光伏组件的热斑分析(英文原版)
光伏热斑效应_概述及解释说明

光伏热斑效应概述及解释说明1. 引言1.1 概述光伏热斑效应是指在光伏发电过程中,由于光照强度不均匀或材料表面特性等因素的影响,产生局部温度升高的现象。
这种现象对光伏发电系统的性能和寿命有着重要的影响。
因此,深入了解和解决光伏热斑效应问题具有重要的实际意义。
1.2 文章结构本文将首先概述光伏热斑效应的定义和原理,并分析其产生的主要影响因素。
其次,我们将探讨一些解决光伏热斑效应问题的方法,并讨论各种方案的优劣与适用性。
最后,在结论部分,我们将总结已经取得的研究成果并展望未来在该领域可能面临的挑战。
1.3 目的本文旨在提供一个综合而清晰地概述光伏热斑效应的文章。
通过对相关知识点进行介绍和讲解,读者可以更好地理解光伏热斑效应及其相关原理,进而为解决该问题提供一定参考。
同时,通过分析已有的研究成果和存在的问题,我们可以为未来的研究方向提出展望,并希望能够对光伏产业的发展和应用提供一定启示。
2. 光伏热斑效应概述:2.1 光伏效应简介:光伏效应是指当光辐射照射到半导体材料上时,产生的电荷对电流的响应。
光伏效应是太阳能电池转换太阳能为电能的基础原理,也是光伏热斑效应产生的前提条件之一。
2.2 热斑效应简介:热斑效应是指在高浓度光照射下,光伏组件表面形成的局部区域温度升高现象。
当太阳能辐射聚焦在一个小区域上时,该区域会受到更高的温度影响,并且可能降低整个光伏系统的性能和寿命。
2.3 光伏热斑效应定义与原理解释:光伏热斑效应是指在高浓度太阳能辐射条件下,由于光线聚焦导致局部区域温度增加,进而引发出现局部失效或性能降低现象。
当太阳能集中在一个小区域上时,这个小区域将吸收更多的能量并产生显著的局部温升,而其他部分的温度保持相对稳定。
这会导致光伏组件中电流产生不均匀分布,降低整个系统的效率。
光伏热斑效应产生的原理主要涉及两个方面。
首先是热载流子效应,高浓度光照射下,热载流子(由高能量光激发生成的载流子)在表面局部区域堆积并增加物质界面处的复合速率。
组件 热斑 测试 方法

组件热斑测试方法组件热斑测试是一种用于测量和评估电子元件或设备中热分布的方法,以确保其正常运行并防止过热引起的问题。
以下是一些与组件热斑测试方法相关的步骤和技术,其中一些可能需要使用专业设备:●红外热像仪(Infrared Thermography):使用红外热像仪可以快速、非接触地捕捉组件表面的热图像。
分析红外图像以识别潜在的热斑或过热区域。
●温度传感器(Temperature Sensors):安装温度传感器在关键位置,监测温度变化。
使用不同类型的温度传感器,如热电偶或红外传感器。
●有限元分析(Finite Element Analysis,FEA):使用有限元分析软件模拟组件的热传导和热分布。
通过模拟来预测组件在不同工作条件下的热行为。
●热电测试(Thermal Resistance Measurement):通过在组件上施加热源并测量温度变化,计算热电阻。
评估组件的热传导性能。
●热风隧道测试(Wind Tunnel Testing):模拟组件在实际操作中的风流环境,以评估热分布。
测量组件表面的温度响应以获取更真实的数据。
●热模拟测试(Thermal Simulation Testing):使用计算机模型模拟组件在不同工作条件下的热行为。
考虑外部环境、散热装置等因素进行全面的热分析。
●电热测试(Electrical Heating Testing):通过在组件上施加电流或功率来模拟实际工作条件。
测量组件温度分布以检测任何异常或过热。
●热管理系统设计(Thermal Management System Design):设计和优化组件周围的散热系统,确保热量能够有效地散发。
使用散热器、风扇等设备来提高热效率。
在进行组件热斑测试时,需要综合考虑上述方法,并根据具体的应用场景选择合适的测试手段。
