CN111404483A - 一种光伏组件红外热斑自动判别装置及自动判别方法、自动试验方法 - Google Patents

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张士龙
刘庆超
张伟
卢成志
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    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Abstract

本发明涉及一种光伏组件红外热斑自动判别装置及自动判别方法、自动试验方法,属于光伏领域。本发明包括用于检测光伏组件热斑故障的红外热成像部件、自动拍摄组件红外热斑故障的行走支架、无线传输部件、自动判别部件、通信线缆和交流电源,所述红外热成像部件安装在行走支架上,所述无线传输部件安装在红外热成像部件内,所述红外热成像部件通过无线传输部件与自动判别部件连接,所述自动判别部件与交流电源通过通信线缆连接。

Description

一种光伏组件红外热斑自动判别装置及自动判别方法、自动 试验方法
技术领域
本发明涉及一种光伏组件红外热斑自动判别装置及自动判别方法、自动试验方法,属于光伏领域。
背景技术
组件制作流程 经电池片分选-单焊接-串焊接-拼接(就是将串焊好的电池片定位,拼接在一起)-中间测试(中间测试分:红外线测试和外观检查)-层压-削边-层后外观-层后红外-装框(一般为铝边框)-装接线盒-清洗-测试(此环节也分红外线测试和外观检查.判定该组件的等级)-包装.。
(1)电池测试
由于电池片制作条件的随机性,生产出来的电池性能不尽相同,所以为了有效的将性能一致或相近的电池组合在一起,所以应根据其性能参数进行分类;电池测试即通过测试电池的输出参数(电流和电压)的大小对其进行分类。以提高电池的利用率,做出质量合格的电池组件。
(2)正面焊接
将汇流带焊接到电池正面(负极)的主栅线上,汇流带为镀锡的铜带,我们使用的焊接机可以将焊带以多点的形式点焊在主栅线上。焊接用的热源为一个红外灯(利用红外线的热效应)。焊带的长度约为电池边长的2倍。多出的焊带在背面焊接时与后面的电池片的背面电极相连。
(3)背面串接
背面焊接是将电池串接在一起形成一个组件串,我们目前采用的工艺是手动的,电池的定位主要靠一个膜具板,上面有放置电池片的凹槽,槽的大小和电池的大小相对应,槽的位置已经设计好,不同规格的组件使用不同的模板,操作者使用电烙铁和焊锡丝将“前面电池”的正面电极(负极)焊接到“后面电池”的背面电极(正极)上,这样依次串接在一起并在组件串的正负极焊接出引线。
(4)层压敷设
背面串接好且经过检验合格后,将组件串、玻璃和切割好的EVA 、玻璃纤维、背板按照一定的层次敷设好,准备层压。玻璃事先涂一层试剂(primer)以增加玻璃和EVA的粘接强度。敷设时保证电池串与玻璃等材料的相对位置,调整好电池间的距离,为层压打好基础。(敷设层次:由下向上:钢化玻璃、EVA、电池片、EVA、玻璃纤维、背板)。
(5)组件层压
将敷设好的电池放入层压机内,通过抽真空将组件内的空气抽出,然后加热使EVA熔化将电池、玻璃和背板粘接在一起;最后冷却取出组件。层压工艺是组件生产的关键一步,层压温度层压时间根据EVA的性质决定。我们使用快速固化EVA时,层压循环时间约为25分钟。固化温度为150℃。
(6)修边
层压时EVA熔化后由于压力而向外延伸固化形成毛边,所以层压完毕应将其切除。
(7)装框
类似与给玻璃装一个镜框;给玻璃组件装铝框,增加组件的强度,进一步的密封电池组件,延长电池的使用寿命。边框和玻璃组件的缝隙用硅酮树脂填充。各边框间用角键连接。
(8)焊接接线盒
在组件背面引线处焊接一个盒子,以利于电池与其他设备或电池间的连接。
(9)高压测试
高压测试是指在组件边框和电极引线间施加一定的电压,测试组件的耐压性和绝缘强度,以保证组件在恶劣的自然条件(雷击等)下不被损坏。
(10)组件测试
测试的目的是对电池的输出功率进行标定,测试其输出特性,确定组件的质量等级。目前主要就是模拟太阳光的测试Standard test condition(STC),一般一块电池板所需的测试时间在7-8秒左右。
