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從2004年的0.063GW到2014年的26.84GW，10年400多倍的增長速率讓全球見證了光伏發電的中國速度。截至2015年底，我國光伏發電累計裝機容量4318萬千瓦，成為全球光伏發電裝機容量最大的國家。
然而，“前景向好、難題不斷”。kansiyouqiangshixiyinlideguangfudianzhanjiansheqiye，yimianhuaichuaizhezuoyonggaoshouyishenzhiwanchengpingjiashangwangzhongjishimingdemeihaoyuanjing，yimianzaidongzheshangbaiyidetouzizijinmianqianbeishouzhemo。zhexiewentidezhengjiedouzhixiangtongyigehexincihui——質量。
案例一：
2015年5月26日，位於美國亞利桑那州的蘋果公司Mesa數據中心發生火災，這讓科技巨人最看中的“綠色麵子工程”卻被燒得滿目瘡痍。初步調查發現，起火點可能是蘋果工廠屋頂大樓上的光伏組件。
這些安裝在蘋果公司Mesa工廠屋頂上的光伏組件可向當地1.4萬戶家庭供應電力。不幸的是，這場大火讓美國最為知名的光伏巨頭FirstSolar公司“躺槍”，引起火災的太陽能電池板，正是占據全球薄膜太陽能產銷第一的FirstSolar公司。
案例二：
2015年6月26日(ri)，中(zhong)山(shan)長(chang)虹(hong)項(xiang)目(mu)一(yi)名(ming)施(shi)工(gong)人(ren)員(yuan)在(zai)連(lian)接(jie)組(zu)件(jian)陣(zhen)列(lie)時(shi)被(bei)直(zhi)流(liu)電(dian)電(dian)死(si)，據(ju)了(le)解(jie)，是(shi)組(zu)串(chuan)的(de)端(duan)子(zi)沒(mei)接(jie)彙(hui)流(liu)箱(xiang)就(jiu)放(fang)屋(wu)頂(ding)上(shang)了(le)，廣(guang)東(dong)這(zhe)幾(ji)天(tian)暴(bao)雨(yu)，端(duan)子(zi)進(jin)水(shui)，施(shi)工(gong)人(ren)員(yuan)碰(peng)到(dao)後(hou)發(fa)生(sheng)了(le)該(gai)事(shi)故(gu)。
這是一些令人觸目驚心的事故，以上列舉的隻是光伏事故的冰山一角，近年來，僅國內電站產生問題的例子就達116個，而且，這個數字依然高企不下。
哪些因素導致安全問題？
光伏電站質量和安全問題依然層出不窮。那麼，到底有哪些因素導致了“問題”的出現？我們的研究團隊走訪了大量的光伏電站，發現光伏電站主要麵臨的安全問題分為組件和逆變器兩大部分。
第一，組件的安全問題主要來自接線盒和熱斑效應。
不起眼的接線盒是引起很多組件自燃的“元凶”，接jie線xian盒he市shi場chang較jiao為wei混hun亂luan和he無wu序xu。劣lie質zhi連lian接jie器qi由you於yu內nei部bu粗cu糙cao不bu平ping，接jie觸chu點dian較jiao少shao，使shi電dian阻zu過guo高gao引yin燃ran接jie線xian盒he，進jin而er燒shao毀hui組zu件jian背bei板ban引yin起qi組zu件jian碎sui裂lie。
在zai一yi定ding條tiao件jian下xia，一yi串chuan聯lian支zhi路lu中zhong被bei遮zhe蔽bi的de太tai陽yang電dian池chi組zu件jian，將jiang被bei當dang作zuo負fu載zai消xiao耗hao其qi他ta有you光guang照zhao的de太tai陽yang電dian池chi組zu件jian所suo產chan生sheng的de能neng量liang，被bei遮zhe蔽bi的de太tai陽yang電dian池chi組zu件jian此ci時shi會hui發fa熱re，這zhe就jiu是shi熱re斑ban效xiao應ying。這zhe種zhong效xiao應ying能neng嚴yan重zhong的de破po壞huai太tai陽yang電dian池chi。
第二，逆變器和運維漏洞百出。
傳統集中式方案，每個逆變器100多組串正負極並聯在一起，當任意的組串正極和負極漏電，1000V的直流高壓，觸電將無可避免。
傳統電站采用熔絲設計增加了直流節點，電站即使使用熔絲，也不能有效地保護組件；而且在過載電流情況下，熔絲還會因熔斷慢，發熱高，引發著火風險。
逆變器廠家很多、質量參差不齊，導致逆變器監測數據不準確，逆變器或者直流彙流箱數據采樣精度不夠，造成故障信息判斷不準確、不及時，故障恢複時間長、損失大。
