光伏電站晶硅組件熱斑故障診斷研究.pdf

1、能源問題已經(jīng)成為本世紀(jì)廣泛關(guān)注的話題。近十幾年來，光伏能源作為一種清潔可再生能源，在各國(guó)政府的倡導(dǎo)和扶持下得到了迅猛的發(fā)展。為了保證光伏發(fā)電系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間高效穩(wěn)定的運(yùn)行，人們?cè)陉P(guān)注新型光伏電池開發(fā)的同時(shí)，如熱斑效應(yīng)、EVA黃變、隱裂等一系列影響光伏組件發(fā)電性能及壽命的不利因素也受到越來越多的重視。熱斑效應(yīng)是指光伏組件由于被遮擋或電池缺陷等原因，導(dǎo)致電池電流失配而發(fā)熱的局部高溫效應(yīng)。熱斑效應(yīng)在光伏電池實(shí)際應(yīng)用中非常普遍，其不僅導(dǎo)致組件發(fā)電效率

2、下降，更會(huì)使組件封裝材料熔化變形或燒毀，甚至引發(fā)火災(zāi)等不可逆損壞，嚴(yán)重威脅了光伏發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定性與安全性。熱斑測(cè)試也由此成為組件認(rèn)證測(cè)試過程中的一項(xiàng)重要環(huán)節(jié)。分析熱斑效應(yīng)起因，檢測(cè)出組件中有熱斑效應(yīng)安全隱患的電池，對(duì)于保證光伏組件性能與質(zhì)量方面具有非常重要的實(shí)際意義。
　　本文圍繞晶硅組件熱斑故障診斷展開研究。在掌握熱斑效應(yīng)故障機(jī)理和特性的基礎(chǔ)上，開發(fā)了采用投影儀作為照射光源，針對(duì)單塊組件的電流型熱斑故障診斷系統(tǒng)。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一

3、步改進(jìn)開發(fā)了穩(wěn)定性更高的電壓型熱斑故障診斷系統(tǒng)，并通過實(shí)驗(yàn)對(duì)其有效性進(jìn)行了驗(yàn)證和分析。主要研究工作如下:
　　(1)研究熱斑效應(yīng)故障機(jī)理和特性。根據(jù)熱斑效應(yīng)產(chǎn)生的現(xiàn)象，結(jié)合熱斑故障電池的I-V輸出特性，經(jīng)過充足的相關(guān)試驗(yàn)，確認(rèn)了結(jié)晶缺陷是導(dǎo)致組件旁路二極管失效，引發(fā)組件熱斑效應(yīng)的原因。
　　(2)基于熱斑故障電池的輸出特性，提出了基于漏電流的晶硅組件熱斑故障診斷方法，定義了一個(gè)熱斑故障評(píng)估指數(shù)HSI(Hot Spot Ind

4、ex)。并以投影儀作為照射光源，通過Labview程序和DAQ數(shù)據(jù)采集器進(jìn)行控制和測(cè)量，建立了針對(duì)單塊組件的電流型熱斑故障診斷系統(tǒng)，并通過試驗(yàn)對(duì)該系統(tǒng)的有效性進(jìn)行了分析。
　　(3)發(fā)現(xiàn)電流型熱斑故障診斷系統(tǒng)在大面積光伏陣列診斷中，由于照射光源強(qiáng)度下降而失效后，通過對(duì)光伏電池輸出特性隨照射強(qiáng)度變化特性的分析，改善并提出了電壓型熱斑故障診斷方法，更新了HSI計(jì)算公式。以Labview為開發(fā)平臺(tái)，完成了電壓型熱斑診斷系統(tǒng)的搭建。且利用