Тестирование солнечных панелей с помощью тепловизора

Высокое качество солнечных панелей имеет основополагающее значение для эффективной и долговечной работы солнечной электростанции. Большое время безотказной работы солнечных панелей является необходимым условием для эффективного производства электроэнергии и доходности инвестиций в солнечную электростанцию (окупаемость солнечной электростанции). Чтобы гарантировать длительную безаварийную работу, необходим простой и надежный метод оценки качества солнечных панелей уже после их монтажа.

В статье как купить солнечные панели для своей электростанции отмечено, что использование в производстве солнечных панелей некачественных фотомодулей приводит к возникновению эффекта локального перегрева участков, и это позволяет оценивать качество солнечных панелей с помощью тепловизора. Использование этого метода диагностики солнечных панелей является оптимальным и имеет несколько преимуществ. Дефекты фотомодулей хорошо видны на тепловом изображении и, в отличие от большинства других методов - тепловизионные камеры могут быть использованы для проверки установленных солнечных панелей во время работы солнечной станции.

С помощью тепловизионной камеры дефекты или потенциальные проблемы солнечных панелей могут быть обнаружены до момента отказа всей солнечной системы.

Важно знать, что не каждая тепловизионная камера подходит для диагностики солнечных панелей, а так же существуют некоторые правила, которые необходимо соблюдать для того, чтобы диагностика проводилась эффективно.

Тип тепловизионной камеры.

Портативные тепловизоры с не охлаждаемый детектором имеют максимум чувствительности в диапазоне длин волн 8-14 мкм. Однако, защитное стекло солнечных модулей не является прозрачным в этом спектре. Если солнечные батареи проверяются с фронтальной поверхности, тепловизионная камера видит распределение тепла по поверхности стекла и, только косвенное распределение тепла в ячейках фотомодулей. Таким образом, разница температур, которые могут быть измерены и видны на поверхности стекла солнечной батареи достаточно малы. Для уверенного обнаружения температурных градиентов в этих условиях необходимо, чтобы тепловизионная камера имела чувствительность ≤0.08K. Разрешающая способность тепловизора должна быть не менее 320 × 240 пикселей . Желательно также наличие у тепловизора ручных регулировок уровня и диапазона.

Технология проверки солнечных панелей с помощью тепловизора.

Тестирование необходимо выполнять при достаточном уровне солнечной инсоляции – не менее 500 Вт/м2. Это гарантирует, что будет достаточный тепловой контраст для точных термографических измерений. По этой же причине целесообразно проводить диагностику при минимально возможной температуре окружающей среды, идеальные условия – солнечный зимний день.

Очень важно правильно выбирать угол обзора тепловизора относительно плоскости солнечной панели. Правильное позиционирование тепловизора позволит избежать ошибок и неправильных выводов при диагностике фотомодулей.

Рекомендуемый угол обзора (зеленый сектор, угол 5-60 °) во время термографической диагностики.

Если солнечные панели солнечной электростанции установлены таким образом, что имеется доступ к обратной стороне панелей, то предпочтительней является термография нижней поверхности фотомодулей. Этот метод минимизирует ложные отражения на стекле от солнца и облаков. Кроме того, контраст температур на тыльной стороне будет выше, поскольку солнечный элемент измеряется непосредственно, а не через поверхность стекла.

Солнечные панели должны диагностироваться в стандартных условиях эксплуатации, а именно под нагрузкой. В зависимости от типа фотомодулей и типа неисправности, измерения без нагрузки, а также измерения при коротком замыкании панелей могут обеспечить дополнительную информацию о состоянии солнечных панелей.

Какие дефекты солнечных панелей определяются на тепловом изображении.

Если части солнечной панели горячее чем другие, они будут хорошо видны на тепловом изображении. В зависимости от формы и расположения, эти горячие пятна и участки могут указывать несколько различных неисправностей. Если весь модуль теплее чем обычно, это может указывать на проблемы подключения. Если отдельные клетки или строки ячеек панели проявляются как горячая точка или как "горячий лоскутный рисунок", причина, как правило - либо в дефектных диодах, либо во внутренних коротких замыканиях, либо во внутренних дефектах (трещинах) фотокристаллов.

Это тепловое изображение показывает пример так называемого «лоскутного» дефекта солнечной панели, и указывает, что эта панель имеет дефектный обратный диод.

Эти красные пятна отображают ячейки с более высокой мощностью, чем остальные, указывая на неисправные соединения.

Эта горячая точка в одном указывает на физический дефект в одном из солнечных элементов.

Выводы.

Диагностика фотоэлектрических систем с помощью тепловизора позволяет быстро обнаружить дефекты на уровне ячеек или всей солнечной панели, а также выявить возможные проблемы электрических соединений. Контроль качества всего солнечного поля проводятся при нормальных условиях эксплуатации и не требует отключения системы.

Проверки с помощью тепловизионной камеры - начиная с контроля качества солнечных панелей на этапе монтажа электростанции, а затем периодические осмотры - обеспечат полный и простой мониторинг состояния солнечной системы. Это позволит получить максимальный срок эксплуатации фотоэлектрической системы и максимальную эффективность.