[论文解读] Dealing in practive with hot-spots
本文提出了一种标准化、可现场部署的程序，用于通过红外热成像、电致发光成像和工作电压测量识别并分类光伏（PV）组件中的热点。该方法基于电压损失和温差建立了明确的接受/拒绝标准，其中工作电压被确定为能量损失的最可靠指标，从而可在合同纠纷和质量保证框架中实现实际应用。
The hot-spot phenomenon is a relatively frequent problem occurring in current photovoltaic generators. It entails both a risk for the photovoltaic module's lifetime and a decrease in its operational efficiency. Nevertheless, there is still a lack of widely accepted procedures for dealing with them in practice. This paper presents the IES-UPM observations on 200 affected modules. Visual and infrared inspection, electroluminescence, peak power and operating voltage tests have been accomplished. Hot-spot observation procedures and well defined acceptance and rejection criteria are proposed, addressing both the lifetime and the operational efficiency of the modules. The operating voltage has come out as the best parameter to control effective efficiency losses for the affected modules. This procedure is oriented to its possible application in contractual frameworks.
研究动机与目标
- 解决商业光伏电站中热点处理缺乏广泛接受程序的问题。
- 基于实证数据，建立客观、可现场应用的、针对带热点的光伏组件的接受与拒绝标准。
- 将热点严重程度与实际能量损失及组件寿命风险相关联，重点关注运行效率与合同合规性。
- 为制造商与EPC公司之间关于缺陷组件的争议提供实用的解决框架。
提出的方法
- 在真实运行条件下，对200个已确认存在热点的光伏组件进行了目视检查和红外热成像检测。
- 通过电致发光成像验证了内部缺陷，如微裂纹和焊接问题。
- 在标准测试条件（STC）和真实辐照度（G > 700 W/m²）下测量峰值功率和工作电压，以评估性能损失。
- 建立了温差（ΔT）与工作电压损失之间的线性相关性，从而可从红外图像推断热点严重程度。
- 提出了基于ΔT和电压损失的决策树，分别设定30°C和3%的阈值。
- 利用来自三家不同制造商、运行3–5年的数据验证了热点行为的一致性与变异性。
实验结果
研究问题
- RQ1在光伏组件存在热点的情况下，哪种场测参数最可靠地反映能量损失？
- RQ2在真实热点条件下，温差（ΔT）与电压损失之间存在何种相关性？
- RQ3在合同环境中，可用于客观接受或拒绝光伏组件的ΔT和电压损失的阈值是多少？
- RQ4热点温度如何与长期退化风险及组件寿命相关联？
- RQ5能否为商业光伏系统中的现场热点评估开发一种标准化、可重复的程序？
主要发现
- 工作电压损失被确定为评估热点影响组件实际能量损失最有效且最可靠的指标。
- 观察到温差（ΔT）与电压损失之间存在强烈的线性相关性，某些组件类型的R²值高达0.63。
- 确立了30°C的温差（ΔT）阈值作为识别潜在缺陷组件的实用标准。
- 电压损失超过3%被发现对应于超出标准质保范围的能量损失，因此可作为组件拒绝的依据。
- 所提出的方法可在真实现场条件下实现一致且可重复的热点评估，支持合同纠纷的解决。
- 该程序已由IES-UPM成功应用于制造商与EPC公司之间的实际调解中。
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