太阳能光伏组件热斑效应的检测与控制措施研究
光伏板热斑效应
光伏板热斑效应光伏板热斑效应是指在光伏发电过程中，由于光线聚焦或其他原因，光伏电池表面产生的局部高温区域，从而影响光伏电池的发电效率和寿命。
本文将从光伏板热斑效应的成因、影响及防治措施等方面进行探讨。
一、成因光伏电池是利用太阳能将光能转化为电能的一种设备，而太阳能是通过太阳辐射照射到光伏电池表面产生电能的。
然而，当太阳光线聚焦到一个局部区域时，会产生高温，从而导致光伏电池表面产生热斑。
热斑的形成主要有以下原因：1. 光线聚焦：当光线穿过玻璃或其他透明材料的时候，由于折射率的不同，会产生光线聚焦现象，从而导致光线在光伏电池表面的聚集，产生局部高温区域。
2. 非均匀辐照：由于太阳能的辐照并不是均匀的，当光伏电池表面的不同区域受到的太阳光线强度不同时，也会产生热斑。
3. 光伏电池本身的不均匀性：光伏电池的制造过程中难免会存在一些不均匀性，比如材料的分布不均匀、结晶缺陷等，这些因素也会导致光伏板热斑效应的产生。
二、影响光伏板热斑效应的产生会对光伏电池的发电效率和寿命产生影响。
1. 发电效率：当光伏电池表面产生热斑时，会导致该区域的电流和电压下降，从而影响了光伏电池的发电效率。
2. 寿命：光伏板热斑效应会导致光伏电池的热应力增大，从而导致光伏电池的寿命缩短。
三、防治措施为了减少光伏板热斑效应的产生，需要采取相应的防治措施。
1. 优化光伏电池结构：可以通过优化光伏电池的结构、材料、制造工艺等方面，减少光伏电池本身的不均匀性，从而降低光伏板热斑效应的产生。
2. 选择适当的材料：可以选择透过率较高的玻璃或其他材料，减少光线的聚焦现象，从而减少光伏板热斑效应的产生。
3. 风冷散热：可以通过在光伏电池表面安装散热器或其他散热设备，将热量散发出去，减少局部高温区域的产生。
4. 防止非均匀辐照：可以通过安装防反射膜等设备，使太阳能辐射均匀分布在光伏电池表面，从而减少光伏板热斑效应的产生。
光伏板热斑效应是光伏电池中的一种常见问题，产生的原因主要包括光线聚焦、非均匀辐照和光伏电池本身的不均匀性等。
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。
太阳能板热板效应解决方案
太阳能板热板效应以及解决方案(一) 组件热斑产生的原因光伏组件的核心组成部分是太阳电池，一般说来，每个组件所用太阳电池的电特性要基本一致，否则将在电性能不好或被遮挡的电池（问题电池）上产生所谓热斑效应。
为防止热斑产生应该在每一片电池上都并联一个旁路二极管，在当电池发生问题或被遮挡时，其它电池产生的大于问题电池的电流将被旁路二极管旁路。
而事实上，在每一片电池上都并联一个二极管是不现实的。
一般在组件上是18片（36片或54片电池串联的组件）或24片（72片电池串联的组件）电池串联后并联一个二极管。
可以想象，当这18片或24片电池中产生的电流不一致时，也就是有问题电池存在时，通过这串电池的电流将在问题电池上引起热斑。
若电池串与串之间电流不一致，可以在接了旁路二极管的组件特性曲线上看到所谓台阶曲线或异常曲线。
如果组件内太阳电池性能本来就不一致，必然导致组件发生热斑现象。
我们可以通过组件的输出特性曲线和红外成像看到组件热斑现象的存在。
若是由于组件内太阳电池光衰减后效率下降，引起的组件内太阳电池性能不一致。
我们可以通过测试组件衰减前和衰减后的输出特性曲线以及红外成像看到组件在光照前后发生的变化。
若组件未接旁路二极管，即使有问题电池存在，组件的输出特性曲线也看不到台阶曲线，但短路电流应比正常组件要小,热斑现象存在。