國家發改委能源研究所研究員王斯成說：“電(dian)站(zhan)在(zai)運(yun)行(xing)一(yi)段(duan)時(shi)間(jian)後(hou)存(cun)在(zai)著(zhe)大(da)量(liang)問(wen)題(ti)，而(er)電(dian)站(zhan)質(zhi)量(liang)直(zhi)接(jie)影(ying)響(xiang)到(dao)電(dian)站(zhan)的(de)收(shou)益(yi)，這(zhe)也(ye)是(shi)為(wei)什(shen)麼(me)目(mu)前(qian)銀(yin)行(xing)對(dui)投(tou)資(zi)電(dian)站(zhan)有(you)顧(gu)慮(lv)的(de)重(zhong)要(yao)原(yuan)因(yin)。然(ran)而(er)目(mu)前(qian)電(dian)站(zhan)開(kai)發(fa)商(shang)對(dui)這(zhe)一(yi)問(wen)題(ti)卻(que)沒(mei)有(you)足(zu)夠(gou)重(zhong)視(shi)，這(zhe)對(dui)行(xing)業(ye)來(lai)說(shuo)是(shi)傷(shang)害(hai)。”
FLIR的解決方案——紅外熱像儀
質量保證流程對於太陽能電池板極具重要。電池板的正常運行是高效發電、長期使用壽命和高投資回報率的必要條件。為了確保正常運行，在生產過程中和電池板安裝後，都需要一種快速、簡易又可靠的太陽能電池板性能檢查方法。
FLIR 工(gong)程(cheng)師(shi)說(shuo)，使(shi)用(yong)熱(re)像(xiang)儀(yi)進(jin)行(xing)太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池(chi)板(ban)檢(jian)查(zha)有(you)著(zhe)若(ruo)幹(gan)優(you)勢(shi)。異(yi)常(chang)現(xian)象(xiang)能(neng)夠(gou)清(qing)楚(chu)地(di)顯(xian)示(shi)在(zai)清(qing)晰(xi)的(de)熱(re)圖(tu)像(xiang)上(shang)，並(bing)且(qie)與(yu)其(qi)他(ta)大(da)部(bu)分(fen)方(fang)法(fa)不(bu)同(tong)的(de)是(shi)，熱(re)像(xiang)儀(yi)能(neng)夠(gou)用(yong)於(yu)對(dui)已(yi)經(jing)安(an)裝(zhuang)好(hao)的(de)太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池(chi)板(ban)在(zai)運(yun)行(xing)期(qi)間(jian)進(jin)行(xing)檢(jian)查(zha)，最(zui)後(hou)，熱(re)像(xiang)儀(yi)還(hai)可(ke)在(zai)短(duan)時(shi)間(jian)內(nei)檢(jian)查(zha)大(da)片(pian)區(qu)域(yu)。
在(zai)研(yan)發(fa)領(ling)域(yu)，熱(re)像(xiang)儀(yi)已(yi)經(jing)是(shi)用(yong)於(yu)太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池(chi)和(he)電(dian)池(chi)板(ban)檢(jian)查(zha)的(de)成(cheng)熟(shu)工(gong)具(ju)。對(dui)於(yu)這(zhe)些(xie)複(fu)雜(za)的(de)測(ce)量(liang)，配(pei)備(bei)製(zhi)冷(leng)式(shi)探(tan)測(ce)器(qi)的(de)高(gao)性(xing)能(neng)熱(re)像(xiang)儀(yi)通(tong)常(chang)用(yong)於(yu)受(shou)控(kong)實(shi)驗(yan)室(shi)條(tiao)件(jian)下(xia)。
danrexiangyidetaiyangnengdianchibanjianzhayongtubingbujinxianyuyanjiulingyu。feizhilengshirexiangyimuqianzhengyuelaiyueduodiyingyongyutaiyangnengdianchibananzhuangqiandezhiliangguanli，yijianzhuanghoudechangguiyucexingweihujianzha。
shiyongrexiangyikeyitancedaoqianzaiwentiquyu，bingzaiwentihuoguzhangzhenzhengchuxianqianyuyixiufu。danbingfeimeiyizhongrexiangyidoushihetaiyangnengdianchijianzha，xuyaozunxunyixieguizehezhidaofangzhen，yibianshishiyouxiaojianzha，quebaodechuzhengquedejielun。
熱像儀檢查太陽能電池板規程
