小问题升级为重大故障，并确保光伏模块的长期可靠性和性能。