(二) 问题电池的来源1. 硅材料自身的缺陷2. 电池制造的原因1) 去边不彻底、边缘短路2) 去边过头，P型层向N型层中心延伸，边缘栅线引起局部短路3) 烧结不良，正电极或背电极与硅片接触不良，串联电阻增大4) 烧结过度，即将使PN结烧透，短路以上几种有可能在分选测试时尚未暴露，而做成组件后在长期的使用过程中，逐渐变化而导致愈演愈烈3. 同一档次的电池片性能不一致1) 电池分选测试时的误判a) 分选测试仪自身误差b) 测试仪与测试仪之间的差异c) 分选测试仪的误动作2) 电池自身的衰减不一致3) 人为的混片如电池上信息不准确，有可能贴错标签、混包，电池外观检验时的混片等4. 组件制造的原因1) 焊接前混片或补片时混片2) 电池片自身的隐裂3) 手工焊接过程造成的裂片或隐裂片，机器焊接曲线异常的比例一般小于手工焊接4) 虚焊，每天的巡检报告中几乎都有焊接不良的报道5) 组件生产过程中产生的隐裂，如玻璃弯曲引起裂片或温度过高时装框，万向球顶裂电池6) 返修组件时的焊接不良，互连条之间的搭接，接触电阻大7) 组件中异物引起短路8) 焊背面时，正面互连条脱开，使互连条与电池间存在锡粒，层压造成电池破裂(三) 已经采取的措施1. 电池生产线采用72片一包的包装，避免组件生产线再次数片带来的混片2. 电池生产线先外观检验，后测试分选，防止测试分选后再外观检验造成混片3. 组件生产时用整包的电池片，不用散包，防止混片4. 组件补片原则，一定要补同一档次的电池，（正在准备试75片一包的试验）5. 焊接前检查隐裂片6. 焊串模板定期检查，防止互连条脱焊7. 严格检查异物8. 加强虚焊检查，防止虚焊9. 搬运时尽量减少玻璃弯曲10. 大组件采用4毫米玻璃，以减少弯曲，增加强度11. 搬运周转车改为玻璃垂直放置12. 不允许＞50℃时装框13. 返修时不允许互连条对接14. 散包电池必须重新分选测试，凑成整包后再做组件15. 库存超过一定期限的电池在做组件前应经过二次分选测试16. 测试时，组件一定要在规定温度范围内17. 给出发现曲线异常后的处理方法，防止不良组件流到客户手中18. 电池先光衰减后再分选测试虽然采取了以上部分措施，目前曲线异常依然存在，很多组件都有不同程度的热斑，有些措施实施起来有些难度，进展还需要时间和相关设备。
光伏组件热斑效应研究
光伏组件热斑效应研究光伏组件热斑效应是指在光伏组件工作过程中，由于各种原因导致组件表面出现局部热斑现象。
这种现象会对光伏组件的性能产生不利影响，因此对光伏组件热斑效应进行研究具有重要意义。
光伏组件是将太阳光转化为电能的装置，其工作原理是利用光伏效应将光能转化为电能。
在正常工作情况下，光线通过光伏组件的表面玻璃覆盖层，进入光伏电池层，然后被光伏电池层吸收并转化为电能。
然而，光伏组件在工作过程中会受到多种因素的影响，从而导致热斑效应的产生。
光伏组件的表面玻璃覆盖层具有一定的吸收性，会吸收部分光线并将其转化为热能。
这些被吸收的光线会在玻璃覆盖层内部产生热斑，从而使组件局部温度升高。
其次，光伏电池层的材料本身也会存在一定的光吸收能力，这会导致光伏电池层吸收光线后产生热斑。
此外，光伏组件的背面通常有一层金属反射层，该反射层会将未被光伏电池层吸收的光线反射回来，从而形成光热效应。
光伏组件热斑效应的存在对组件性能产生了多重影响。
首先，热斑会使组件局部温度升高，从而导致光伏电池层的工作温度升高。
光伏电池的工作效率与温度密切相关，温度升高会降低光伏电池的转换效率。
此外，热斑还会引起光伏电池层的热应力，从而降低光伏组件的可靠性和寿命。
为了研究光伏组件热斑效应并寻找相应的解决办法，科研人员进行了大量的实验和理论分析。
实验方面，他们通过在实验室中搭建光伏组件测试平台，模拟不同工况下的光伏组件工作情况，然后通过红外热成像技术等手段对组件表面的温度分布进行测量和分析。
理论方面，他们运用热传导和光学等相关理论，建立了热斑效应的数学模型，从而对热斑的形成机制进行解释和预测。