在(zai)研(yan)製(zhi)和(he)生(sheng)產(chan)階(jie)段(duan)，太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池(chi)是(shi)靠(kao)通(tong)電(dian)或(huo)使(shi)用(yong)閃(shan)光(guang)燈(deng)來(lai)激(ji)活(huo)。這(zhe)確(que)保(bao)了(le)充(chong)分(fen)的(de)熱(re)對(dui)比(bi)度(du)，用(yong)於(yu)精(jing)確(que)熱(re)成(cheng)像(xiang)測(ce)量(liang)。但(dan)這(zhe)種(zhong)方(fang)法(fa)不(bu)能(neng)用(yong)於(yu)實(shi)地(di)檢(jian)查(zha)太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池(chi)板(ban)，因(yin)此(ci)操(cao)作(zuo)員(yuan)必(bi)須(xu)確(que)保(bao)有(you)足(zu)夠(gou)的(de)太(tai)陽(yang)能(neng)。
為了在實地檢查太陽能電池時獲得充分的熱對比度，需要500 W/m2以上的太陽輻照度。要獲得最大值結果，建議準備好700 W/m2太陽輻照度。太陽輻照度以kW/m2為單位，描述了一個表麵的瞬間入射能量，該能量可用日射強度計（用於測量全球太陽輻照度）或太陽熱量計（用於測量直接太陽輻照度）進行測量。太陽輻照度主要取決於位置和局部天氣。較低的室外溫度也可提高熱對比度。
您需要哪一種類型的熱像儀？
用於預測性維護檢查的便攜式熱像儀通常搭載有靈敏度為8–14μm波bo段duan的de非fei製zhi冷leng微wei量liang熱re型xing探tan測ce器qi。但dan在zai這zhe個ge波bo段duan內nei是shi無wu法fa穿chuan透tou玻bo璃li的de。從cong電dian池chi板ban正zheng麵mian檢jian查zha太tai陽yang能neng電dian池chi時shi，熱re像xiang儀yi探tan測ce到dao的de是shi玻bo璃li表biao麵mian的de熱re量liang分fen布bu，但dan隻zhi能neng間jian接jie探tan測ce玻bo璃li下xia方fang電dian池chi的de熱re量liang分fen布bu。因yin此ci太tai陽yang能neng電dian池chi板ban玻bo璃li表biao麵mian的de可ke測ce量liang和he可ke視shi溫wen差cha比bi較jiao微wei弱ruo。為wei了le使shi這zhe些xie溫wen差cha可ke見jian，用yong於yu檢jian查zha的de熱re像xiang儀yi需xu要yao具ju備bei≤0.08K的熱靈敏度。為了清晰顯現熱圖像中的微弱溫差，熱像儀還應能夠手動調節電平和跨度。
自動模式（左圖）和手動模式（右圖）下帶電平和跨度值的熱圖像。
光guang伏fu組zu件jian一yi般ban安an裝zhuang在zai具ju有you高gao度du反fan射she性xing的de鋁lv製zhi框kuang架jia上shang，這zhe種zhong框kuang架jia在zai熱re圖tu像xiang上shang會hui顯xian示shi為wei冷leng區qu，因yin為wei它ta能neng反fan射she天tian空kong中zhong散san發fa的de熱re輻fu射she。在zai實shi踐jian中zhong，這zhe意yi味wei著zhe熱re像xiang儀yi記ji錄lu到dao的de框kuang架jia溫wen度du遠yuan低di於yu0°C。youyurexiangyidezhifangtujunhengzidongshipeizuidahezuixiaocewenzhi，xuduoxiweidereyichangbuhuilijixianxian。weilehuodegaoduibiduretuxiang，xuyaobuduanduidianpinghekuadujinxingshoudongtiaojie。
未經DDE處理的熱圖像（左圖）和經過DDE處理的熱圖像（右圖）。
所謂的DDE（數字細節增強）功能提供了解決方式。DDE能夠自動優化高動態範圍場景下的圖像對比度，熱圖像不再需要進行手動調節。因此具備DDE功能的熱像儀非常適用於快速精確的太陽能電池板檢查。
實用功能
熱像儀的另一個實用功能是為熱圖像添加GPS數據標記。這可以幫助在大片區域，如太陽能電廠中輕鬆定位有問題的模塊，並將熱圖像與設備進行關聯，例如在報告中。
熱像儀應該配備內置數碼相機鏡頭，以便將相關可見光圖像（數碼照片）yuxiangyingderetuxiangyiqibaocun。suoweidediejiamoshikejiangretuxiangyukejianguangtuxiangxianghudiejia，yepoweishiyong。shengyinhewenbenzhushikeliantongretuxiangyiqibaocunzairexiangyizhong，youliyubaogaobianxie。
