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)成為本世紀廣泛關注的話題。近十幾年來，光伏能源作為一種清潔可再生能源，在各國政府的倡導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)長時間高效穩(wěn)定的運行，人們在關注新型光伏電池開發(fā)的同時，如熱斑效應、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。熱斑效應是指光伏組件由于被遮擋或電池缺陷等原因，導致電池電流失配而發(fā)熱的局部高溫效應。熱斑效應在光伏電池實際應用中非常普遍，其不僅導致組件發(fā)電效率

2、下降，更會使組件封裝材料熔化變形或燒毀，甚至引發(fā)火災等不可逆損壞，嚴重威脅了光伏發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定性與安全性。熱斑測試也由此成為組件認證測試過程中的一項重要環(huán)節(jié)。分析熱斑效應起因，檢測出組件中有熱斑效應安全隱患的電池，對于保證光伏組件性能與質(zhì)量方面具有非常重要的實際意義。
　　本文圍繞晶硅組件熱斑故障診斷展開研究。在掌握熱斑效應故障機理和特性的基礎上，開發(fā)了采用投影儀作為照射光源，針對單塊組件的電流型熱斑故障診斷系統(tǒng)。在此基礎上，進一

3、步改進開發(fā)了穩(wěn)定性更高的電壓型熱斑故障診斷系統(tǒng)，并通過實驗對其有效性進行了驗證和分析。主要研究工作如下:
　　(1)研究熱斑效應故障機理和特性。根據(jù)熱斑效應產(chǎn)生的現(xiàn)象，結(jié)合熱斑故障電池的I-V輸出特性，經(jīng)過充足的相關試驗，確認了結(jié)晶缺陷是導致組件旁路二極管失效，引發(fā)組件熱斑效應的原因。
　　(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，定義了一個熱斑故障評估指數(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)采集器進行控制和測量，建立了針對單塊組件的電流型熱斑故障診斷系統(tǒng)，并通過試驗對該系統(tǒng)的有效性進行了分析。
　　(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，由于照射光源強度下降而失效后，通過對光伏電池輸出特性隨照射強度變化特性的分析，改善并提出了電壓型熱斑故障診斷方法，更新了HSI計算公式。以Labview為開發(fā)平臺，完成了電壓型熱斑診斷系統(tǒng)的搭建。且利用