光伏板热斑

光伏板热斑
光伏板热斑指的是光伏板表面上的局部加热区域。
当光伏板承受阳光辐射时,会由于
部分原因导致其表面的某些区域比其他区域更容易吸收能量。
这些区域所吸收的能量较多,因此会比周围的区域温度更高,形成所谓的热斑。
热斑的形成主要是因为光伏板受到一些不利的因素的影响,例如瑕疵、污垢、阴影和
损伤等等。
这些因素会使得光伏板的表面不均匀,因此某些区域的吸收效率较高,从而产
生了热斑。
热斑不仅会影响光伏板的发电效率,还会对光伏板的寿命造成不良影响。
因为热斑所
在的区域温度较高,会使得光伏板的材料受到应力的作用,从而加速了材料的老化和损伤。
此外,热斑所在的区域也很容易受到外力的损伤,导致光伏板的损伤面积逐渐扩大。
为了避免热斑的产生,我们需要注意以下几点:
1. 保持光伏板表面的清洁和整洁。
如果光伏板表面有污垢或灰尘,会阻碍光的传播,从而导致热斑的产生。
2. 改善光伏板的设计。
光伏板的设计应该考虑材料的均匀性和使用环境,避免出现
因材料不均匀所造成的吸收差异。
3. 加强光伏板的维护和管理。
定期检查光伏板的状况,及时修复瑕疵和损坏,可以
有效地预防热斑的发生。
总之,光伏板热斑的产生会影响光伏电池的发电效率和寿命,需要我们进行有效的预
防和治理。
只有保持光伏板表面干净整洁,改善光伏板的设计和加强光伏板的维护和管理,才能有效避免热斑的产生,保障光伏电池的发电质量和寿命。
7.《光伏组件红外热成像(TIS)检测技术规范》(2018征求意见稿)

7.《光伏组件红外热成像(TIS)检测技术规范》(2018征求意见稿)ICS分类号:备案号:NB 中华⼈民共和国能源⾏业标准NB/T XXXX—XXXX光伏组件红外热成像(TIS)检测技术规程Technical code for infrared thermal imaging (TIS) inspection of photovoltaicmodules(征求意见稿)XXXX - XX - XX发布XXXX - XX - XX实施⽬次前⾔............................................................................................................................................................ I I1 范围 (3)2 规范性引⽤⽂件 (3)3 术语和定义 (3)4 检测要求 (3)5 检测设备 (4)6 检测⽅法 (4)7 结果判定 (4)前⾔本标准依据《标准化⼯作导则第⼀部分:标准的结构和编写》(GB/T 1.1-2009)给定的规则起草。
请注意本标准的某些内容可能涉及专利。
本标准的发布机构不承担识别这些专利的责任。
本标准由中国电⼒企业联合会提出并归⼝。
本标准起草单位:华电电⼒科学研究院、中国华能集团公司、西安热⼯研究院有限公司。
本标准主要起草⼈:光伏组件红外热成像(TIS)检测技术规程1 范围本标准规定了光伏组件红外热成像(TIS)检测的检测要求、检测设备、检测⽅法、结果判定。
本标准适⽤于现场晶体硅光伏组件的红外热成像(TIS)检测。
2 规范性引⽤⽂件下列⽂件对于本⽂件的应⽤是必不可少的。
凡是注⽇期的引⽤⽂件,仅所注⽇期的版本适⽤于本⽂件。
凡是不注⽇期的引⽤⽂件,其最新版本(包括所有的修订单)适⽤于本⽂件。
GB/T 2828.1 技术抽样检验程序第1部分:按接收质量限(AQL)检索的逐批检验抽样计划GB/T 9535 地⾯⽤晶体硅光伏组件设计和定型GB/T 19870 ⼯业检测型红外热像仪DL/T 664 带电设备红外诊断应⽤规范3 术语和定义下列术语和定义适⽤于本⽂件。
太阳能光伏组件热斑效应的检测与控制措施研究