熱像儀放置：考慮熱反射和輻射係數
雖然玻璃在8–14μm波段的輻射係數為0.85–0.90，danbolibiaomiandecewenbingburongyi。bolirefansherutongjingmianfanshe，zheyiweizhebutongwendudezhoubianwutizairetuxiangshangnenggouqingxichengxian。zaizuizaogaodeqingxingzhong，zhehuidaozhichengxiangshishi（假“熱點”）和測量誤差。
熱像檢查中的建議視場角（綠色）和應避免的視場角（紅色）。
weilebimianrexiangyihecaozuoyuandebolirefanshe，rexiangyibuyingchuizhiduizhunbeijianzhademokuai。danfushexishuzairexiangyichuizhishidadaozuida，rexiangjianzhazhongdejianyishichangjiao（綠色）和應避免的視場角（紅色）。並隨著熱像儀角度的增加而減小。5–60°的視場角是一個較好的平衡點（0°為垂直）。
為避免得出錯誤結論，檢查太陽能電池板時，您需要以正確角度
握持熱像儀。
使用KLIR P660紅外熱像儀從空中拍攝太陽能電廠獲得的熱圖像。
遠距離檢查
測ce量liang期qi間jian並bing非fei總zong能neng輕qing易yi獲huo得de合he適shi的de視shi場chang角jiao。在zai多duo數shu情qing況kuang下xia，使shi用yong三san腳jiao架jia能neng夠gou解jie決jue問wen題ti。在zai較jiao為wei不bu利li的de條tiao件jian下xia，可ke能neng需xu要yao使shi用yong移yi動dong作zuo業ye平ping台tai或huo者zhe甚shen至zhi乘cheng坐zuo直zhi升sheng機ji飛fei到dao太tai陽yang能neng電dian池chi上shang方fang。在zai這zhe種zhong情qing況kuang下xia，距ju離li目mu標biao較jiao遠yuan可ke能neng是shi一yi個ge優you勢shi，因yin為wei可ke以yi一yi次ci性xing檢jian查zha一yi大da片pian區qu域yu。為wei了le保bao證zheng熱re圖tu像xiang的de質zhi量liang，用yong於yu遠yuan距ju離li檢jian查zha的de熱re像xiang儀yi至zhi少shao應ying具ju備bei320×240像素、最好是640×480像素的圖像分辨率。
rexiangyihaiyingpeibeiyouhuhuanjingtou，yibiancaozuoyuannenggougenghuanchangjiaojingtou，jinxingyuanjulijianzha，birucongzhishengjishang。danshijianyichangjiaojingtoujinyongyutuxiangfenbianlvgaoderexiangyi。shiyongchangjiaojingtoujinxingyuanjuliceliangdedifenbianlvrexiangyiwufatancedaozhishitaiyangnengdianchibanguzhangdexiweireliangxijie。
從不同視角進行檢查
使用FLIR P660紅外熱像儀拍攝的太陽能電池板背麵熱圖像，它的
對應可見圖像如右圖所示。
在zai多duo數shu情qing況kuang下xia，已yi安an裝zhuang的de光guang伏fu組zu件jian也ye可ke用yong熱re像xiang儀yi從cong組zu件jian後hou方fang進jin行xing檢jian查zha。這zhe種zhong方fang式shi可ke以yi將jiang太tai陽yang和he雲yun朵duo的de幹gan擾rao性xing熱re反fan射she減jian至zhi最zui小xiao。此ci外wai，從cong組zu件jian後hou部bu獲huo得de的de溫wen度du可ke能neng比bi較jiao高gao，因yin為wei是shi直zhi接jie測ce量liang電dian池chi，而er不bu是shi透tou過guo玻bo璃li表biao麵mian進jin行xing測ce量liang。
周圍環境和測量條件
yingxuanzeqinglangtianqijinxingrexiangjianzha，yinweiyunduohuijiangditaiyangfuzhaodu，bingchanshengrefansheganrao。danzhiyaosuoyongderexiangyizugoulingmin，jibianshizaiyintianyekeyihuodeyouyongdetuxiang。anjingdehuanjingyebijiaoyouli，yinweitaiyangnengdianchibanbiaomianderenheqiliudouhuizaochengchuandixinglengque，congerjiangdiretidu。kongqiwenduyuedi，qianzaireduibidujiuyuegao。jianyizaiqingchenjinxingrexiangjianzha。
