光伏產(chǎn)品檢測(cè)主要可分為兩大塊，以出貨作為分割線，前段主要是為了實(shí)現(xiàn)品控分檔，后端主要是為運(yùn)維提供支持。隨著全球光伏裝機(jī)量逐年的級(jí)數(shù)增長(zhǎng)，以及第一批光伏組件逐漸達(dá)到壽命年限，戶外光伏組件的檢測(cè)作為運(yùn)維的重要組成部分，變得愈發(fā)要緊。然而，戶外檢測(cè)由于受各種條件限制，技術(shù)上一直存在難點(diǎn)。一方面事情極其重要，另一方面事情又很難做，這就是實(shí)實(shí)在在的痛點(diǎn)。新南威爾士大學(xué)(The University of New South Wales, Australia)新近開(kāi)發(fā)的光致發(fā)光(PL)戶外實(shí)地組件檢測(cè)技術(shù)直擊痛點(diǎn)，提供了一種先進(jìn)的最為可行的解決方案，在這個(gè)領(lǐng)域，算是革命性的發(fā)明也不為過(guò)。
已有的檢測(cè)手段有哪些?
戶外檢測(cè)具有非常大的局限性：光源不受控制，安裝好了不能隨意搬動(dòng)，連好了線不能隨意拆開(kāi)，等等。一般我們常用的檢測(cè)包括眼睛看、測(cè)I-V、紫外熒光、紅外熱成像等等。眼睛看不用講了褪色、脫層、玻璃碎了可以看得出來(lái)，別的都不用想了;測(cè)I-V，只能看到整個(gè)組件的狀況，并不能分析出具體的電池來(lái);紫外熒光只能用于檢測(cè)裂痕;紅外熱成像只能用來(lái)檢測(cè)熱斑。
比較高級(jí)一點(diǎn)的是電致發(fā)光(EL)或者光致發(fā)光(PL)高分辨率成像，裂痕、串阻、旁路二極管失效、光衰、PID、CID都可以拿下。在市面上已經(jīng)有一些戶外EL檢測(cè)系統(tǒng)了，但受制于必須注入電流產(chǎn)生電致發(fā)光，所以接線比較復(fù)雜，而且受限于復(fù)雜的光照條件，一般這樣的測(cè)量只能在夜間進(jìn)行。而市面上并沒(méi)有PL的檢測(cè)手段，同樣是因?yàn)楣庹諚l件的多變性所限。
新南威爾士大學(xué)的這項(xiàng)工作基本解決了上述的所有難點(diǎn)，為產(chǎn)品化鋪平了道路。
新技術(shù)新在何處?
自然光即為光致發(fā)光的光源。
無(wú)需接觸，無(wú)需斷線，無(wú)需在逆變器端插入別的硬件。
一個(gè)系統(tǒng)僅僅由一個(gè)InGaAs紅外攝像頭、一個(gè)電池大小的白光LED光源，和一臺(tái)電腦構(gòu)成。
光致發(fā)光技術(shù)原理不用多講了，兔子之前也有介紹，一句話，就是載流子濃度越大，發(fā)光越強(qiáng)烈。這里需要略作強(qiáng)調(diào)的是，在開(kāi)路狀況下(OC)，因?yàn)樗械墓馍d流子都需要復(fù)合，所以發(fā)光最為強(qiáng)烈;而在短路狀況下(SC)，所有的載流子都從外面跑了，所以基本不發(fā)光，這個(gè)就是戶外PL檢測(cè)技術(shù)的核心思想。因?yàn)橥ㄟ^(guò)將電池在OC和SC之間快速調(diào)制，就可以將硅材料PL發(fā)光和強(qiáng)烈的背景日光分離開(kāi)來(lái)。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是OC條件下是日光+硅材料光致發(fā)光，而SC條件下只有日光，兩者做減法就是硅材料光致發(fā)光的部分。
具體的實(shí)施上，SC和OC的調(diào)制是由那個(gè)LED實(shí)現(xiàn)的。將LED蓋在控制電池上，LED關(guān)的時(shí)候，基本上對(duì)于串聯(lián)在一起且沒(méi)有旁路二極管的的電池的影響就是，大家都斷路OC了;而將LED打開(kāi)的時(shí)候，大家都SC了。當(dāng)然你需要把LED挪到另外一個(gè)電池上面，測(cè)量被蓋住的那個(gè)電池的性能。一個(gè)檢測(cè)，LED挪一個(gè)位置，每個(gè)位置SC和OC曝光兩次，結(jié)束。非常簡(jiǎn)單快捷。
波長(zhǎng)的巧妙選擇
這是另一個(gè)精妙的設(shè)計(jì)。硅的光致發(fā)光，比起環(huán)境太陽(yáng)光弱了太多了，信噪比非常非常低，基本上很難摘出有效信號(hào)來(lái)(PL是有用的，環(huán)境光是沒(méi)有用的)。這也一直以來(lái)是技術(shù)上的難點(diǎn)。為了解決這個(gè)問(wèn)題，研究人員盯上了1110到1170nm這個(gè)波段。在這個(gè)光譜的這個(gè)波段的太陽(yáng)光能量非常低，因?yàn)檫@是大氣中水蒸氣的吸收峰。然而對(duì)于硅材料來(lái)說(shuō)，PL發(fā)光可絲毫不受影響。所以在這個(gè)波段的信噪比完全已經(jīng)達(dá)到了能夠精確測(cè)量的程度。這里從室內(nèi)EL和室外PL的信號(hào)比較也可以看的出來(lái)。不得不說(shuō)，這也是大自然為戶外光致發(fā)光技術(shù)開(kāi)了一扇窗!
檢測(cè)性能
從一開(kāi)始的PL和EL的圖比較看來(lái)，戶外PL(左邊)基本達(dá)到了室內(nèi)EL(右邊)的水準(zhǔn)。但顯然無(wú)接觸、不干預(yù)、可在白天操作的PL，比EL要來(lái)的簡(jiǎn)單的多。裂痕、位錯(cuò)、低效電池，一目了然。
未來(lái)展望
串聯(lián)電阻相關(guān)的功能還有待開(kāi)發(fā)，比如說(shuō)斷柵等等。這需要更細(xì)致的調(diào)制，而不是僅僅在OC和SC兩個(gè)點(diǎn)。這個(gè)用一個(gè)可變光強(qiáng)的LED來(lái)實(shí)現(xiàn)，也不是難事。兔子認(rèn)為，這項(xiàng)技術(shù)既可以精確快速的實(shí)現(xiàn)故障診斷，降低運(yùn)維成本;同時(shí)故障信息也可以準(zhǔn)確的反饋給組件制造商，用于改進(jìn)制作工藝。這項(xiàng)技術(shù)的開(kāi)發(fā)在戶外組件檢測(cè)的領(lǐng)域，可以算是革命性的突破。
原文來(lái)源：PV兔子