根据研究结果，科研人员提出了一些减轻光伏组件热斑效应的方法。
首先是优化组件结构和材料，使其具有更好的光吸收和热传导性能，从而减少热斑的产生。
其次是改进光伏组件的散热设计，增加散热设备和通风孔，提高组件的散热效果。
另外，科研人员还提出了一些新颖的解决方案，如利用热管技术和热电联供等方法来处理热斑问题。
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”。
谈光伏发电站热斑检测技术
谈光伏发电站热斑检测技术摘要：介绍了光伏发电站热斑的成因和特性，对热斑的现场检测、在线监测技术进行了综述研究，分析了各自的优缺点和适用性。
现阶段，这些在线监测技术会增加光伏电站的投资成本，实际工程应用很少，但会在未来光伏发电站的智能运维中得到广泛应用。
关键词：光伏发电站；热斑；在线监测；旁路二极管；等效串联电阻光伏发电站在运行期间出现的众多故障类型中，危害最大且发生最多的是光伏组件热斑故障问题。
发生热斑效应严重的组件局部温度有可能超过150℃，其产生的热量很可能烧毁整个组件，使整个串联支路的光伏组件都无法正常工作。
据国内外学者统计，热斑效应可使光伏组件的实际使用寿命至少减少10%[1-2]。
绝大多数的热斑问题，可通过早期及时发现并处理而避免，所以热斑检测是光伏发电站的重要运维内容。
目前应用最多的热斑检测技术是运维人员使用红外热像仪进行现场测试，对于大型分散布置的光伏电站运维难度是巨大的。
近几年涌现出了很多新的热斑检测技术来解决这个难题[3]。
本文综述了光伏发电站的热斑检测技术，并分析了其特点和适用场合。
一些智能无人运维的热斑在线监测技术应用，能协助运维人员准确定位并及时排查热斑故障，保障光伏发电站的高效安全运行[4]。
1热斑的特性热斑是指光伏组件因电池片破碎、隐裂、焊接等质量问题或阴影、鸟粪、灰尘等遮挡原因，问题电池片被当作负载来消耗串联的其他电池片产生的能量，从而产生局部的温升。
光伏发电站运行过程中，遮挡是热斑形成的主要原因[5]。
研究表明，同一电池串中存在遮挡的电池片温度要高于其他电池片，而发热最严重的地方在该电池片未被遮挡的部分。
被遮挡的电池片可以等效看成一个负载，遮挡比例越大，被遮挡电池两端的偏置电压越大，完全被遮挡时，相当于一个开路状态。
而遮挡电池片的偏置电压对接负载也很敏感，处于正常发电情况下的组件，外接负载点总是处于最大功率MPPT跟踪点，只要电池被遮挡的比例较小，即便存在局部遮挡，也不会造成热斑[6]。
9-组件热斑效应的原因与防护
组件热斑效应原因与运维防护措施曹晓宁1闻震利2吴达1( 1、中广核太阳能开发有限公司１0004８; 2、镇江大全太阳能有限公司212211）摘要：光伏电站中组件在运行中存在很多因素引起功率损耗并可能导致安全问题,热斑效应会造成组件功率得大幅度下降,而且就是比较严重得安全隐患。
在组件生产过程、现场施工与运行维护中可以对技术指标提出要求或采取相应得措施来防护热斑效应。
为了减少运维工作量,提供效率,监控系统可以对组件得电流与电压进行监测并进行逻辑判断,可帮助运维人员进行针对性得排查，提高光伏电站运行得安全可靠性。
光伏发电就是人类解决能源危机与环境问题得必由之路,在过去得二十年里光伏发电产业有了迅猛得发展，权威能源机构预测在本世纪中叶光伏发电会能为人类主要得供电方式之一。
太阳电池组件就是光伏电站得核心元件，组件得性能与安全可靠性直接决定了光伏电站得运行效率。
目前组件得标称功率就是在标准测试环境下(标准条件具体就是指:温度25℃,光谱分布AM１、5,辐照强度就是1０0０W/m2)得发电功率，而在实际运行环境中，由于温度、辐照强度、光谱失配等因素会影响组件得实际发电功率。
在实际应用中,组件得阴影遮蔽就是不可避免得问题，阴影遮蔽会造成功率损失,而且会导致局部发热,产生安全隐患，即热斑效应。
