CN113252179A - 一种基于红外测温装置检测太阳电池组件温度的方法 - Google Patents
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Abstract
一种基于红外测温装置检测太阳电池组件温度的方法，属于太阳电池组件测试领域，其特征在于包括：调整红外测温装置，使被测太阳组件和温度基准点位于红外测温装置的有效测温范围内；温度基准点设置有温度基准装置；温度基准装置具有固定发射率；通过红外测温装置获得被测太阳电池组件的温度分布特征；将被测太阳电池组件温度分布特征与温度基准点的温度相对比，评估得出被测太阳电池组件温度，即太阳电池组件的等效温度，可有效解决当前太阳电池组件端温度测试不准确的问题，有效避免测试数据偏差的状况，避免生产企业损失。
Description
技术领域
本发明属于太阳电池组件测试领域，尤其涉及一种基于红外测温装置检测太阳电池组件温度的方法。
背景技术
太阳电池组件在工业端通常使用红外测温仪非接触式测温方式，测试太阳电池组件背板或太阳电池组件正面近似等效太阳电池PN结温度，通过代入该测试温度求得该太阳电池组件在标准测试条件下的电性能参数。
红外测温仪可测试到太阳电池组件的相对较小的区域，无法有效覆盖整个太阳电池组件，而工业现场被测太阳电池组件在固化房存放的方式多为叠层交错放置，固化的时间通常为4h左右，固化房温度范围约为25±2℃，湿度通常大于50%RH，太阳电池组件经前端工序流入固化房的相对温度通常多维持在30℃以上，太阳电池组件在固化房放置4h无法确保太阳电池组件的温度保持一致，尤其是位于叠层较高位置及太阳电池组件中心区域的电池温度通常温度较高，太阳电池组件流出固化房至测试工位通常在2-3min左右，在较短时间内，如后道工序及测试工位的温度低于固化房的温度，则极容易导致太阳电池组件表面的温度快速下降，而太阳电池的PN结温度实则缓慢下降甚至PN结温度在较短时间内根本来不及变化，导致太阳电池组件到测试工位时红外测温仪测试的表面温度通常偏低于真实温度，最终测试电性能结果低于真实值，而此类情况多发生在冬季，尤其是北方冬季更明显，无法正确评估对应太阳电池组件的电性能。局限于产业产能与工业端产出的时效性要求，通常无法将固化时间无限延长，也无法做到将太阳电池组件叠放的数量降低。
发明内容
本发明旨在解决上述问题，提供一种可相对准确测试太阳电池组件表面等效温度的基于红外测温装置检测太阳电池组件温度的方法。
本发明所述基于红外测温装置检测太阳电池组件温度的方法，包括：
调整红外测温装置，使被测太阳组件和温度基准点位于红外测温装置的有效测温范围内；
所述温度基准点设置有温度基准装置；所述温度基准装置正常放置于测试环境中，与测试环境温度保持一致，用于实时标定红外测温装置，以确保其测试温度的准确性；
所述温度基准装置具有固定发射率；
通过红外测温装置获得被测太阳电池组件的温度分布特征；
将被测太阳电池组件温度分布特征与温度基准点的温度相对比，评估得出被测太阳电池组件温度，即太阳电池组件的等效温度。
进一步，本发明所述基于红外测温装置检测太阳电池组件温度的方法，所述评估得出被测太阳电池组件温度，包括：
根据被测太阳电池组件的温度分布特征对太阳电池组件的高低温区进行权重因子识别，测得太阳电池组件的高温区权重因子为m1，低温区权重因子为m2；
测得太阳电池组件的高温区的平均温度为T1，低温区的平均温度为T2；
同时测得太阳电池组件的高温区的降温速率系数为n1，低温区的降温速率为n2；
高温区的温度贡献为：（（T1-T2）*n1+T1）*m1；
低温区的温度贡献为：（T2+n2）*m2；
所述被测太阳电池组件温度T等于高温区和低温区的温度贡献之和：
T=（（T1-T2）*n1+T1）*m1+（T2+n2）*m2 （1）。
