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光伏组件 缺陷扫描检测方法

阅读：1034发布：2020-06-03

专利汇可以提供光伏组件缺陷扫描检测方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明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。，下面是光伏组件缺陷扫描检测方法专利的具体信息内容。

权利要求

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。
2.根据权利要求1所述光伏组件缺陷扫描检测方法，其特征在于，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。
3.根据权利要求2所述光伏组件缺陷扫描检测方法，其特征在于，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。
4.根据权利要求3所述光伏组件缺陷扫描检测方法，其特征在于，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。

说明书全文

光伏组件缺陷扫描检测方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种检测技术，特别涉及一种光伏组件缺陷扫描检测方法。

背景技术

[0002] 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：

[0003] (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；

[0004] (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；

[0005] (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；

[0006] (4)缺陷在自然界中会加剧，降低组件的可靠性和使用寿命。

[0007] 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。

[0008] 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。

发明内容

[0009] 本发明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。

[0010] 本发明的技术方案为：一种光伏组件缺陷扫描检测方法，具体包括如下步骤：

[0011] 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；

[0012] 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；

[0013] 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；

[0014] 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。

[0015] 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。

[0016] 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。

[0017] 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。

[0018] 本发明的有益效果在于：本发明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

[0019] 图1为本发明光伏组件缺陷扫描检测仪操作面板图；

[0020] 图2为本发明光伏组件缺陷扫描检测仪内部结构框图；

[0021] 图3为本发明现场测试示意图。

具体实施方式

[0022] 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。

[0023] 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；

[0024] 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；

[0025] 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；

[0026] 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；

[0027] 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；

[0028] 外壳用于保护和固定上述部件。

[0029] 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。

[0030] 测试方法：

[0031] 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；

[0032] 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；

[0033] 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)；

[0034] 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；

[0035] 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；

[0036] 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。

[0037] 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。

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