太阳能光伏组件热斑效应的检测与控制措施研究摘要:随着社会的不断发展,人类与生态环境之间的矛盾也越来越突出,已经严重威胁到人类的生存和发展。
在这种情况下,我国制定了生态环保政策,积极使用清洁能源,减少对生态环境的破坏。
太阳能以高效的利用率以及清洁、可再生等因素,成为应用最为广泛的一种清洁能源。
目前而言,我国的太阳能技术也取得了显著的发展,但是,太阳能光伏组件在长期的运行过程中,会出现一些影响光伏组件性能的质量问题,比如“热斑效应”,不仅影响光伏组件的工作效率,同时也对光伏组件的使用寿命造成了严重的影响。
基于此,需要相关的技术人员深入分析“热斑效应”的形成原因以及控制措施,保证太阳能光伏组件的高效运行。
关键词:太阳能;光伏组件;热斑效应;控制措施引言:能源是推动社会发展的重要动力,传统的能源是以石油、煤炭以及天然气为代表,新型能源则是以核能、风能、太阳能以及地热能为代表,共同组建了当今社会的能源体系。
但是,随着我国节能环保政策的不断深入,逐步压缩了对传统能源开采,积极发展新型清洁能源,以此来降低生态环境破坏带来的影响。
在这种情况下,太阳能成为了人们关注的重点,因为太阳能取之不尽、用之不竭,而且,太阳能的转化效率也比较高,是最为理想的一种新能源。
在太阳能系统当中,光伏组件就是其中的核心,光伏组件在长期的运行过程汇总,会出现一些影响光伏组件性能的质量问题,其中以“热斑效应”为代表,不仅影响光伏组件的使用效率,还严重地威胁到了光伏组件的使用寿命。
基于此,我们需要对光伏组件的数据进行详细的分析,分析一下出现“热斑效应”的根本原因,以及带来的影响,并且还需要进行深入的分析,制定科学合理的控制措施,以此来保证光伏组件的工作效率和工作质量,提高光伏组件的使用寿命。
一、“热斑效应”的概念在光伏组件当中,如果一串联支路出现了被遮挡、裂缝、气泡、起皮等情况,内部的连接构件也有可能出现失效的情况。
出现这种之后,通过这一串联支路的电阻就会增加,串联支路就会出现严重的发热情况,进而严重地消耗光伏组件所产生的能量,不仅如此,随着消耗能源的不断增多,串联支路的发热情况也会越来越严重,这种情况被称之为“热斑效应”。
光伏电池热斑效应分析(教学课件PPT)

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如果不考虑电池作为二 极管消耗的功率,遮挡 电池片消耗的总功率可 写成:
整体实训步骤说明:
步骤1:完成受遮挡单体电池输出功率特 性测试。(遮挡其中一个电池) 步骤2:完成3个没有遮挡电池方阵输出 功率特性测试。 步骤3:4个电池并联输出功率特性测试。 (遮挡其中一个电池) 步骤4:在受遮挡的电池支路上连接旁路 二极管,测试4个电池并联输出功率特性 测试。(遮挡其中一个电池)
其他正常组件 受遮挡组件
为什么调节负载:调节负载改变电池输出电流。
综合功率曲线
整体实训步骤说明:
步骤1:完成受遮挡单体电池 输出功率特性测试。 步骤2:完成3个没有遮挡电 池方阵输出功率特性测试。 步骤3:4个电池串联(注意 受遮挡的电池组件遮挡程度 不能变)输出功率特性测试。 步骤4:在受遮挡的电池旁路 上并联旁路二极管,测试4个 电池串联输出功率特性测试。
旁路,当该组件的某一部分有故障时,可以做到只旁路组件的1/3,其余部分仍然
可以正常工作。
+
-+
-
2.当调整负载使电池组工 作在b点,电池1和电池2 都有正的功率输出;
3.当电池组工作在c点,此时电池1 仍然工作在正功率输出,而受遮挡 的电池2已经工作在开路状态,没 有功率输出,但也还没有成为电池 1的负载; 4.当电池组工作在开路状态d点, 此时电池1仍然有正的功率输出, 而电池2上的电流已经反向,电池2 成为电池1的负载,此时电池1的功 率全部加到了电池2上,如果这种 状态持续时间很长或电池1的功率 很大,也会在被遮挡的电池2上造 成热斑损伤。
光伏组件热斑效应.