太阳电池组件通常安装在地域开阔、阳光充足的地带。在长期使用中难免落上飞鸟、尘土、落叶等遮挡物,这些遮挡物在太阳电池组件上就形成了阴影,在大型太阳电池组件方阵中行间距不适合也能互相形成阴影。由于局部阴影的存在,太阳电池组件中某些电池单片的电流、电压发生了变化。其结果使太阳电池组件局部电流与电压之积增大,从而在这些电池组件上产生了局部温升。太阳电池组件中某些电池单片本身缺陷也可能使组件在工作时局部发热,这种现象叫“热斑效应”。
在一定条件下,一串联支路中被遮蔽的太阳电池组件,将被当作负载消耗其他有光照的太阳电池组件所产生的能量。被遮蔽的太阳电池组件此时会发热,这就是热斑效应。这种效应能严重地破坏太阳能电池,严重的可能使焊点融化、封装材料破坏,甚至会使整个组件失效,有光照的太阳电池所产生的部分能量,都可能被遮蔽的电池所消耗。
光伏组件热斑的危害很大,因此电站需要经常查找这种热斑故障的组件及时更换,但是一个大型光伏电站有数万、甚至数十万张组件,全面排查热斑故障难度很大,基本难以实现,因此急需一种光伏组件红外热斑自动判别装置及组件红外热斑自动判别方法,实现自动开展试验,降低劳动强度,自动判别热斑故障的光伏组件,提高光伏电站的自动化水平。
目前还没有针对一种光伏组件红外热斑自动判别装置及组件红外热斑自动判别方法开展相关研究。
有鉴于此,在申请号为201910712093.3的专利文献中公开了基于环境气象因素的热斑监测装置与预测方法。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足,而提供一种结构设计合理的光伏组件红外热斑自动判别装置及自动判别方法、自动试验方法。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是:该光伏组件红外热斑自动判别装置,其结构特点在于:包括用于检测光伏组件热斑故障的红外热成像部件、自动拍摄组件红外热斑故障的行走支架、无线传输部件、自动判别部件、通信线缆和交流电源,所述红外热成像部件安装在行走支架上,所述无线传输部件安装在红外热成像部件内,所述红外热成像部件通过无线传输部件与自动判别部件连接,所述自动判别部件与交流电源通过通信线缆连接。
进一步地,无线传输为自动传输。
进一步地,本发明的另一个技术目的在于提供一种光伏组件红外热斑自动判别装置的自动判别方法。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的。
一种光伏组件红外热斑自动判别装置的自动判别方法,其特点在于:所述自动判别方法如下:
红外热成像部件自动拍摄的红外热成像图片通过无线传输部件传输至自动判别部件,自动判别部件通过判别红外图片内最高点温度与红外图片中间框内所有像素点温度的平均值的差值来判定图片是否为热斑故障,当差值为20摄氏度时,判定为热斑组件,并且自动将热斑组件的红外图片存放至指定文件夹内。
进一步地,红外热成像部件、行走支架、无线传输部件、自动判别部件均通过通信线缆与交流电源连接。
进一步地,所述光伏组件红外热斑自动判别装置拍摄的红外热成像图片通过无线传输至自动判别部件;无线传输使得拍摄部件与判别部件物理隔离,减少了行走部件的重量,节约成本,并且拍摄于判别无线连接不受距离的限制。
进一步地,本发明的再一个技术目的在于提供一种光伏组件红外热斑自动判别装置的自动试验方法。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的。
一种光伏组件红外热斑自动判别装置的自动试验方法,其特点在于:所述自动试验方法如下:
1)试验人员检查行走支架设备是否正常;
2)试验人员检查红外热成像部件设备是否正常;
3)试验人员检查自动判别部件设备是否正常;
4)试验人员检查通信线缆连接是否正常;
5)试验人员检查交流电源电量是否正常;
6)试验人员调整红外热成像部件的拍摄角度;
7)启动装置;
8)自动拍摄;
9)试验人员核查自动判别部件里出现一张张自动拍摄的红外热成像图片,自动判别正常;
10)等待试验完毕。
进一步地,所述自动试验方法的功能如下:
1)自动进行试验;
2)自动判别数据。
进一步地,所述自动试验方法的目的如下:
