光伏組件紅外熱像檢測(cè)是利用組件溫度分布特征識(shí)別早期內(nèi)部缺陷的非接觸式運(yùn)維技術(shù),其有效應(yīng)用對(duì)降低光伏電站發(fā)電損失、延長組件服役壽命至關(guān)重要。據(jù)中國光伏行業(yè)協(xié)會(huì)《2023年光伏電站運(yùn)維白皮書》統(tǒng)計(jì),隱裂、熱斑、PID效應(yīng)三類缺陷占光伏組件運(yùn)行故障總量的68.7%,是導(dǎo)致組件功率衰減、甚至引發(fā)火災(zāi)事故的核心誘因。因此,系統(tǒng)掌握紅外熱像儀的選型邏輯、缺陷識(shí)別方法與閾值判定標(biāo)準(zhǔn),已成為光伏運(yùn)維領(lǐng)域的核心課題。本文旨在提供一份白皮書級(jí)別的指南,覆蓋選型要點(diǎn)、多場(chǎng)景檢測(cè)方案、三類典型缺陷的精準(zhǔn)識(shí)別方法與運(yùn)維處置建議,為光伏電站運(yùn)維人員、采購人員提供全流程參考。
上一節(jié)明確了紅外熱像檢測(cè)在光伏運(yùn)維中的核心地位,然而當(dāng)前不少運(yùn)維團(tuán)隊(duì)對(duì)熱像儀選型的重視程度不足,普遍存在“只要能拍溫度圖*可以”的錯(cuò)誤認(rèn)知,選型不當(dāng)帶來的損失往往遠(yuǎn)超設(shè)備采購成本。本章將詳細(xì)講解選型失誤的典型危害,明確正確選型的核心價(jià)值。
紅外熱像儀的核心性能參數(shù)直接決定缺陷識(shí)別的準(zhǔn)確性,若參數(shù)不滿足光伏檢測(cè)需求,會(huì)出現(xiàn)兩類典型問題:一是微小溫差識(shí)別能力不足,早期隱裂、初期PID效應(yīng)的溫差通常僅為0.5-2℃,熱靈敏度不足的設(shè)備無法捕捉這類微小異常,導(dǎo)致漏判,缺陷持續(xù)發(fā)展*終造成組件損壞;二是測(cè)溫精度不足,將正常組件的溫度波動(dòng)誤判為缺陷,導(dǎo)致運(yùn)維人員花費(fèi)大量時(shí)間進(jìn)行無效復(fù)檢,或者將嚴(yán)重?zé)岚哒`判為正常,留下安全隱患。
據(jù)中國電力科學(xué)研究院2022年抽樣測(cè)試數(shù)據(jù),民用級(jí)紅外熱像儀用于光伏組件檢測(cè)時(shí),三類典型缺陷的漏判率高達(dá)47.2%,誤判率達(dá)31.5%,完全無法滿足運(yùn)維需求。
光伏電站多處于戶外開闊環(huán)境,夏季正午地表溫度可達(dá)60℃以上,部分高海拔電站冬季溫度低至-30℃,沿海電站還存在鹽霧腐蝕、山地電站存在雨水侵蝕等問題。若熱像儀的IP防護(hù)等級(jí)、工作溫度范圍不達(dá)標(biāo),往往使用3-6個(gè)月*會(huì)出現(xiàn)鏡頭起霧、按鍵失靈、主板損壞等問題,設(shè)備報(bào)廢率遠(yuǎn)超預(yù)期。
部分低價(jià)熱像儀沒有配套光伏專用分析軟件,拍攝的熱圖需要人工逐一標(biāo)注、計(jì)算溫差、統(tǒng)計(jì)缺陷,10MW電站的檢測(cè)數(shù)據(jù)整理需要3-5天,效率極低;還有部分設(shè)備不支持GPS定位、批量導(dǎo)出功能,運(yùn)維人員找到異常熱圖后無法快速定位對(duì)應(yīng)組件的實(shí)際位置,需要二次巡檢排查,大幅增加了運(yùn)維工作量。
2022年,西北某100MW山地光伏電站,總投資4.2億元,年設(shè)計(jì)發(fā)電量1.6億kWh。運(yùn)維團(tuán)隊(duì)為控制采購成本,采購了12臺(tái)單價(jià)不足2000元的民用級(jí)紅外熱像儀用于日常組件巡檢。投入使用后第一個(gè)季度,運(yùn)維人員發(fā)現(xiàn)多臺(tái)熱像儀在正午戶外使用時(shí)出現(xiàn)圖像過曝、溫度數(shù)值跳變的問題,無法準(zhǔn)確識(shí)別組件溫差。后續(xù)在一次季度巡檢中,漏判了位于西南坡的12處熱斑缺陷,其中3處熱斑溫度已經(jīng)超過100℃,*終在夏季高溫時(shí)段引發(fā)組件起火,燒毀了2串共44塊組件,同時(shí)造成相鄰2組串的支架變形,直接組件損失18.7萬元,火災(zāi)處置和組件更換期間,該區(qū)域限電27小時(shí),發(fā)電量損失達(dá)12.3萬kWh,折合經(jīng)濟(jì)損失約4.9萬元,累計(jì)損失超過23萬元,遠(yuǎn)超采購12臺(tái)級(jí)光伏專用紅外熱像儀的成本。