进一步，本发明所述基于红外测温装置检测太阳电池组件温度的方法，所述红外测温装置包括有一个或多个；在使用前进行一致性调整后设置于被测太阳电池组件的测温区域内；通过采用多个进行一致性调整的红外测温装置，将其设置于对应的测温区域内，以此提高对应测温区域的检测结果的准确性，从而提高整个本发明所述检测太阳电池组件温度的方法的检测精度。
进一步，本发明所述基于红外测温装置检测太阳电池组件温度的方法，所述红外测温装置包括有两个，分别设置于被测太阳电池组件的高温区和低温区的测温区域内；通过将不同测温装置放置在对应的高、低温区，用于评估高、低温区的数值与差异，从而提高本发明所述检测太阳电池组件温度的方法的准确性。
进一步，本发明所述基于红外测温装置检测太阳电池组件温度的方法，所述被测太阳电池组件的温度分布特征为被测太阳电池组件表面或被测太阳电池组件背面的温度分布特征。
进一步，本发明所述基于红外测温装置检测太阳电池组件温度的方法，所述红外测温装置为红外热成像仪。
本发明所述基于红外测温装置检测太阳电池组件温度的方法，通过红外测温装置获得被测太阳电池组件的温度分布特征；将被测太阳电池组件温度分布特征与温度基准点的温度相对比，评估得出被测太阳电池组件温度，即太阳电池组件的等效温度，可有效解决当前太阳电池组件端温度测试不准确的问题，有效避免测试数据偏差的状况，避免生产企业损失。
附图说明
图1为本发明实施例所述太阳电池组件测温状态示意图一；
图2为本发明实施例所述太阳电池组件测温状态示意图二
图3为本发明实施例所述太阳电池组件测温状态示意图三。
具体实施方式
下面通过附图及实施例对本发明所述基于红外测温装置检测太阳电池组件温度的方法进行详细说明。
在本公开实施例中，所述红外测温装置采用红外热成像仪，在本公开实施例中设置为一个；使所述热成像仪的视场可拍摄到太阳电池组件全部区域，可识别被测太阳电池组件的高温区和低温区的测温区域内。
调整红外热成像仪，使被测太阳组件和温度基准点位于红外热成像仪的有效测温范围内；在所述温度基准点设置有温度基准装置；所述温度基准装置正常放置于测试环境中，与测试环境温度保持一致，用于实时标定红外热成像仪，以确保其测试温度的准确性；所述温度基准装置具有固定发射率。在具体应用中，当采用多个热成像仪时需将其校准到一个水平上。
通过红外热成像仪获得被测太阳电池组件的温度分布特征；
然后将被测太阳电池组件温度分布特征与温度基准点的温度相对比，对太阳电池组件的高、低温区进行权重因子识别，测得太阳电池组件的高温区权重因子为m1，低温区权重因子为m2；在实际应用中，高低温区的权重因子可根据高低温区的温差、时间及高低温占比的现场实测数据综合求得。
测得太阳电池组件的高温区的平均温度为T1，低温区的平均温度为T2；通常T1大于等于T2，假设高温区面积S1，低温区面积S2，S1与S2的和总等于1。当测试对象恒温时间达到一定条件后，T1等于T2，此时认为被测对象表面温度与PN结温度趋同。当T1始终大于T2时，说明待测组件恒温时间不足，表面温度与PN结温度有差异，通常表现为表面温度小于PN结温度。
同时测得太阳电池组件的高温区的降温速率系数为n1，低温区的降温速率为n2；在实际环境中，在同样条件同样时间内高温区与低温区的温度自然下降程度存在差异，通常是高温区的温度降低速率更快，而低温区的温度降低速率更慢，温差越大时该现象越明显，因此高低温的温度变化系数也不同，实际环境中高低温区的温度变化系数可根据实测数据求得。
高温区的温度贡献为：（（T1-T2）*n1+T1）*m1；
低温区的温度贡献为：（T2+n2）*m2；
所述被测太阳电池组件温度T等于高温区和低温区的温度贡献之和：
T=（（T1-T2）*n1+T1）*m1+（T2+n2）*m2。 （1）
在具体应用中，根据实际情况结合工业现场环境对各参数进行确认及修正，确保切合现场实际。将上述等效温度代入温度计算公式即可得到被测对象相对真实的电性能参数，可解决当前电性能测试偏低的状况。
