“热像仪是生产过程中进行质量控制和现场检查的理想工具”
在屋顶安装太阳能发电装置可将太阳能转化为电能，然后再转化为收益——太阳能发电装置是一项高回报投资。但要保证数十年内获得高产量、高回报，质量保证是关键。太阳能组件作为太阳能发电装置的最重要组成部分，必须可靠耐用，并能持续数年生产电能。
光伏电站的质量问题由来已久，根据权威认证机构对国内已经在运行的多座大型晶硅组件光伏电站进行的质量检测，调查发现光伏组件普遍存在各种质量问题，如热斑、隐裂和功率衰减等，对电站的发电量、KPI指标、电站收益及日常运行维护带来严重影响。
警惕电站隐形杀手
热斑效应被称为光伏组件四大火灾隐患之一。在实际使用太阳电池中，若热斑效应产生的温度超过了一定极限将会使电池组件上的焊点熔化并毁坏栅线，从而导致整个太阳电池组件的报废。据国外权威统计，热斑效应使太阳电池组件的实际使用寿命至少减少10%。
组件上的热斑效应，一般由外部原因和内部原因两类造成。常见的外部原因有：组件表面积灰严重且厚薄不均，鸟粪、污物、落叶、方阵组件前部的草木以及周边建筑物或电线杆等阴影遮挡，以及场地不平整、方阵东西设计间距不足造成的自阴影等，使得组件局部光照低于其他正常部位，被遮挡的电池或组件被置于反向偏置状态，消耗其他电池的功率，而功率以热能形式释放，导致该电池片温度较其他正常电池片的温度高。外在因素导致的热斑问题在光伏电站中普遍存在，可在日常运维工作中采取清洗等措施进行消除。
内部原因和组件的生产制造工艺(特别是焊接和层压)、电池片质量(反向特性、边缘漏电流过大)、接线盒中二极管的长期可靠性、EVA和背板的耐高温及阻燃能力等因素都有关系，内部原因造成的热斑由于是先天性不足，在电站的运行期间将长期存在，对电站的可靠性带来严重安全隐患，任何一个热斑点造成的功率损耗将限制了组串的输出功率。
如何准确检测问题组件?
德国SOLON公司已经实现热像仪应用于太阳能组件质量控制和检查的潜在技术。SOLON研发部门经理Oliver Frank解释道：“我们将FLIR红外热像仪广泛应用于我们的研发部门及现场作业。” FLIR红外热像仪在确保太阳能组件在其寿命周期内质量良好方面可发挥重要作用。
SOLON公司于1997年在柏林成立，是积极活跃于全球平台的太阳能系统供应商。该公司业务主要涉及光伏发电系统、大型屋顶安装系统和太阳能发电全套装置的工程规划及建设，以及太阳能组件的生产。SOLON集团已经在德国、意大利、法国及美国建立分公司。
热像仪用于质量测试
图：SOLON实验室内，电池板放在反偏压之下，并用FLIR红外热像仪对其进行分流检测
太阳能组件制造商生产的组件必须可靠牢固，能够持续运行数十年。SOLON公司不负责生产太阳能电池，这意味着SOLON公司必须进行质量控制。Frank解释道：“SOLON是顶级制造商，为确保所有太阳能组件达到我们自己设定的高标准，我们必须首先对所有的太阳能电池和组件材料进行严格的质量测试。测试太阳能组件材料时，主要检测其受压、耐温、耐湿等能力。但要进行分流检测及太阳能电池常规质量测试，则必须发挥热像仪的重要作用。”
Frank继续表示：“为检测太阳能电池在夹叠粘合成形前是否存在分流，我们将反偏压应用于其中一块电池中，并使用FLIR Systems公司的红外热像仪查看其热成像模式。热点表明电池的半导体材料在制造时出现缺陷，最终导致局部分流的出现。进行这一测试可确保电池质量高于一定水平。”
红外热像仪的作用显著
FLIR P65红外热像仪被SOLON 柏林总部研发部门应用于这一领域。Frank对此非常满意。“2006年我们购买了此款红外热像仪，到现在它还未出现任何故障。热像仪分流测试对新生产的太阳能电池进行质量测试作用十分显著。”
目前市场上应用于分流测试的热像仪是FLIR T650sc款，其非制冷微量热型探测器提供的热图像的分辨率为640×480像素，热灵敏度低于20mK。该款热像仪还包含自动对比度优化算法，方便对具体物体进行热分析。它还具有互换镜头及最先进的相机特性，所以FLIR T650sc红外热像仪成为太阳能电池分流检测测试的理想工具实属实至名归。
热像仪应用于现场作业
图左：架空电力线路所引起的阴影造成电流逆流。问题区域在热图像上显示出明显的热点。
图右：热图像显示有两根电池板出现热点，这表明旁路二极管出现破损。
Frank继续说道：“研发部门取得成功后，我们便购买了两台FLIR T系列红外热像仪，并将其应用于现场检查。这些热像仪小巧质轻，符合人体工程学设计，绝对适用于现场检查。”
SOLON公司售后服务部门热成像专家Volker Denzler解释道，现场检查由维修部门负责。“我们在将太阳能发电装置移交给客户之前，会使用这些热像仪对其进行检查，确保一切完好无损。但是我们也为SOLON太阳能发电装置购买商提供监测、运行和维修服务。”
Denzler继续表示：“热像仪为我们的现场检查方法增添了诸多便利。没有买FLIR红外热像仪之前，我们必须亲手测量每个电池电板。大家都能想象，这种做法非常耗时，尤其对于大型装置来说。即使找到了问题所在的那个电池板，还得猜测到底是哪块或哪些电池出现了问题。”
迅速发现问题
“通过FLIR Systems公司的红外热像仪，我们可以很快发现组件的哪个部位出现了问题，而且通过热图像很快便能发现到底是何问题。造成太阳能组件问题可能有多种原因，并且解决每个问题所需的方法也不同。”
热图像上的热点说明了问题发生的原因。一般情况下，热反常表明出现问题的太阳能组件产电量有所损耗，有些情况下，热点温度可能很高，被视为存在安全隐患。但这些问题一般都可以解决。“我们发现，问题产生的原因一般都出现在连接问题上。随着使用时间的推移，电源连接有时会轻微退化，但这些问题一般都可以很轻松地解决。”
热像仪有助于发现问题原因
造成电池故障和破损的其他原因有保护性玻璃层破损、旁路二极管出现故障、有阴影等等。Denzler解释认为：“FLIR红外热像仪是目前市场上发现问题所在，解答组件产电量下降的原因的最佳工具。尤其在旁路二极管存在缺陷的情况下——假设是由闪电引起——则很难检查到问题，但热图像上可以很清晰地呈现二极管缺陷。这样的例子不胜枚举。不管造成太阳能组件故障的原因何在，确定太阳能组件的温度模式是找到问题非常重要的一个步骤。”
Denzler不仅关注组件本身。“我们会检查整个装置，包括电缆、连接器、保险丝盒及逆变器。FLIR Systems公司的这些红外热像仪也是对电力系统进行常规维修的理想工具。”