這幅熱圖像展示了大片高溫區域。由於缺乏更多信息，無法看清這是
熱異常還是遮蔽/熱反射。
另ling一yi種zhong提ti高gao熱re對dui比bi度du的de方fang法fa是shi斷duan開kai電dian池chi負fu載zai，以yi斷duan開kai電dian流liu，使shi熱re量liang僅jin僅jin依yi靠kao太tai陽yang輻fu照zhao度du產chan生sheng。然ran後hou接jie上shang負fu載zai，在zai電dian池chi的de發fa熱re階jie段duan進jin行xing檢jian查zha。
但dan在zai正zheng常chang情qing況kuang下xia，係xi統tong檢jian查zha應ying在zai標biao準zhun運yun行xing條tiao件jian下xia，即ji負fu載zai狀zhuang態tai下xia進jin行xing。取qu決jue於yu電dian池chi和he問wen題ti或huo故gu障zhang的de類lei型xing，在zai無wu負fu載zai或huo短duan路lu條tiao件jian下xia的de測ce量liang結jie果guo可ke提ti供gong額e外wai的de信xin息xi。
測量誤差
產生測量誤差的主要原因是熱像儀放置不當和周圍環境與測量條件欠佳。典型的測量誤差原因有：
視場角過窄
太陽輻照度隨著時間推移而改變（例如由於雲層變化所致）
熱反射（如太陽、雲朵、周圍更高的建築、測量裝備等）
局部遮蔽（如周圍建築或其他構築物的遮蔽）
熱圖像提供的信息
熱圖像提供的信息
ruguotaiyangnengdianchibandemouxiebuweiwendugaoyuqitabuwei，wennuanquyuhuiqingxixianxianzairetuxiangshang。qujueyuxingzhuangheweizhi，zhexieredianherequyunenggouzhishichubutongdeguzhang。ruguozhenggezujiandewendudougaoyuwangchang，zhekenengbiaomingcunzaihulianwenti。ruguodangedianchihuodianchizuxianshiweiyigeredianhuowendujiaogaode“拚接圖案”，通常是旁路二極管故障、內部短路或電池錯配所致。
這些紅點顯示溫度一直高於其他組件的組件，表明存在連接故障。
在一個太陽能電池內的這個熱點表明該電池內部存在物理損傷。
遮蔽和電池裂縫在熱圖像上顯示為熱點或多邊形斑塊。電池或電池局部溫度升高表明電池發生故障或存在遮蔽。應比較負載、無負載和短路條件下獲得的熱圖像。將從模塊正麵和背麵拍攝的熱圖像進行比較，也可以得到有價值的信息。
常見模塊故障列表
當然，為了準確識別故障，出現異常的模塊還應進行電學測試和目視檢查。
結論
光伏係統熱像檢查可迅速定位電池和模塊的潛在缺陷，並迅速探測出電氣互連問題。檢查是在正常運行條件下進行，不需要關閉係統。
為了獲得信息量較大的準確熱圖像，必須遵循某些條件和測量程序：
應使用合適的熱像儀和配件；
需要充足的太陽輻照度（至少500W/m2，最好是700W/m2以上）；
視場角應在安全範圍（5°至60°之間）
避免遮蔽和熱反射
熱像儀主要用於查找故障。對檢測到的異常現象進行分類和評估需要對太陽能技術、被檢查係統和附加的電氣測量值有透徹的了解。適當的文件材料當然也必不可少，並應包含所有檢查條件、附加測量值和其他相關信息。
使用熱像儀進行檢測（先是用於安裝期間的質量控製，緊接著是常規檢查）可促進全麵、簡(jian)單(dan)地(di)監(jian)控(kong)係(xi)統(tong)狀(zhuang)態(tai)。這(zhe)將(jiang)有(you)助(zhu)於(yu)保(bao)持(chi)太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池(chi)板(ban)的(de)功(gong)能(neng)及(ji)延(yan)長(chang)其(qi)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)。因(yin)此(ci)，使(shi)用(yong)熱(re)像(xiang)儀(yi)檢(jian)測(ce)太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池(chi)板(ban)將(jiang)顯(xian)著(zhu)提(ti)升(sheng)運(yun)營(ying)公(gong)司(si)的(de)投(tou)資(zi)回(hui)報(bao)率(lv)。
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