CN108418555A - 一种光伏组件蛇形斑的测试方法 - Google Patents

一种光伏组件蛇形斑的测试方法 Download PDF

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郭志球
刘俊辉
金浩
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Abstract

本发明公开了一种光伏组件蛇形斑的测试方法，包括在预设温度及湿度下对光伏组件通电流至达到预设条件，以使光伏组件表面出现蛇形斑，其中，预设温度及湿度、预设条件为根据光伏组件在选定地区运行时所对应的环境数据转换得到的；对光伏组件表面出现的蛇形斑进行识别。本申请公开的上述技术方案，利用对光伏组件在选定地区运行时的环境数据进行转换而得到预设温度及湿度对光伏组件通电流至达到预设条件，使光伏组件的表面出现蛇形斑，对蛇形斑进行识别，以实现对蛇形斑的预测，从而便于根据蛇形斑出现的位置而对光伏组件的生产工艺和/或原材料进行改进，以提高光伏组件抗蛇形斑的性能。

Description

一种光伏组件蛇形斑的测试方法
技术领域
本发明涉及光伏组件技术领域，更具体地说，涉及一种光伏组件蛇形斑的测试方法。
背景技术
随着光伏行业的快速发展，光伏组件的装机量越来越大。由于外界环境的影响和组件内部自身性能的影响，光伏组件在发电过程中经常会出现一些相应的问题，从而影响光伏组件的发电量。
蛇形斑，也叫蜗牛纹、闪电纹，是电池正面出现连续不规则的“黑线”。蛇形斑是由于电池中的EVA(Ethylene-vinyl acetate copolymer，乙烯-醋酸乙烯共聚物)发生分解，其分解物与电池中的银栅线发生反应而生成的暗黑色氧化物。蛇形斑会使栅线的电阻增大，从而会降低栅线收集并传导载流子的能力。另外，蛇形斑所在区域的颜色比较深，再加上EVA等材料的分解，则该区域所进入的光线将会减少，从而会产生与“热斑效应”相类似的现象。因此，对光伏组件的蛇形斑进行预测，以便于合理选择光伏组件的原材料，从而提高光伏组件的抗蛇形斑性能则有着非常重要的意义。
综上所述，如何预测光伏组件的蛇形斑是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种光伏组件蛇形斑的测试方法，以对光伏组件的蛇形斑进行预测。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种光伏组件蛇形斑的测试方法，包括：
在预设温度及湿度下对光伏组件通电流至达到预设条件，以使所述光伏组件表面出现蛇形斑，其中，预设温度及湿度、预设条件为根据所述光伏组件在选定地区运行时所对应的环境数据转换得到的；
对所述光伏组件表面出现的蛇形斑进行识别。
优选的，在预设温度及湿度下对光伏组件通电流至达到预设条件之前，还包括：
利用预设辐射量的紫外光照射所述光伏组件。
优选的，在利用预设辐射量的紫外光照射所述光伏组件之后，还包括：
对所述光伏组件制造损伤，所述损伤包括焊带松动、所述光伏组件内部的电池片隐裂。
优选的，对所述光伏组件制造损伤，包括：
通过多次动态载荷试验对所述光伏组件制造损伤。
优选的，对所述光伏组件制造损伤，包括：
通过热循环试验对所述光伏组件制造损伤。
优选的，在预设温度及湿度下对光伏组件通入的电流具体为：所述光伏组件的短路电流。
优选的，对所述光伏组件表面出现的蛇形斑进行识别，包括：
获取与所述光伏组件表面的温度相对应的热像图，通过所述热像图确认蛇形斑在所述光伏组件表面出现的位置。
优选的，获取与所述光伏组件表面的温度相对应的热像图，包括：
利用红外热成像仪获取与所述光伏组件表面的温度相对应的热像图。
优选的，在利用红外热成像仪获取与所述光伏组件表面的温度相对应的热像图时，还包括：
对所述光伏组件进行EL测试，结合EL测试结果以及所述热像图确认蛇形斑在所述光伏组件表面出现的位置。