当光伏组件红外热斑自动判别装置运行时,试验人员不用一块一块手持仪器拍摄光伏组件,降低了劳动强度,提高了试验效率,并且人员不用被迫暴晒了,改善了人员工作环境;光伏组件红外热斑自动判别装置实现了光伏组件热斑故障的自动判别,提高了自动化程度,减少了试验人员工作强度和误差,减少试验结果的不确定度,提高了试验结果的数据准确性。
相比现有技术,本发明具有以下优点:
1、结构完善、系统紧凑,实用性强,适合光伏使用,具备可操作性,实践证明是一种很好的方法。
2、具备科学性,能满足自动进行试验的要求。
3、具有灵敏度高、结果直观形象等优点。
4、可操作性强,在考虑科学性的基础上,指标有理有据,具备可操作性。
5、可比性强。
6、实用性强。
7、向导性强,可以为科学研究提供数据。
8、降低试验成本。
9、提升产能。
10、便于管理。
11、性能稳定。
12、可以大量生产。
13、相关技术可以在其他行业推广。
14、具有广泛适用性。
附图说明
图1是本发明实施例的光伏组件红外热斑自动判别装置的连接关系示意图。
图中:红外热成像部件1、行走支架2、无线传输部件3、自动判别部件4、通信线缆5、交流电源6。
具体实施方式
下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明,以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
实施例。
参见图1所示,须知,本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等,均仅用以配合说明书所揭示的内容,以供熟悉此技术的人士了解与阅读,并非用以限定本发明可实施的限定条件,故不具技术上的实质意义,任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整,在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下,均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。同时,本说明书中若有引用如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语,亦仅为便于叙述的明了,而非用以限定本发明可实施的范围,其相对关系的改变或调整,在无实质变更技术内容下,当亦视为本发明可实施的范畴。
本实施例中的光伏组件红外热斑自动判别装置,包括用于检测光伏组件热斑故障的红外热成像部件1、自动拍摄组件红外热斑故障的行走支架2、无线传输部件3、自动判别部件4、通信线缆5和交流电源6,所述红外热成像部件1安装在行走支架2上,所述无线传输部件3安装在红外热成像部件1内,所述红外热成像部件1通过无线传输部件3与自动判别部件4连接,所述自动判别部件4与交流电源6通过通信线缆5连接;无线传输为自动传输。
本实施例中的光伏组件红外热斑自动判别装置的自动判别方法,如下:
红外热成像部件1自动拍摄的红外热成像图片通过无线传输部件3传输至自动判别部件4,自动判别部件4通过判别红外图片内最高点温度与红外图片中间框内所有像素点温度的平均值的差值来判定图片是否为热斑故障,当差值为20摄氏度时,判定为热斑组件,并且自动将热斑组件的红外图片存放至指定文件夹内。
本实施例中的红外热成像部件1、行走支架2、无线传输部件3、自动判别部件4均通过通信线缆5与交流电源6连接。
本实施例中的所述光伏组件红外热斑自动判别装置拍摄的红外热成像图片通过无线传输至自动判别部件4;无线传输使得拍摄部件与判别部件物理隔离,减少了行走部件的重量,节约成本,并且拍摄于判别无线连接不受距离的限制。
本实施例中的光伏组件红外热斑自动判别装置的自动试验方法,如下:
1)试验人员检查行走支架2设备是否正常;
2)试验人员检查红外热成像部件1设备是否正常;
3)试验人员检查自动判别部件4设备是否正常;
4)试验人员检查通信线缆5连接是否正常;
5)试验人员检查交流电源6电量是否正常;
6)试验人员调整红外热成像部件1的拍摄角度;
7)启动装置;
8)自动拍摄;
9)试验人员核查自动判别部件4里出现一张张自动拍摄的红外热成像图片,自动判别正常;
10)等待试验完毕。
本实施例中的自动试验方法的功能如下:
1)自动进行试验;