本文对热斑得成因与热斑效应得防护措施进行探讨。
1、热斑效应晶硅组件就是由多个太阳电池片串联组成,当串联支路中得一个太阳电池被遮挡时,将被当作负载消耗其她得太阳电池所产生得能量,被遮蔽得太阳电池此时会严重发热，称为热斑效应，如图１所示．热斑效应会严重影响组件得输出功率，同时会破坏太阳电池得性能。
有光照得太阳电池所产生得部分能量，都可能被遮蔽得电池所消耗,热斑效应时组件温度分布如图２所示，可以瞧到被遮挡电池得温度明显高于其它电池。
图1 热斑效应原理示意图图2 热板效应时组件得温度分布图2、热斑效应得防护措施电池发热,,应2、1组件生产过程控制首先对太阳电池进行电流分档，减少组件中串联太阳电池之间得电流失配,另外对组件进行功率分档后，仍要进行电流分档；其次在电池两端并联旁路二极管,即在组件中安装旁路二极管;再次对太阳电池得反向漏电进行控制，太阳电池承受12V 反向电压时漏电流不超过1。
光伏热斑测试
光伏热斑测试
光伏热斑测试是一种用于检测光伏组件的热斑热失效问题的方法。
光伏组件在运行时，可能会由于电池片、焊接等问题导致局部热点，称为热斑。
热斑会影响组件的性能、寿命和安全性。
进行光伏热斑测试可以帮助检测出热斑问题，及早采取措施来修复或替换有问题的组件。
下面是一些常用的光伏热斑测试方法和技术：
1.热成像检测：使用红外热成像仪对光伏组件进行拍摄，通过
红外热图来观察组件表面的温度分布情况。
热斑会表现为高温区域，可以通过热成像图来检测和定位。
2.IV曲线测试：使用光伏电池测试仪测量光伏组件的电流-电
压（IV）曲线。
热斑通常会使曲线产生异常，如降低电流输出或形状畸变等。
3.正常工作温度测试：将光伏组件置于实际工作环境中，并监
测其表面温度。
热斑会使组件的温度升高，超过正常工作温度。
4.电视分析：使用红外热像仪和可见光摄像头相结合，实时观
察光伏组件表面的温度分布及热斑情况。
5.高效测试系统：使用自动化的光伏热斑测试系统，可以快速、
准确地检测多个光伏组件的热斑问题，提高检测效率。
进行光伏热斑测试可以帮助提前发现热斑问题，及时采取措施进行维修或更换，以保证光伏组件的性能和寿命，并确保系统
的安全运行。
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太阳能光伏组件热斑效应的检测与控制措施研究
在光伏组件长期运行过程中，会出现一些影响光伏组件性能的质量问题，如“热斑效应”、“EV A黄变”、“隐裂”等，直接影响到光伏组件的发电效率和使用寿命，从光伏组件性能的统計数据来分析，其中“热斑效应”对光伏组件性能影响最大，已成为导致光伏组件损坏、发生火灾、发电功率下降的主要因素，对光伏发电项目经济效益，光伏电站安全运行等都带来了严重影响。
因此，为了控制“热斑效应”的危害，我们通过仿真实验、研究分析其形成原因，制定有效的控制措施，保证光伏光伏组件发电项目的安全、高效运行。
标签：光伏组件；热斑效应；控制措施
1 引言
能源是推动当今社会前进的动力，传统的煤炭、石油、天然气等化石能源及新兴的核能、风能、太阳能、地热能源等共同推动着社会的进步，现当人们拼命消耗能源，发展经济时，我们也面临着一个新的困境，一是传统能源数量逐渐减少，二是在使用这些传统能源时，这些能源所产生的排放物对环境造成的危害问题也变得日益突出。
在这个时候，人们都希望有一种无污染、无排放、可再生的能源，希望可以通过这种能源来替代原有的类的能源供给结构，以保障今后的可持续发展。
这时太阳能获得了人们的关注，这主要因为太阳能资源丰富，取之不尽、用之不竭、无污染且能为人类自由开发利用的天然资源。
太阳能光伏发电就是利用太阳能组件直接将太阳能转变成电能，运用的是光生伏特效应原理，根据此原理，太阳能组件吸收太阳辐射能量，将太阳光能转化为电能，最后通过一系列的转变处理，将此电能转换成我们可以直接利用的电能的过程。
