光伏组件缺陷扫描检测方法技术

技术编号:20619128 阅读:30 留言:0更新日期:2019-03-20 13:02
本发明专利技术涉及一种光伏组件缺陷扫描检测方法,测试效率高,无需拆卸每个组件,无需采用专业的三脚架及稳定云台,无需静止长时间曝光,采用大功率电流对待测光伏组件缺陷进行红外激发,采用手持式高灵敏度红外探头进行实时扫描,测试效率是当前方法的5~10倍,可实现光伏组件阵列的全检;地形适应能力强:无需采用三角架,对地面的平整度无特殊要求,只要人员能通行的地方均可开展测试,故对山地、水上电站均可测试,山地、水面的测试是现有方法无法实现的;缺陷展现形式多样:既可以用视频记录缺陷,也可以用高清图片进行记录,并可以随意对局部微小缺陷进行放大查看,比现有固定焦距测定的图片结果更多样。

【技术实现步骤摘要】
光伏组件缺陷扫描检测方法
本专利技术涉及一种检测技术,特别涉及一种光伏组件缺陷扫描检测方法。
技术介绍
光伏组件在生产、运输、安装和运行的整个生命周期中,由于:(1)材料缺陷、工艺不当;(2)运输、安装等环节的外力作用;(3)长期发电过程中的老化等原因,在组件中会产生隐裂、碎片、虚焊、断栅以及电流失配等隐性缺陷,这些缺陷最早是使用短波红外技术探测出,行业内一般简称为红外缺陷。这些缺陷的存在会导致下列问题:(1)在组件的生产过程中,会导致组件功率的严重下降,降低产品合格率;(2)在电站现场的光伏阵列中,存在缺陷的组件极易产生热斑现象,增加火灾隐患;(3)少量组件产生缺陷,会造成木桶效应,导致整个光伏阵列发电功率大幅下降;(4)缺陷在自然界中会加剧,降低组件的可靠性和使用寿命。现有的类似技术均基于低灵明度探头,采用长时间静止曝光的方法,每次只能测试一块,在现场的测试效率非常慢。典型的方法CN201110313678.1(硅片及硅太阳电池片缺陷检测方法)采用激光作为激发源,不适用现场测试;典型装置CN201520326478.3(无线遥控式自动对焦光伏组件红外缺陷检测装置)采用无线控制和数据采集的方式,能够实现现场测试,但每次测1块,需要5~10s的长时间静止曝光,测试效率非常低。
技术实现思路
本专利技术是针对现有技术测试效率低的问题,提出了一种光伏组件缺陷扫描检测方法,采用手持式轻便探头开展缺陷扫描,清晰探测光伏板中存在的全类红外缺陷;与现有的长时间静止曝光相比,手持式可随意近距离观察缺陷的细节,并全程以高清视频格式记录;当遇到需要获取单个样品高清缺陷分布图时,无需使用专业级稳定云台系统和三脚架(用于长时间静止曝光),手持条件下0.2秒即可完成高清成像。本专利技术的技术方案为:一种光伏组件缺陷扫描检测方法,具体包括如下步骤:1)将与待测光伏组件组串连接的直流汇流箱的总线上传的开关断开,并将直流汇流箱内与待测光伏组件组串连接线路断开;2)将待测光伏组件组串的正、负极接头分别连接到大功率直流电源的正负极上,开启直流电源,给待测光伏组件组串加载直流电,电流数值等于其短路电流值;3)等待电流数值稳定后,开启扫描检测仪红外探头,将扫描检测仪探头模式开启到视频模式,调好焦距后,正对着待测光伏组件组串移动,即可观察到被测光伏组件组串表面存在的各类缺陷,如按录像按钮,则可进行视频录制;4)在扫描过程中,如需近距离观察局部缺陷,将红外探头移近样品,并手动调节焦距即可;如果需要高清成像图片,则按快门键,即可实现高清图像记录。所述检测仪内部包括采集部分和信号控制部分,采集部分依次包括电子变焦镜头、电子滤光镜和红外CMOS传感器,红外CMOS传感器信号送信号控制部分,信号控制部分依次包括锁相信号放大器、DSP芯片、数字图像存储。所述电子滤光镜由两个部件构成,第一部件用于有效滤除环境中的可见光,第二部件用于在1100~1200nm波段产生高频通断信号。所述锁相放大芯片,将微弱的缺陷信号进行放大,其锁定频率与电子滤光镜第二部件的高频通断信号频率一致。本专利技术的有益效果在于:本专利技术光伏组件缺陷扫描检测方法,测试效率高,无需拆卸每个组件,无需采用专业的三脚架及稳定云台,无需静止长时间曝光,采用大功率电流对缺陷进行红外激发,采用手持式高灵敏度红外探头进行实时扫描,测试效率是当前方法的5~10倍,可实现光伏组件阵列的全检;地形适应能力强:无需采用三角架,对地面的平整度无特殊要求,只要人员能通行的地方均可开展测试,故对山地、水上电站均可测试,山地、水面的测试是现有方法无法实现的;缺陷展现形式多样:既可以用视频记录缺陷,也可以用高清图片进行记录,并可以随意对局部微小缺陷进行放大查看,比现有固定焦距测定的图片结果更多样。附图说明图1为本专利技术光伏组件缺陷扫描检测仪操作面板图;图2为本专利技术光伏组件缺陷扫描检测仪内部结构框图;图3为本专利技术现场测试示意图。