• 在一定的条件下,一串联支路中被遮藏的 太阳能电池组件将被当作负载消耗其他被 光照的太阳能电池组件所产生的能量,被 遮挡的太阳能电池组件此时将会发热,这 就是“热斑效应”。 • 这种效应会严重地破坏太阳能电组件。有 光照的电池组件所产生的部分能量或所有 能量,都可能被遮蔽的组件所消耗。
• (5)应当注意到,从c点到d点的工作区间, 电池组件2都处于接收功率的状态。 • 并联电池组处于开路或接近开路状态在实 际工作中也有可能, • 脉宽调制控制器要求只有一个输入端,当 系统功率较大,太阳能电池组件会采用多 组并联,在蓄电池接近充满时,脉冲宽度 变窄,开关晶体管处于临近截止状态,太 阳能电池组件的工作点向开路方向移动, 如果没有在各并联支路上加装阻断二极管, 发生热斑效应的概率就会很大。
• 为防止太阳能电池组 件由于热斑效应而被 破坏,需要在太阳能 电池组件的正负极间 并联一个旁路二极管, 以避免串联回路中光 照组件所产生的能量 披遮蔽的组件所消耗。 • 同样,对于每一个并 联支路,需要串接一 只二极管,以避免并 联回路中光照组什所 产生的能量被遮蔽的 组件所吸收,串接二 极管在独立光伏发电 系统中可同时起到防 止蓄电池在夜间反充 电的功能。
• 假定太阳能电池组件的串联回路中某一块被部分 遮挡,调节负载电阻R,可使太阳能电池组件的工 作状态由开路到短路。
• 从d、c、b、a四种工作状态进行分析: • (1)调整太阳能电池组的输出阻抗,使其工作在开路(d 点),此时工作电流为0,组开路电压UGd等于电池组件1 和电池组件2的开路电压之和。 • (2)当调整阻抗使电池组工作在c点,电池组件l郓电池组件2 都有正的功率输出。 • (3)当电池组工作在b点,此时电池组件1仍然工作在正功率 输出,而受遮挡的电池组件2已经工作在短路状态,没有 功率输出,但也还没有成为功率的接收体,还投有成为电 池组件1的负载。 • (4)当电弛组工作在短路状态(a点).此时电池组件1仍然 有正的功率输出,而电池组件2上的电压已经反向,电池 组件2成为电池组件1的负载,不考虑回路中串联电阻的话, 此时电池组件l的功率全部加到了电池组件2 t, • 如果这种状态持续时间很长或电j组件1的功率很大,就会 在被遮挡的电池组件2上造成热斑损伤。
光伏专业英语

光伏专业英语光伏英文晶棒 ingot,砂浆 slurry exchangey,断线wire break热场 hot zone,石英quarts,加热器heater,电极electrode,搀杂剂dopant,泵pump,维修保养maintenance电机motor籽晶seed 真空vacuum阀门valve过滤器filter温度temperature湿度humidity参数parameter电阻率resistivity报警 alarm警告 warning 熔化 melting分段 cropping 开方 squaring切片 slicing寿命 lifetime 切削液 glycol成品率yield密度 density张力 tension直径 diameter 可编程programmable 电压voltage频率frequency石墨坩埚graphite crucible头尾 tops & tails工艺手册 process manual作面板 operation panel排气 air exhaust 可编程控制器 PLC水流 water flow电气柜electric cabinet冷却水cooling water钢线速度wire speed热交换器 heat exchanger进给启始/终止位 feed start/end position总厚度差异 TTV切割进给速度cutting feed rate导轮wire guide roll压缩空气compressed air固定/活动轴承fixed/mobilebearing触摸屏 touch screen太阳电池 solar cell通常是指将太阳光能直接转换成电能的一种器件。
硅太阳电池silicon solar cell硅太阳电池是以硅为基体材料的太阳电池。
单晶硅太阳电池single crystalline silicon solar cell单晶硅太阳电池是以单晶硅为基体材料的太阳电池。
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Fig. 1. IV-characteristic of a solar cell in the whole voltage range For low bias voltages the reverse current is approx. a linear function of voltage (ohmic behaviour). The slope is a measure for leakage currents that appear as an additional component to the dark saturation current of an ideal diode. Leakage currents originate in cell defects and impurity centres in the semiconductor and can be represented by a shunt resistance. At low bias voltages the current is distributed over the whole cell area and heating takes place more or less uniformly. The maximum current density is below a critical limit and the IVcharacteristic is stable against thermal effects. Figure 1 shows that with rising bias voltage the junction breaks down and conducts very large currents. For solar cells the most important mechanism in junction breakdown is the avalanche multiplication which has its origin in a high electric field in the depletion layer that is generated by the bias voltage. At a certain level of the field strength the generated electron-hole pairs gain enough energy to ionize lattice atoms which again can generate charge carrier pairs. Cells do not have an homogeneous structure, regions with a higher concentration of impurity centres exist. At high bias voltages these points break down earlier. If the current density at this point exceeds a critical limit the cell is irreversibly damaged by thermal