优选的，在结合EL测试结果以及所述热像图确认蛇形斑在所述光伏组件表面出现的位置之后，还包括：
对所述光伏组件表面异常高温区域进行实时监控。
本发明公开了一种光伏组件蛇形斑的测试方法，包括在预设温度及湿度下对光伏组件通电流至达到预设条件，以使光伏组件表面出现蛇形斑，其中，预设温度及湿度、预设条件为根据光伏组件在选定地区运行时所对应的环境数据转换得到的；对光伏组件表面出现的蛇形斑进行识别。本申请公开的上述技术方案，对光伏组件在选定地区运行时的环境数据进行转换，以得到在对光伏组件进行试验时所对应的预设温度及湿度、以及光伏组件所要达到的预设条件，利用所得到的预设温度及湿度对光伏组件通电流至达到预设条件，以对光伏组件在选定地区运行时的环境进行模拟，使光伏组件的表面出现蛇形斑，对蛇形斑所出现的位置进行识别，以实现对蛇形斑的预测，从而便于根据蛇形斑所出现的位置而对光伏组件的生产工艺和/或原材料进行改进，以提高光伏组件抗蛇形斑的性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种光伏组件蛇形斑的测试方法的第一种流程图；
图2为本发明实施例提供的一种光伏组件蛇形斑的测试方法的第二种流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参见图1，其示出了本发明实施例提供的一种光伏组件蛇形斑的测试方法的第一种流程图，可以包括：
S11：在预设温度及湿度下对光伏组件通电流至达到预设条件，以使光伏组件表面出现蛇形斑，其中，预设温度及湿度、预设条件为根据光伏组件在选定地区运行时所对应的环境数据转换得到的。
预先收集光伏组件将要投入运行的地区的环境数据，其中，环境数据包含但不限于该地区的温度、湿度、紫外辐射量、降雨量、降雪量、以及刮风时的风力大小等。利用现有的环境数据转换公式对所收集的环境数据进行转化，以得到在对光伏组件所运行的环境条件进行模拟时所对应的预设温度、预设湿度、以及光伏组件所要达到的预设条件。其中，转换得到的预设温度及湿度一般为高温、高湿的环境，并且转换得到的预设条件即为对光伏组件进行试验时所设置的标准或者试验所要满足的要求，例如根据光伏组件所要运行的地区的环境数据对光伏组件试验一个月等。
在得到预设温度、预设湿度、以及光伏组件所要达到的预设条件之后，可以将光伏组件放置在预设温度及湿度下进行试验。考虑到光伏组件在实际运行时会接收光照并进行发电，则为了使光伏组件的试验条件更接近光伏组件实际运行时的条件，则可以为光伏组件通电流，以使试验达到预设条件，其中，为光伏组件通电流不仅可以模拟光伏组件的发电过程，还可以使光伏组件表面的温度升高，以加速EVA的分解。
在预设温度及湿度下，EVA容易发生化学键的断裂而发生分解，断裂的化学键在高温、高湿的环境下会发生水解反应而产生离子，产生的离子在高温、高湿的环境下会加速迁移至表面并与银栅线发生反应而生成暗黑色氧化物，从而在光伏组件的表面产生蛇形斑。
S12：对光伏组件表面出现的蛇形斑进行识别。
在光伏组件表面产生蛇形斑之后，对蛇形斑进行观察与识别，以实现对蛇形斑的预测，从而在一定程度上完成对该地区出现蛇形斑的概率的评估。在确定蛇形斑的位置之后，可以根据蛇形斑的位置而对光伏组件的生产工艺和/或对光伏组件的原材料进行改进，以提高光伏组件抗蛇形斑的性能，降低光伏组件出现蛇形斑的概率，提高光伏组件的竞争力。
本申请公开的上述技术方案，对光伏组件在选定地区运行时的环境数据进行转换，以得到在对光伏组件进行试验时所对应的预设温度及湿度、以及光伏组件所要达到的预设条件，利用所得到的预设温度及湿度对光伏组件通电流至达到预设条件，以对光伏组件在选定地区运行时的环境进行模拟，使光伏组件的表面出现蛇形斑，对蛇形斑所出现的位置进行识别，以实现对蛇形斑的预测，从而便于根据蛇形斑所出现的位置而对光伏组件的生产工艺和/或原材料进行改进，以提高光伏组件抗蛇形斑的性能。
