Диагностика повреждений в солнечных панелях с помощью тепловизионного обследования


Вступление

Тепловизионное (инфракрасное) обследование — это быстрый и относительно простой метод диагностики солнечных панелей. Он может применяться на работающей солнечной станции, без необходимости ее отключения. Тепловизионное обследование можно применять как к отдельным панелей, небольшим частным солнечным станциям, так и для достаточно быстрого обследования промышленных СЭС.

Влияние на точность

Тепловизионное обследование позволяет выявить температурную разницу в солнечной панели, которая возникает под действием внешнего тока, или при освещении панели. При тепловизионное обследование солнечных панелей в темноте, наружное освещение отсутствует, поэтому нужно использовать блок питания с током близким к Iкз (1,2).

1. Ток близок к Iкз
2. Тепловизионное обследование панелей в темноте

При обследовании панелей на улице, следует проводить замеры в солнечный и безоблачный день, с минимальным уровнем освещенности 700 Вт / м2. Угол между тепловизором и солнечной панелью должен быть близким к 90 °, но не менее 60 °. При осмотре необходимо избегать отражений от окружающих предметов и зданий, в том числе числе самого оператора (3). Тепловизионное обследование с задней стороны солнечных панелей более точное, по сравнению с передней.

Отражение от окружающих предметов и зданий
Отражение от окружающих предметов и зданий
3. Отражение от окружающих предметов и зданий


Когда уровень освещения равномерный и стабильный, температура солнечных ячеек может отличаться лишь на пару градусов. Если модуль коротко замкнутый, присутствуют дефекты, температура может колебаться гораздо шире. Но, следует учитывать, что температурный градиент, особенно на крышах, может составлять до 15 ° на 8 м, или 3-5 ° на одном модуле, в результате тепловой конвекции.

Шаблоны тепловизионного осмотра

Результирующие шаблоны тепловизионного осмотра, с описанием возможной неисправности и влиянием на электрические характеристики.

Один модуль (или весь стринг) горячее других

Один модуль (или весь стринг) горячее других


Возможные причины:

Солнечная панель (стринг) не подключены.

Влияние на электрические характеристики:

отсутствует

Один под-стринг горячее других под-стрингов

Один под-стринг горячее других под-стрингов
Один под-стринг горячее других под-стрингов



Возможные причины:

Короткое замыкание байпас диода или под-стринга

Влияние на электрические характеристики:

Потеря мощности, уменьшение Uхх

Одиночные ячейки горячее других. Закономерности нет.

Одиночные ячейки горячее других. закономерности нет
Одиночные ячейки горячее других. закономерности нет


Возможные причины:

Панель неправильно подключена или все байпас диоды закорочены. Большие внутренние повреждения

Влияние на электрические характеристики:

Большое падение мощности, большое падение напряжения

Одиночные ячейки горячие, нижние и ближе к рамке панели ячейки горячее средних и тех что вверху.

Одиночные ячейки горячие, нижние и ближе к рамке панели ячейки горячее средних и тех что вверху.



Возможные причины:

Большая деградация (PID)

Влияние на электрические характеристики:

Мощность солнечной панели падает, есть шансы восстановления панели

Одиночная ячейка горячее других

Одиночная ячейка горячее других
Одиночная ячейка горячее других



Возможные причины:

Затенение, дефектная ячейка или деламинация

Влияние на электрические характеристики:

Потери мощности не обязательно присутствуют

Часть ячейка является горячей

Часть ячейка является горячей
Часть ячейка является горячей

Возможные причины:

Дефектная ячейка или некорректное соединение в ячейке

Влияние на электрические характеристики:

Большое падение мощности

Точечный нагрев

точечный нагрев
точечный нагрев


Возможные причины:

Частичное затенение или артефакт

Влияние на электрические характеристики:

Мощность падает в зависимости от площади затенения

Часть под-стринга значительно горячее, при одинаковом затенении

Часть под-стринга значительно горячее, при одинаковом затенении



Возможные причины:

Отсутствует или не работающий байпас диод

Влияние на электрические характеристики:

Большое падение тока в условиях частичного затенения. Возможно возгорание!

Выводы

Как видим, тепловизионное обследование может только обратить внимание на определенные проблемы. А для получения четкого ответа о характере повреждения, нужны дополнительные обследования — как с помощью снятия ВАХ так и визуального осмотра солнечной панели.

Следует отметить, что Тепловизионное обследование, также очень полезно при обследовании контактов и диодных коробок. С помощью тепловизора, можно заранее найти места плохого контакта, и предотвратить возможный пожар.

места плохого контакта
места плохого контакта

Список литературы

J. Bachmann, C. Buerhop-Lutz, C. Deibel, I. Riedel, H. Hoppe, C. J.
Brabec, V. Dyakonov, Organic Solar Cells Characterized by Dark Lock-in
Thermography, Solar Energy Materials and Solar Cells 94 (2010)
C. Buerhop, D. Schlegel, C. Vodermayer, M. Nieß: Quality control of
PV-modules in the field using infrared-thermography, 26th EUPVSEC (WIP,
Hamburg, Germany, 2011)
Cl. Buerhop, J. Adams, F. Fecher, C. J. Brabec, Lock-in Thermographie
an Dünnschichtmodulen, ep Photovoltaik aktuell, no. 7/8 (2012)
Breitenstein, O., M. Langenkamp, Lock-in Thermography, Advanced
Microelectronics 10. Berlin: Springer, 2003
G. Busse, D. Wu, and W. Karpen, Thermal Wave Imaging with Phase
Sensitive Modulated Thermography, Journal of Applied Physics 71 (1992)
U. Hoyer, A. Burkert, R. Auer, C. Buerhop-Lutz, Analysis of PV Modules by
Electroluminescence and IR Thermography, Proc. 24th EUPVSEC (WIP, Hamburg,
Germany, 2009)
Jörg Isenberg, Neue Infrarotmeßtechniken für die Photovoltaik,
Dissertation, KOPS, 2004
T. M. Tran, B. E. Pieters, M. Siegloch, A. Gerber, C. Ulbrich, T. Kirchartz, R.
Schäffler, U. Rau, Characterization of Shunts in Cu(in, Ga)Se2 Solar Modules Via
Combined Electroluminescence and Dark Lock-in Thermography Analysis, Proc.
26th EUPVSEC (WIP, Hamburg, Germany, 2011)
A. Wolf, P. Pohl, R. Brendel, Determination of thermophysical properties of
thin-films for photovoltaic applications, Proc. 31st IEEE PVSC (IEEE, Florida, USA,
2005)
S. Zamini, R. Ebner, G.Újvári, B. Kubicek, Non-destructive techniques for
quality control of photovoltaic modules: Electroluminescence imaging and infrared
thermography, Photovoltaics International 15 (2012)

IEA PVPS Task 13 External final report IEA-PVPS March 2014 ISBN 978-3-906042-16-9

Присоединяйтесь к нам!

Telegramm https://t.me/greenpowertalkg

Instagramm https://www.instagram.com/greenpowertalk/

FB https://www.facebook.com/groups/greenpowerua

Добавить комментарий