紅外熱像儀與光伏產業(上)
從2004年的0.063GW到2014年的26.84GW,10年400多倍的增長速率讓全球見證了光伏發電的中國速度。截至2015年底,我國光伏發電累計裝機容量4318萬千瓦,成為全球光伏發電裝機容量大的國家。然而,“前景向好、難題不斷”。看似有強勢吸引力的光伏電站建設企業,一面懷揣著坐擁高收益甚至完成平價上網終極使命的美好愿景,一面在動輒上百億的投資資金面前備受折磨。這些問題的癥結都指向同一個核心詞匯——質量。
紅外熱像儀 案例一: 2015年5月26日,位于美國亞利桑那州的蘋果公司Mesa數據中心發生火災,這讓科技巨人看中的“綠色面子工程”卻被燒得滿目瘡痍。初步調查發現,起火點可能是蘋果工廠屋頂大樓上的光伏組件。這些安裝在蘋果公司Mesa工廠屋頂上的光伏組件可向當地1.4萬戶家庭供應電力。
紅外熱像儀 案例二: 2015年6月26日,中山長虹項目一名施工人員在連接組件陣列時被直流電電死,據了解,是組串的端子沒接匯流箱就放屋頂上了,廣東這幾天暴雨,端子進水,施工人員碰到后發生了該事故。這是一些令人觸目驚心的事故,以上列舉的只是光伏事故的冰山一角,近年來,僅國內電站產生問題的例子就達116個,而且,這個數字依然高企不下。
哪些因素導致安全問題? 光伏電站質量和安全問題依然層出不窮。那么,到底有哪些因素導致了“問題”的出現?我們的研究團隊走訪了大量的光伏電站,發現光伏電站主要面臨的安全問題分為組件和逆變器兩大部分。第一,組件的安全問題主要來自接線盒和熱斑效應。不起眼的接線盒是引起很多組件自燃的“元兇”,接線盒市場較為混亂和無序。劣質連接器由于內部粗糙不平,接觸點較少,使電阻過高引燃接線盒,進而燒毀組件背板引起組件碎裂。在一定條件下,一串聯支路中被遮蔽的太陽電池組件,將被當作負載消耗其他有光照的太陽電池組件所產生的能量,被遮蔽的太陽電池組件此時會發熱,這就是熱斑效應。這種效應能嚴重的破壞太陽電池。第二,逆變器和運維漏洞百出。傳統集中式方案,每個逆變器100多組串正負極并聯在一起,當任意的組串正極和負極漏電,1000V的直流高壓,觸電將無可避免。傳統電站采用熔絲設計增加了直流節點,電站即使使用熔絲,也不能有效地保護組件;而且在過載電流情況下,熔絲還會因熔斷慢,發熱高,引發著火風險。逆變器廠家很多、質量參差不齊,導致逆變器監測數據不準確,逆變器或者直流匯流箱數據采樣精度不夠,造成故障信息判斷不準確、不及時,故障恢復時間長、損失大。
國家發改委能源研究所研究員王斯成說:“電站在運行一段時間后存在著大量問題,而電站質量直接影響到電站的收益,這也是為什么目前銀行對投資電站有顧慮的重要原因。然而目前電站開發商對這一問題卻沒有足夠重視,這對行業來說是傷害。”紅外熱像儀解決方案——紅外熱像儀。質量保證流程對于太陽能電池板重要。電池板的正常運行是高效發電、長期使用壽命和高投資回報率的必要條件。為了確保正常運行,在生產過程中和電池板安裝后,都需要一種快速、簡易又可靠的太陽能電池板性能檢查方法。使用紅外熱像儀進行太陽能電池板檢查有著若干優勢。異常現象能夠清楚地顯示在清晰的熱圖像上,并且與其他大部分方法不同的是,紅外熱像儀能夠用于對已經安裝好的太陽能電池板在運行期間進行檢查,最后,紅外熱像儀還可在短時間內檢查大片區域。在研發領域,紅外熱像儀已經是用于太陽能電池和電池板檢查的成熟工具。對于這些復雜的測量,配備制冷式探測器的高性能紅外熱像儀通常用于受控實驗室條件下。但紅外熱像儀的太陽能電池板檢查用途并不僅限于研究領域。非制冷式紅外熱像儀目前正越來越多地應用于太陽能電池板安裝前的質量管理,以及安裝后的常規預測性維護檢查。使用紅外熱像儀可以探測到潛在問題區域,并在問題或故障真正出現前予以修復。但并非每一種
紅外熱像儀都適合太陽能電池檢查,需要遵循一些規則和指導方針,以便實施有效檢查,確保得出正確的結論。
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