光伏组件热斑耐久测试-中科检测

“热斑效应”是指在一定条件下，串联支路中被遮蔽的太阳能电池组件将当做负载，消耗其他被光照的太阳能电池组件所产生的能量，被遮挡的太阳能电池组件此时将会发热的现象。被遮挡的光伏组件、将会消耗有光照的光伏组件所产生的部分能量或所有能量，降低输出功率；严重将会性破坏太阳能电池组件、甚至烧毁组件。实验室在组件可靠性测试方面，“热斑效应”一直是被讨论和研究的重点对象之一，其测试方法也在不断的进行更新和改进，其目的也是模拟出组件在真实环境下的抗热斑性能。

中科检测成立于2011年，是一家专业从事检测、检验、分析、评估、监造、尽职调查等服务的第三方国家认可检测机构。设有光伏组件电性能实验室、热斑耐久实验室、环境可靠性实验室、加速紫外实验室、机械力学试验室、光伏硅胶实验室、光伏背板/EVA实验室、接线盒实验室等多个综合实验室。

组件产生热斑后导致组件烧毁的事例，产生的原因是电池片出现裂纹或不匹配、内部连接失效、局部被遮光或弄脏，导致一组电池片被遮光或损坏，使电池片遮挡部位被短路，这时该电池或电池组被置于反向偏置状态而消耗功率，引起电池片过热，产生热斑效应，从而导致烧毁组件。

有人会问，是不是一块组件或者电池片遮挡的面积越大，产生的“热斑效应”就越严重呢？事实并非如此，下面就主要介绍一下实验室是怎么去完成IEC61215和UL1703标准里面的“热斑耐久”试验。

IEC 热斑耐久试验

1.选择1块组件，遮挡组件的每一块电池片，用AAA级模拟器测量出相应的的漏电流（也叫拐点电流），找出漏电流的Zui大值、Zui小值和中间值的电池片。

2.将3块电池片并用5%增量的不透明挡板逐步减小其遮挡面积，使其拐点电流I100等于无遮挡情况下的Imp，从而找出每一块电池片的遮挡面积。

 3.将组件短接，在辐照度1000W/㎡的稳态模拟器下，暴晒至少30min，用红外相机选出的每块电池片上Zui热的部位。

 4.将组件短接，在辐照度1000W/㎡，温度50℃±10℃条件下进行至少70min遮挡暴晒处理。（此时要用不透明挡片遮挡电池片的Zui热部位）

5.实验结束后确认组件外观、绝缘、湿漏电是否符合要求。

UL  热斑耐久试验

1．确认电池片的类型，通过绘制测试电池的反向电流电压曲线图鉴别为A类（限制电压）或B类（限制电流），常规组件都属于A类电池片。

2.将组件短接，在辐照度1000W/㎡的稳态模拟器下，暴晒至少30min，用红外照相机拍摄组件，选择Zui高温电池片一块，Zui低温电池片一块以及Zui接近平均温度的一块。

3.将选取的3块电池片进行挖片，焊接，将3块电池片连接上直流电源,并贴上热电偶监控电池片温度。

4.用公式算出测试的电流和电压Itest=Isc*(TNOCT-25)*α+Isc；Vtest=Vmp/N*(TNOCT-25)*β+Vmp/N，Isc 指短路电流，TNOCT指电池额定工作温度，α指电流温度系数，Vmp 指Zui大功率点电压，N指旁路二极管数量，β指电压温度系数。

5.开启测试软件（依据电池片不同类型，选择不同测试方法），设置试验的循环数为100个循环，设置组件的电流以及报警温度。

6.实验结束后，看电池片有没有被击穿，背板有没有损坏，焊接有没有熔化。

组件的电池片只有在遮挡面积下产生的热斑现象才会Zui严重。热斑效应在目前的光伏电站中存在且影响程度不可忽略，热斑从一定程度上减少电站的发电量，也为电站长期安全运行埋下隐患。热斑现象的产生既有外部因素，也有内部因素。对于内部因素，生产厂商要通过严格控制生产工艺，为用户提供高质量的电池片及组件，而用户在采购时应选用质量可靠的电池厂商生产的组件，出厂组件的电池片档位一致、无隐裂、匹配性高；组件内部的焊接良好，不得出现虚焊、封装不良等现象。选择有资质的检测机构对组件进行到货检测，将隐患消除在初始阶段。对于外部因素，要对发电系统合理布局，合理避免电池组件之间的相互遮挡，减少每个旁路二极管并联的电池片的数量；定期清洁组件的表面，请专门电站维护人员进行维护、保养等；尽量降低产生热斑的可能性，减小热斑的危害性。

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