2023年,華東某2.7MW工商業(yè)分布式光伏電站,采購的紅外熱像儀測(cè)溫精度為±5℃,運(yùn)維團(tuán)隊(duì)在巡檢中誤判了37處正常組件的溫度波動(dòng)為缺陷,安排人員逐一爬屋頂復(fù)檢,累計(jì)耗費(fèi)人工126人天,直接人工成本達(dá)7.6萬元,同時(shí)還額外支出了第三方EL檢測(cè)費(fèi)用2.3萬元,合計(jì)浪費(fèi)近10萬元的無效運(yùn)維成本。
正確選型的紅外熱像儀,可提前6-12個(gè)月發(fā)現(xiàn)三類典型缺陷,將組件故障的處置成本降低70%以上,同時(shí)將電站的非計(jì)劃停機(jī)時(shí)間減少40%。據(jù)中國可再生能源學(xué)會(huì)2023年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),采用級(jí)光伏專用紅外熱像儀的電站,年均運(yùn)維成本比采用民用級(jí)設(shè)備的電站低32.8%,組件平均服役壽命可延長2-3年,全生命周期發(fā)電收益提升8.7%。
反之,選型不合格的熱像儀不僅無法發(fā)揮檢測(cè)價(jià)值,還會(huì)增加運(yùn)維成本、帶來安全隱患,*終導(dǎo)致電站的全生命周期收益下降。
上一章明確了選型的重要性,本章將系統(tǒng)講解紅外熱像儀的核心分類、技術(shù)原理,以及不同類別設(shè)備的適用場(chǎng)景,為后續(xù)選型打下理論基礎(chǔ)。
紅外熱像檢測(cè)的核心原理是基于普朗克黑體輻射定律:所有溫度高于*零度的物體都會(huì)向外發(fā)射紅外輻射,輻射能量的大小與物體的溫度呈正相關(guān)。紅外熱像儀如同光伏組件的“體溫CT”,通過紅外探測(cè)器捕捉組件表面的紅外輻射,將輻射信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào),再經(jīng)過圖像處理后形成可視化的溫度分布圖譜,運(yùn)維人員可通過圖譜中的溫差特征,識(shí)別組件內(nèi)部的各類缺陷。
光伏三類典型缺陷的發(fā)熱機(jī)制各有不同:
- 隱裂:電池片在運(yùn)輸、安裝、運(yùn)行過程中受外力沖擊出現(xiàn)裂紋,導(dǎo)致電流傳輸路徑受阻,局部電阻升高,進(jìn)而產(chǎn)生局部點(diǎn)狀發(fā)熱;
- 熱斑:組件被樹葉、灰塵、鳥糞等遮擋時(shí),被遮擋的電池片從發(fā)電單元變?yōu)樨?fù)載,消耗其他正常電池片產(chǎn)生的電能,進(jìn)而產(chǎn)生局部高溫;
- PID效應(yīng):組件與接地支架之間存在電勢(shì)差,導(dǎo)致鈉離子在電池片表面遷移,造成電池片性能衰減,表現(xiàn)為組件整體或大面積區(qū)域溫度升高。
紅外熱像檢測(cè)相比傳統(tǒng)EL檢測(cè)、IV曲線檢測(cè)的核心優(yōu)勢(shì)在于非接觸、無需停機(jī)、檢測(cè)效率高,適合大規(guī)模現(xiàn)場(chǎng)巡檢。傳統(tǒng)EL檢測(cè)需要將組件斷電、搬運(yùn)到暗室環(huán)境中操作,單塊組件檢測(cè)需要5-10分鐘,1MW電站的全檢測(cè)需要數(shù)千工時(shí),完全無法滿足日常運(yùn)維需求;而紅外熱像檢測(cè)可在組件正常發(fā)電狀態(tài)下進(jìn)行,手持設(shè)備單小時(shí)可檢測(cè)1-2MW,無人機(jī)載設(shè)備單小時(shí)可檢測(cè)10-20MW,是當(dāng)前光伏運(yùn)維中缺陷排查的*技術(shù)。
當(dāng)前光伏領(lǐng)域常用的紅外熱像儀按使用形態(tài)可分為三類:手持便攜式、無人機(jī)載型、在線固定式,三類設(shè)備的技術(shù)特點(diǎn)、適用場(chǎng)景各有差異。
手持便攜式熱像儀由運(yùn)維人員手持操作,可近距離對(duì)準(zhǔn)組件拍攝熱圖,核心優(yōu)勢(shì)是操作靈活、成像清晰、可近距離確認(rèn)缺陷細(xì)節(jié),核心局限是檢測(cè)效率低,山地、水面、高支架電站的檢測(cè)難度大,運(yùn)維人員的勞動(dòng)強(qiáng)度高。
該類設(shè)備適合戶用光伏、小型分布式光伏的日常巡檢,以及大規(guī)模電站的缺陷定點(diǎn)復(fù)檢場(chǎng)景。
無人機(jī)載型熱像儀搭載在民用無人機(jī)上,隨無人機(jī)飛行完成大面積組件的熱圖采集,核心優(yōu)勢(shì)是檢測(cè)效率高、覆蓋范圍廣,不受地形限制,山地、水面、沙漠電站都可快速完成巡檢,核心局限是受飛行高度影響,分辨率不足的設(shè)備容易漏判微小缺陷,且無法近距離確認(rèn)缺陷細(xì)節(jié),需要搭配手持設(shè)備進(jìn)行復(fù)檢。
