[论文解读] Dealing in practice with hot-spots

R. B. Moreton, E. Lorenzo+2 more|arXiv (Cornell University)|Oct 30, 2014

Photovoltaic System Optimization Techniques被引用 13

一句话总结

本文提出了一套标准化且实用的程序，通过目视检查、红外热成像、电致发光成像和电气性能测试，用于识别和评估光伏组件的热斑。运行电压被确定为量化效率损失最有效的参数，为组件退化和可靠性方面的合同评估提供了可靠指标。

ABSTRACT

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

• 解决目前缺乏广泛接受的现场检测和评估光伏组件热斑的程序问题。
• 基于实证数据，建立热斑影响组件的明确接受与拒绝标准。
• 识别最有效的电气参数，用于量化热斑导致的效率损失。
• 支持光伏系统运行与维护中的合同决策。

提出的方法

• 对200个现场受影响的光伏组件进行了目视检查和红外热成像检查。
• 通过电致发光成像检测微裂纹和局部缺陷。
• 在标准测试条件下测量峰值功率和运行电压，以评估性能退化。
• 将热异常与电气性能相关联，以识别效率损失。
• 基于电压偏差和热信号定义接受与拒绝阈值。
• 提出一种适用于维护和合同场景现场应用的实用且可重复的框架。

实验结果

研究问题

• RQ1 在光伏组件中，哪些是现场可识别的最可靠热斑损伤指标？
• RQ2 哪种电气参数最准确地反映热斑导致的效率损失？
• RQ3 如何在实际应用中建立对热斑影响组件的一致接受与拒绝标准？
• RQ4 目视和红外检查与实际性能退化之间的相关性如何？
• RQ5 运行电压能否作为模块健康状况合同评估的实用指标？

主要发现

• 运行电压被发现是检测和量化热斑影响组件效率损失最敏感且最可靠的指标。
• 目视和红外检查能有效识别热异常，但需通过电气测试确认以确保准确性。
• 电致发光成像成功揭示了与热斑形成相关的微裂纹和局部缺陷。
• 观察到热斑与峰值功率输出可测量降低之间存在明确相关性。
• 所提出的标准使在实际现场条件下一致分类组件为可接受或拒收成为可能。
• 该程序适用于集成到光伏系统性能保证的合同框架中。