请参见图2，其示出了本发明实施例提供的一种光伏组件蛇形斑的测试方法的第二种流程图。本发明实施例提供的一种光伏组件蛇形斑的测试方法，在预设温度及湿度下对光伏组件通电流至达到预设条件之前，还可以包括：
S21：利用预设辐射量的紫外光照射光伏组件。
在将光伏组件放置于预设温度及湿度的环境下之前，可以利用预设辐射量的紫外光照射光伏组件，以模拟光伏组件在实际运行时所接收到的紫外光。其中，紫外光的预设辐射量为根据所收集到的光伏组件将要投入运行的地区的紫外辐射量转换得到的。
利用紫外光照射光伏组件不仅可以更加准确地模拟光伏组件所处的环境，还可以使EVA中的高分子链发生断裂，从而加速EVA的分解，缩短对蛇形斑进行预测的时间。
本发明实施例提供的一种光伏组件蛇形斑的测试方法，在利用预设辐射量的紫外光照射光伏组件之后，还可以包括：
S22：对光伏组件制造损伤，损伤可以包括焊带松动、光伏组件内部的电池片隐裂。
在利用预设辐射量的紫外光照射光伏组件之后，可以对光伏组件制造焊带松动或光伏组件内部的电池片隐裂等损伤，以模拟光伏组件在实际运行时可能会出现的损伤。对光伏组件制造损伤之后，将光伏组件放置于预设温度及湿度的环境下，并对光伏组件通入电流，使得水、空气等可以从光伏组件的损伤区域进入光伏组件的内部，并且通入的电流会使光伏组件出现损伤的区域的温度升高，从而加速EVA的分解、加速断裂的化学键的水解、以及加速离子的迁移。
本发明实施例提供的一种光伏组件蛇形斑的测试方法，对光伏组件制造损伤，可以包括：
通过多次动态载荷试验对光伏组件制造损伤。
可以对光伏组件进行多次动态载荷试验，以对光伏组件制造损伤。其中，动态载荷试验模拟的是光伏组件在实际运行时所对应的风、雨、雪、冰雹等环境条件。
本发明实施例提供的一种光伏组件蛇形斑的测试方法，对光伏组件制造损伤，可以包括：
通过热循环试验对光伏组件制造损伤。
除了通过动态载荷试验对光伏组件制造损伤之外，还可以通过热循环试验(也即高低温循环试验)对光伏组件制造损伤。由于光伏组件内部不同材料的热膨胀系数不同，在对光伏组件进行热循环的过程中，则可能会发生焊接处松动等损伤。其中，热循环试验中的温度值是通过对选定地区的温度进行模拟得到的。
本发明实施例提供的一种光伏组件蛇形斑的测试方法，在预设温度及湿度下对光伏组件通入的电流具体为：光伏组件的短路电流。
在对光伏组件进行蛇形斑预测之前，可以预先得到光伏组件的短路电流值。当对光伏组件进行蛇形斑预测试验时，对光伏组件所通入的电流具体可以为光伏组件的短路电流，以使光伏组件表面的温度升高更快，从而加速蛇形斑的出现。
本发明实施例提供的一种光伏组件蛇形斑的测试方法，对光伏组件表面出现的蛇形斑进行识别，可以包括：
获取与光伏组件表面的温度相对应的热像图，通过热像图确认蛇形斑在光伏组件表面出现的位置。
考虑到光伏组件的面积比较大，并且蛇形斑出现初期颜色比较浅，从而造成识别比较困难，并且考虑到蛇形斑所出现区域的电阻比较大，从而造成该区域的热量比较大、温度比较高，为了缩小观察和识别区域，以便于快速确定蛇形斑的位置，从而提高蛇形斑的识别效率，则可以获取与光伏组件表面的温度相对应的热像图，通过热像图获知光伏组件表面的温度分布，通过温度分布确定光伏组件的高温区域，再观察光伏组件表面对应位置处的颜色情况，从而快速、有效地确定蛇形斑在光伏组件表面所出现的位置。
本发明实施例提供的一种光伏组件蛇形斑的测试方法，获取与光伏组件表面的温度相对应的热像图，包括：
利用红外热成像仪获取与光伏组件表面的温度相对应的热像图。
可以利用红外热成像仪来获取与光伏组件表面的温度相对应的热像图。其中，红外热成像仪是把物体发出的不可见红外能量转变为热像图的仪器。利用红外热成像仪进行测试不仅操作简便，而且还便于快速、准确、及时、有效地确定蛇形斑的位置。
本发明实施例提供的一种光伏组件蛇形斑的测试方法，在利用红外热成像仪获取与光伏组件表面的温度相对应的热像图时，还可以包括：