光伏发电系统中的主要设备包括光伏组件、汇流箱、逆变器、升压变压器、电力电缆及监控系统等，而在这些设备里，光伏组件是光伏发电系统中最核心的设备，光伏组件光电转换率的高低和使用寿命直接决定了太阳能光伏发电阵列发电量和经济效益的多少，因此提高光伏组件的光电转换效率和使用寿命是太阳能光伏发电项目成功的关键。
在光伏组件长期运行过程中，会出现一些影响光伏组件性能的质量问题，如“热斑”、“EV A黄变”、“隐裂”等，直接影响到光伏组件的发电效率和使用寿命，从光伏组件性能的统计数据来分析，其中“热斑效应”对光伏组件性能影响最大，已成为导致光伏组件损坏、发生火灾、发电功率下降的主要因素，对光伏发电项目经济效益，光伏电站安全运行等都带来了严重影响。
因此，为了控制“热斑效应”的危害，我们通过仿真实验、研究分析其形成原因，制定有效的控制措施，保证光伏光伏组件发电项目的安全、高效运行。
2 “热斑效应”的概念
当光伏组件中一串联支路中出现被遮蔽、裂纹、气泡、脱层、脏污、内部连
接失效的情况后，相应的这一串联支路的电流与电压之积增大，而该光伏组件串被当作负载消耗了其它有光照的光伏组件串所产生的能量后，从而在这些光伏组件串上产生了局部温升，这种现象我们称之为“热斑效应”。
“热斑效应”是影响光伏组件使用寿命和输出功率的重要因素，可造成电池永久性损坏，造成组件封装材料老化、焊点熔化、破坏栅线、局部烧毁形成暗斑等缺陷，据相关统计数据，“热斑效应”能减少10%以上的太阳能光伏组件使用寿命，是产生光伏组件安全隐患和整个方阵失效的重要因素，是光伏组件内阻和暗电流变化的主要原因。
3 “热斑效应”的成因
（1）硅材料自身的质量问题引起的电池性能不一致，产生“热斑效应”。
（2）电池制造工艺不符合标准，由电池质量缺陷引起的“热斑效应”。
（3）电池被阴影遮蔽，引起的“热斑效应”。
本文主要研究光伏组件被阴影遮蔽时，引起的“热斑效应”。
3.1 光伏组件发电原理
如果太阳光照射在光伏组件上，并且光现在界面层被吸收后，将在硅半导体的PN结上产生电子-空穴对，P型硅半导体端产生空穴，N型硅半导体端产生电子，在PN结内部电场的作用下，光生空穴流向P区，光生电子流向N区，并且空穴和电子分别在硅导体两端聚集，产生电位差，这时将导体两端用电极接通后，系统就形成了一个闭合回路，就有电流产生，这就是硅电池PN结的光生伏特效应。
当具体说，当光伏组件在界面层吸收到足够的能量后，就能激发出P型硅半导体和N型硅半导体共价键中的电子，产生电子-空穴对现象，由于受到内部电场的作用，N区带正电聚集了电子，P区带负电聚集了空穴，即在P区和N区之间产生了电压。
通过光伏组件所吸收的能量来分析，吸收的能量越多，产生的电子-空穴对就越多，电流就越大。
光伏组件的面积越大，形成的电流也越大。
下图为硅半导体P区、N区的电荷运动情况图1：
3.2 “热斑效应”形成原因
太阳能电池局部被遮挡后，电池不能正常吸收光能，就阻断了硅半导体光电效应的发生，遮挡部位的电池片PN结就保持了电中性，处于禁止状态；而与其相邻电池组正常发生光电效应，就产生了硅半导体P极电压高于N极电压的现象，在遮挡电池片两侧形成了电位差，产生了电压；被遮挡电池片的内阻和暗电流也发生了明显变化，成为了耗电部件，产生了P极向N极的正向导通电流，电流通过耗电部件（即内阻）就会产生热量，电池片在长时间遮挡过程中，就会被积累的热量烧毁，导致整个电池组串停止供电，从而影响光伏组件的正常运行。
3.3 “热斑效应”发生时的光伏组件上电流变化情况
当发生“热斑效应”时，光伏组件遮挡部位不能正常吸收光能，电池产生的电流变小，当该光伏组件产生的电流小于电路的电流时，光伏组件成为串联电路的接入负载，消耗能量，产生热量，从而产生“热斑效应”。