如前文背景所述，太阳电池组件由固化房传输至测试工位时，太阳电池组件表面温度存在较大的温度波动，通常温度会下降，经综合评估固化房温度与测试车间温差，传输时间等影响温度变化的因素可得到不同温度在特定条件及时间范围内的温度下降速率。如一块被测组件自固化房流出，高温区的平均温度为28℃，低温区的温度平均为26.5℃，测试车间温度为23.5℃，待测组件约3min流转至测试工位，此时高温区的温度下降了1.2℃，低温区温度下降了0.6℃，此时待测组件的等效温度可根据上文提及的温度模型计算公式（1）推算得到，将该等效温度代入温度修正公式即可求得当前待测组件的电性能。
为确保实验的有效性，可将待测组件放置在25℃的环境中足够长时间确保待测组件温度均匀，重新测试，评估利用等效温度求得的电性能参数与在25℃条件下求得的电性能是否一致或接近，如满足测试偏差则说明上述等效温度评估方案有效，如偏差较大则对温度模型进行修正，直至两者测试偏差满足设定要求(太阳电池有温度特性,不同温度下输出的电性能不一样,但是可以通过温度修正将当前温度修正至特定温度下,只要温度测试准确,温度系数输入正确修正后的电性能与实际在该温度下的电性能是很接近或一致的)。
一般在常规测试中借助单个红外测温仪探头测试待测组件某一个小区域的表面温度，通常单点的表面温度与待测组件的等效温度存在较大的偏差，因此会造成测试电性能参数偏差。
为便于对本方案的理解,通过附图1、图2、图3对太阳电池组件温度不均匀进行说明；如图1所示，左侧为太阳电池组件,太阳电池组件中间区域中为高温区,下方边缘区域为低温区域，图中最亮的条型区域为上方照明的投影，此为干扰因素，测试中应去除。
图2为自固化房流转至测试工位，测试工位处太阳电池组件仍可见温度不均匀，此时需借助上文提及的温度公式算法求得一个等效平均温度，借此温度修正测试数据。组件中的亮色为上方照明反射，应剔除掉该干扰项，温度读取时不考虑该区域。
图3为待测太阳电池组件在测试环境中放置了8h，长时间的放置确保太阳电池组件温度均匀，表面温度与PN结温一致，测试温度为真实温度，可用于验证上述实验的可行性。
Claims (6)
1.一种基于红外测温装置检测太阳电池组件温度的方法，其特征在于包括：
调整红外测温装置，使被测太阳组件和温度基准点位于红外测温装置的有效测温范围内；
所述温度基准点设置有温度基准装置；
所述温度基准装置具有固定发射率；
通过红外测温装置获得被测太阳电池组件的温度分布特征；
将被测太阳电池组件温度分布特征与温度基准点的温度相对比，评估得出被测太阳电池组件温度，即太阳电池组件的等效温度。
2.根据权利要求1所述基于红外测温装置检测太阳电池组件温度的方法，所述评估得出被测太阳电池组件温度，其特征在于包括：
根据被测太阳电池组件的温度分布特征对太阳电池组件的高低温区进行权重因子识别，测得太阳电池组件的高温区权重因子为m1，低温区权重因子为m2；
测得太阳电池组件的高温区的平均温度为T1，低温区的平均温度为T2；
同时测得太阳电池组件的高温区的降温速率系数为n1，低温区的降温速率为n2；
高温区的温度贡献为：（（T1-T2）*n1+T1）*m1；
低温区的温度贡献为：（T2+n2）*m2；
所述被测太阳电池组件温度T等于高温区和低温区的温度贡献之和：
T=（（T1-T2）*n1+T1）*m1+（T2+n2）*m2 （1）。
3.根据权利要求1或2所述基于红外测温装置检测太阳电池组件温度的方法，其特征在于：所述红外测温装置包括有一个或多个；在使用前进行一致性调整后设置于被测太阳电池组件的测温区域内。
4.根据权利要求3所述基于红外测温装置检测太阳电池组件温度的方法，其特征在于：所述红外测温装置包括有两个，分别设置于被测太阳电池组件的高温区和低温区的测温区域内。
5.根据权利要求4所述基于红外测温装置检测太阳电池组件温度的方法，其特征在于：所述被测太阳电池组件的温度分布特征为被测太阳电池组件表面或被测太阳电池组件背面的温度分布特征。
6.根据权利要求5所述基于红外测温装置检测太阳电池组件温度的方法，其特征在于：所述红外测温装置为红外热成像仪。
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