对光伏组件进行EL测试，结合EL测试结果以及热像图确定蛇形斑在光伏组件表面出现的位置。
在利用红外热成像仪获取与光伏组件表面的温度相对应的热像图时，还可以对光伏组件进行EL(Electroluminescence，电致发光)测试，以得到光伏组件的表面状态。由于EL测试可以确定光伏组件表面的隐裂区域，而隐裂区域可能已出现蛇形斑，或者虽未出现蛇形斑但后续出现蛇形斑的概率比较高。因此，结合EL测试结果以及热像图可以进一步缩小蛇形斑的观察和识别的区域，从而便于迅速找到蛇形斑的位置以及发生蛇形斑的概率比较大的位置。
本发明实施例提供的一种光伏组件蛇形斑的测试方法，在结合EL测试结果以及热像图确认蛇形斑在光伏组件表面出现的位置之后，还可以包括：
对光伏组件表面异常高温区域进行实时监控。
在结合EL测试结果以及热像图确定蛇形斑在光伏组件表面出现的位置之后，可以对光伏组件表面未出现蛇形斑但温度比较高的区域进行实时监控。由于高温区域的材料更容易发生老化，则该区域发生蛇形斑的概率远大于其他区域。因此，对该区域进行实时监控有助于及时发现蛇形斑，从而避免造成更多的损失。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。另外，本发明实施例提供的上述技术方案中与现有技术中对应技术方案实现原理一致的部分并未详细说明，以免过多赘述。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种光伏组件蛇形斑的测试方法，其特征在于，包括：
在预设温度及湿度下对光伏组件通电流至达到预设条件，以使所述光伏组件表面出现蛇形斑，其中，预设温度及湿度、预设条件为根据所述光伏组件在选定地区运行时所对应的环境数据转换得到的；
对所述光伏组件表面出现的蛇形斑进行识别。
2.根据权利要求1所述的光伏组件蛇形斑的测试方法，其特征在于，在预设温度及湿度下对光伏组件通电流至达到预设条件之前，还包括：
利用预设辐射量的紫外光照射所述光伏组件。
3.根据权利要求2所述的光伏组件蛇形斑的测试方法，其特征在于，在利用预设辐射量的紫外光照射所述光伏组件之后，还包括：
对所述光伏组件制造损伤，所述损伤包括焊带松动、所述光伏组件内部的电池片隐裂。
4.根据权利要求3所述的光伏组件蛇形斑的测试方法，其特征在于，对所述光伏组件制造损伤，包括：
通过多次动态载荷试验对所述光伏组件制造损伤。
5.根据权利要求3所述的光伏组件蛇形斑的测试方法，其特征在于，对所述光伏组件制造损伤，包括：
通过热循环试验对所述光伏组件制造损伤。
6.根据权利要求1所述的光伏组件蛇形斑的测试方法，其特征在于，在预设温度及湿度下对光伏组件通入的电流具体为：所述光伏组件的短路电流。
7.根据权利要求1至6任一项所述的光伏组件蛇形斑的测试方法，其特征在于，对所述光伏组件表面出现的蛇形斑进行识别，包括：
获取与所述光伏组件表面的温度相对应的热像图，通过所述热像图确认蛇形斑在所述光伏组件表面出现的位置。
8.根据权利要求7所述的光伏组件蛇形斑的测试方法，其特征在于，获取与所述光伏组件表面的温度相对应的热像图，包括：
利用红外热成像仪获取与所述光伏组件表面的温度相对应的热像图。
9.根据权利要求8所述的光伏组件蛇形斑的测试方法，其特征在于，在利用红外热成像仪获取与所述光伏组件表面的温度相对应的热像图时，还包括：
对所述光伏组件进行EL测试，结合EL测试结果以及所述热像图确认蛇形斑在所述光伏组件表面出现的位置。
10.根据权利要求9所述的光伏组件蛇形斑的测试方法，其特征在于，在结合EL测试结果以及所述热像图确认蛇形斑在所述光伏组件表面出现的位置之后，还包括：
对所述光伏组件表面异常高温区域进行实时监控。
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