具体实施方式如图1所示光伏组件缺陷扫描检测仪操作面板图,除了显示屏外,还有视频模式开关1、视频记录查看按钮2、记录控制按钮(方向+确认)3、图片大和缩小按钮4和5。如图2所示光伏组件缺陷扫描检测仪内部结构框图,检测仪内部包括采集部分7和信号控制部分8,采集部分7依次包括电子变焦镜头、电子滤光镜和红外CMOS传感器,红外CMOS传感器信号送信号控制部分,信号控制部分8依次包括锁相信号放大器、DSP芯片、数字图像存储。CMOS传感器是影像探测器件,波段响应范围是300~1200nm,需测试的光伏组件的缺陷光谱是1150nm,在CMOS传感器的探测范围;电子滤光镜由两个部件构成,第一部件用于有效滤除环境中的可见光,第二部件用于在1100~1200nm波段产生高频通断信号;电子对焦镜头采用相位对焦技术,在缺陷波段范围内实现精确对焦;锁相放大芯片,用于将微弱的缺陷信号进行放大,其锁定频率与电子滤光镜第二部件的高频通断信号频率一致;DSP芯片用于将模拟信号转换数字图像信号,并输送到存储模块和显示模块,存储模块将视频信号实时存储,可随时查看;外壳用于保护和固定上述部件。所有测试均在光伏电站现场开展,为规避日光对检测结果的干扰,测试在太阳落山后进行。测试方法:1、按图3的现场测试示意图准备好仪器:大功率直流电源10放置在光伏组串直流汇流箱9处,手持式光伏组件缺陷扫描检测仪的红外探头正对待测光伏组件组串11;2、断开直流汇流箱9总线上传的开关(一般位于汇流箱右上方),断开汇流箱中与待测光伏组件组串连接的每一串的保险丝;3、将待测光伏组件组串11的正、负极接头拔出,分别连接到大功率直流电源10的正负极上,开启直流电源,给待测光伏组件组串11加载直流电,电流数值等于其短路电流值(该电流可在任何有一块光伏板背后的铭牌上读出,标记为Isc,单位是A);4、等待约10S,电流数值稳定后,测试人员开启红外探头,将探头模式开启到视频模式,调好焦距后,正对着待测光伏组件组串11移动,即可观察到被测样品表面存在的各类缺陷,按“录像”按钮,即可进行视频录制;5、在扫描过程中,如需近距离观察局部缺陷,将红外探头移近样品,并手动调节焦距即可;6、如果需要高清成像图片,则仅需按快门键,即可实现高清图像记录。基于手持式高灵明度红外传感器,可对安装在电站现场的光伏组件阵列开展红外缺陷扫描,其优点有:(1)采用手持式轻便探头开展缺陷扫描,清晰探测光伏板中存在的全类红外缺陷;(2)与现有的长时间静止曝光相比,手持式可随意近距离观察缺陷的细节,并全程以高清视频格式记录;(3)当遇到需要获取单个样品高清缺陷分布图时,无需使用专业级稳定云台系统和三脚架(用于长时间静止曝光),手持条件下0.2秒即可完成高清成像。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光伏组件缺陷扫描检测方法,其特征在于,具体包括如下步骤:1)将与待测光伏组件组串连接的直流汇流箱的总线上传的开关断开,并将直流汇流箱内与待测光伏组件组串连接线路断开;2)将待测光伏组件组串的正、负极接头分别连接到大功率直流电源的正负极上,开启直流电源,给待测光伏组件组串加载直流电,电流数值等于其短路电流值;3)等待电流数值稳定后,开启扫描检测仪红外探头,将扫描检测仪探头模式开启到视频模式,调好焦距后,正对着待测光伏组件组串移动,即可观察到被测光伏组件组串表面存在的各类缺陷,如按录像按钮,则可进行视频录制;4)在扫描过程中,如需近距离观察局部缺陷,将红外探头移近样品,并手动调节焦距即可;如果需要高清成像图片,则按快门键,即可实现高清图像记录。

【技术特征摘要】
1.一种光伏组件缺陷扫描检测方法,其特征在于,具体包括如下步骤:1)将与待测光伏组件组串连接的直流汇流箱的总线上传的开关断开,并将直流汇流箱内与待测光伏组件组串连接线路断开;2)将待测光伏组件组串的正、负极接头分别连接到大功率直流电源的正负极上,开启直流电源,给待测光伏组件组串加载直流电,电流数值等于其短路电流值;3)等待电流数值稳定后,开启扫描检测仪红外探头,将扫描检测仪探头模式开启到视频模式,调好焦距后,正对着待测光伏组件组串移动,即可观察到被测光伏组件组串表面存在的各类缺陷,如按录像按钮,则可进行视频录制;4)在扫描过程中,如需近距离观察局部缺陷,将红外探头移近样品,并手动调节焦距即可;如果需要高清成像图片,则按快门...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘永生任静陈涛刘宏伟许志倪振廷孙万荣徐燕武新芳丁叶飞彭云峰倪革命
申请(专利权)人:上海电力学院上海道口材料科技有限公司
类型:发明
国别省市:上海,31

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