HOT SPOT INVESTIGATIONS ON PV MODULES - NEW CONCEPTS FOR A TEST STANDARD AND CONSEQUENCES FOR MODULE DESIGN WITH RESPECT TO BYPASS DIODES
W. Herrmann, W. Wiesner, W. Vaaßen TÜV Rheinland Sicherheit und Umweltschutz GmbH D-51101 Cologne, Germany INTRODUCTION One of the technical requirements of PV modules for qualification according to the standard IEC 1215 is fulfilment of the pass criteria of the hot spot endurance test [1]. A hot spot situation is existent when a solar cell within a module generates less current than the string current of the module or of the PV generator. This occurs when the cell is totally or partially shaded, damaged, or when cells are electrically mismatched. The shaded cell becomes reverse biased and dissipates power in the form of heat. This article focuses on failures due to cell shading which may occur during operation of a PV system. If no measures are taken, i.e. the integration of bypass diodes in the cell interconnection circuit of the modules, a shading situation may lead to so-called irreversible hotspot damage of cells where the cell current is concentrated with locally high intensity. This causes focalpoint heating with temperatures higher than 150°C, which is above the critical temperature of cell encapsulants of commercial modules. As a result of this, deterioration of the encapsulation occurs. In the worst case this leads to a loss of the insulating properties of the module if the delamination forms a continuous path to the module edge. In addition to this safety risk, delaminations leave visual defects on the module which may affect the acceptance of PV technology among the public. Whereas in the past publications mainly dealt with the physical process of hot-spots, the numerical simulation of the current-voltage characteristics of PV modules with shaded cells, energy output losses and hot spot susceptibility [2,3,4,5], this article focuses on the following points: y y y y the characterisation of commercial silicon cells under reverse biased conditions, the worst case hot-spot conditions for a PV module, a new method for determining the worst case cell within a module for hot-spot testing requirements for bypass diode concepts to ensure the hot-spot endurance of modules. HOT SPOT HEATING Because the series connection of the PV generator forces all cells to operate at the same current (string current), the shaded cell within a module becomes reverse biased which leads to power dissipation and thus to heating effects. Such a situation is illustrated in figure 1 which shows the typical IV-characteristic of a solar cell in the whole voltage range. Whereas the forward characteristic extends to the open circuit voltage of approx. 0.6 Volts, the reverse biased characteristic is much more extensive and limited by the breakdown voltage. If the cell is shaded, its short circuit current is less than the string current so that it is operated at the reverse characteristic, causing power to be dissipated.