2)自动判别数据。
本实施例中的自动试验方法的目的如下:
当光伏组件红外热斑自动判别装置运行时,试验人员不用一块一块手持仪器拍摄光伏组件,降低了劳动强度,提高了试验效率,并且人员不用被迫暴晒了,改善了人员工作环境;光伏组件红外热斑自动判别装置实现了光伏组件热斑故障的自动判别,提高了自动化程度,减少了试验人员工作强度和误差,减少试验结果的不确定度,提高了试验结果的数据准确性。
此外,需要说明的是,本说明书中所描述的具体实施例,其零、部件的形状、所取名称等可以不同,本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例说明。凡依据本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化,均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围,均应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种光伏组件红外热斑自动判别装置,其特征在于:包括用于检测光伏组件热斑故障的红外热成像部件(1)、自动拍摄组件红外热斑故障的行走支架(2)、无线传输部件(3)、自动判别部件(4)、通信线缆(5)和交流电源(6),所述红外热成像部件(1)安装在行走支架(2)上,所述无线传输部件(3)安装在红外热成像部件(1)内,所述红外热成像部件(1)通过无线传输部件(3)与自动判别部件(4)连接,所述自动判别部件(4)与交流电源(6)通过通信线缆(5)连接。
2.根据权利要求1所述的光伏组件红外热斑自动判别装置,其特征在于:无线传输为自动传输。
3.一种基于权利要求1-2中任意一项权利要求所述的光伏组件红外热斑自动判别装置的自动判别方法,其特征在于:所述自动判别方法如下:
红外热成像部件(1)自动拍摄的红外热成像图片通过无线传输部件(3)传输至自动判别部件(4),自动判别部件(4)通过判别红外图片内最高点温度与红外图片中间框内所有像素点温度的平均值的差值来判定图片是否为热斑故障,当差值为20摄氏度时,判定为热斑组件,并且自动将热斑组件的红外图片存放至指定文件夹内。
4.根据权利要求3所述的光伏组件红外热斑自动判别装置的自动判别方法,其特征在于:红外热成像部件(1)、行走支架(2)、无线传输部件(3)、自动判别部件(4)均通过通信线缆(5)与交流电源(6)连接。
5.根据权利要求3所述的光伏组件红外热斑自动判别装置的自动判别方法,其特征在于:
所述光伏组件红外热斑自动判别装置拍摄的红外热成像图片通过无线传输至自动判别部件(4);无线传输使得拍摄部件与判别部件物理隔离,减少了行走部件的重量,节约成本,并且拍摄于判别无线连接不受距离的限制。
6.一种基于权利要求1-2中任意一项权利要求所述的光伏组件红外热斑自动判别装置的自动试验方法,其特征在于:所述自动试验方法如下:
1)试验人员检查行走支架(2)设备是否正常;
2)试验人员检查红外热成像部件(1)设备是否正常;
3)试验人员检查自动判别部件(4)设备是否正常;
4)试验人员检查通信线缆(5)连接是否正常;
5)试验人员检查交流电源(6)电量是否正常;
6)试验人员调整红外热成像部件(1)的拍摄角度;
7)启动装置;
8)自动拍摄;
9)试验人员核查自动判别部件(4)里出现一张张自动拍摄的红外热成像图片,自动判别正常;
10)等待试验完毕。
7.根据权利要求6所述的光伏组件红外热斑自动判别装置的自动试验方法,其特征在于:所述自动试验方法的功能如下:
1)自动进行试验;
2)自动判别数据。
8.根据权利要求6所述的光伏组件红外热斑自动判别装置的自动试验方法,其特征在于:所述自动试验方法的目的如下:
当光伏组件红外热斑自动判别装置运行时,试验人员不用一块一块手持仪器拍摄光伏组件,降低了劳动强度,提高了试验效率,并且人员不用被迫暴晒了,改善了人员工作环境;光伏组件红外热斑自动判别装置实现了光伏组件热斑故障的自动判别,提高了自动化程度,减少了试验人员工作强度和误差,减少试验结果的不确定度,提高了试验结果的数据准确性。
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