为了分析“热斑效应”发生时的电流变化情况，我们利用等效电路的数学模型进行电池内阻和暗电流变化的情况分析，具体如下图2所示：
“热斑效应”电流公式如下式（1）：IPh=IL+Id+Ipa+Ise （1）
式中所示，当光伏组件正常工作时，光生电流IPh在三个环节被消耗了，一是負载消耗了（IL），二是内阻消耗了（Ipa+Ise），三是等效二极管消耗了（Id），当出现热斑现象时，光生电流Ipa、Ise、Id增大，三者之和增加至一定值时，单体电池片就会被击穿。
4 光伏组件热斑检测
4.1 检测工具及条件
红外热成像仪：就是将被测目标的不可见红外线辐射能量分布状态，通过红外探测器和光学成像物镜反映到红外探测器的光敏元件上，将其转化为红外热像图，使热像图与被测物体表面的能量分布状态相一致，并用不同颜色表示被测物体的不同温度，方便仪器操作者观察被测物体的能量分布状态。
组件热成像如下图3。
光伏组件在检测热斑前，要清除组件表面的污物，并擦拭干净；要避免异物、检测仪器、测试人员等对测试组件的遮挡；选择温度为：25度，空气质量为：AM1.5。
光照强度为：1000w/m2左右的环境条件进行试验，试验人员在规定的时间内，用热成像仪对运行中的光伏组件进行热斑检测，记录测量数据；通常在夏季、秋初的上午11时---下午16时之间的时间段内进行热斑检测最好，由于各区域的地理分布不同，太阳辐照度、环境温度等也有不同，热斑检测的最佳时间段也会相应不同。
4.2 热斑判断
光伏组件在正常工作时的温度是不稳定的，通常认为在30℃±6时，当局部温度与相邻区域的温差>6℃时，可认为组件局部为热斑区域；由于组件热斑检测在辐照度、环境温度、组件输出功率、热斑形成原因、组件工作温度等因素的影响下，可能会出现判断误差，因此，我们应依据热成像仪上采集的数据进行分析。
光伏组件被长时间遮挡的热斑成像、组件烧损处的热斑成像和组件裂纹处的热斑成像图互不相同。
（以下图片为组件局部的热斑成像图4-图6）
4.3 热斑效应“耐久试验”的检测
为保证光伏组件使用的可靠性和耐久性，需要对太阳能光伏组件进行检测，检测其承受热斑加热的能力，这种检测光伏组件承受热斑加热能力的试验叫热斑“耐久试验”。
热斑“耐久试验”内容需严格遵循标准GB/T9535的要求进行，当检测结果满足试验以下二个条件时，才可判定组件“热斑效应”检测合格，条件如下：
a）太阳光伏组件无严重外观缺陷；
b）太阳光伏组件最大输出功率的衰减不超过试验前测试值的5%；
5 控制“热斑效应”的措施
在光伏组件上加装旁路二极管。
为避免产生”热斑效应”，光伏组件在制备过程中会在相邻组串之间反向偏置并联一旁路二极管。
一般情况下，旁路二极管处于反偏压，对光伏组件的正常工作无影响，当光伏组件被遮挡时，二极管导通，避免了光伏组件的过热损坏，并且被遮挡光伏组件串只影响所在一块光伏组件的发电能力。
（1）为证明加装二级管对控制热斑的有效性，进行仿真试验，根据仿真试验，测得试验数据如下：
从试验数据来看，加装二极管可明显降低遮挡电池两侧电压，避免过大电流通过，产生高热，击穿电池片。
（2）加装二极管后，光伏组件的I-V变化趋势如下图7。
通过图示可明确反映电压和电流的变化关系，加装二极管后电流减小幅度明显。
6 结论
本文通过对光伏组件“热斑效应”产生的原因，物理学原理，电流变化情况分析、热斑检测方法、耐久试验检测方法等方面进行了分析与研究，提出了加装二极管控制热斑效应的措施，并通过仿真试验验证了二极管控制组件热斑效应的有效性，为“热斑效应”提出了有效的控制措施。
参考文献：
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作者简介：贾力（1979-），女，宁夏人，在职研究生，研究方向：太阳能光伏发电。