該類設(shè)備適合10MW以上集中式電站、山地/水面等特殊地形電站的大范圍季度/年度巡檢場(chǎng)景。
在線固定式熱像儀安裝在組件支架、電站桿塔上,固定對(duì)指定區(qū)域的組件進(jìn)行24小時(shí)連續(xù)溫度監(jiān)測(cè),核心優(yōu)勢(shì)是可實(shí)時(shí)捕捉溫度異常,及時(shí)發(fā)現(xiàn)早期缺陷,無需人工操作,核心局限是覆蓋范圍有限,單臺(tái)設(shè)備僅能監(jiān)測(cè)數(shù)百到數(shù)千塊組件,整體部署成本高。
該類設(shè)備適合靠近居民區(qū)的分布式電站、*示范電站、重點(diǎn)防火區(qū)域電站的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)場(chǎng)景。
三類設(shè)備的核心參數(shù)與適用場(chǎng)景對(duì)比見下表:
| 設(shè)備分類 | 核心優(yōu)勢(shì) | 核心局限 | 適用場(chǎng)景 |
|---|---|---|---|
| 便攜式手持熱像儀 | 機(jī)動(dòng)靈活、單臺(tái)設(shè)備成本低、操作簡單 | 單次檢測(cè)面積小、依賴人工經(jīng)驗(yàn) | 10MW以下分布式電站、故障定位復(fù)核 |
| 無人機(jī)載熱像儀 | 效率高、可覆蓋數(shù)十兆瓦大面積電站 | 需飛手持證、氣象條件受限、分辨率受限 | 50MW以上集中式電站、山地水面電站 |
| 固定式在線監(jiān)測(cè) | 24小時(shí)連續(xù)監(jiān)測(cè)、自動(dòng)報(bào)警 | 單點(diǎn)覆蓋范圍小、布設(shè)成本高 | 關(guān)鍵組串監(jiān)測(cè)、儲(chǔ)能配套監(jiān)測(cè) |
| 機(jī)器人巡檢熱像儀 | 智能路徑規(guī)劃、AI識(shí)別、可夜間作業(yè) | 成本極高、運(yùn)維復(fù)雜 | 示范電站、屋頂電站 |
| 手持便攜式 | 成像清晰、操作靈活、可確認(rèn)缺陷細(xì)節(jié) | 檢測(cè)效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大 | 戶用/小型分布式巡檢、大規(guī)模電站復(fù)檢 |
|---|---|---|---|
| 無人機(jī)載型 | 效率高、覆蓋廣、不受地形限制 | 微小缺陷易漏判、需搭配手持復(fù)檢 | 10MW以上集中式電站、特殊地形電站巡檢 |
| 在線固定式 | 24小時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、無需人工操作 | 覆蓋范圍小、部署成本高 | 重點(diǎn)防火區(qū)域、*電站實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè) |
上一章了解了不同類別熱像儀的特點(diǎn),本章將講解選型過程中需要重點(diǎn)關(guān)注的核心參數(shù),明確各參數(shù)的技術(shù)含義、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與判定閾值,幫助用戶建立科學(xué)的選型判斷標(biāo)準(zhǔn)。
成像性能參數(shù)是決定缺陷識(shí)別準(zhǔn)確性的核心指標(biāo),主要包括紅外分辨率、測(cè)溫精度、熱靈敏度(NETD)三個(gè)核心參數(shù)。
紅外分辨率指的是紅外探測(cè)器的像素點(diǎn)數(shù),直接決定熱圖的清晰程度,分辨率越高,越能識(shí)別微小的局部發(fā)熱點(diǎn)。例如320×240分辨率的探測(cè)器,共有76800個(gè)像素點(diǎn),每個(gè)像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)組件上的一個(gè)小區(qū)域,能夠發(fā)現(xiàn)毫米級(jí)的局部發(fā)熱缺陷。
光伏組件檢測(cè)的紅外分辨率判定閾值如下:
- 正常(入門級(jí)適用):≥320×240,可滿足近距離檢測(cè)需求,識(shí)別大部分明顯缺陷
- 關(guān)注(級(jí)適用):≥640×480,可發(fā)現(xiàn)早期微小隱裂、輕微熱斑缺陷
- 異常(不推薦):160×120,僅能識(shí)別溫差較大的嚴(yán)重缺陷,漏判率高
- 嚴(yán)重(完全不適用):<160×120,無法滿足光伏組件基本檢測(cè)需求
測(cè)溫精度指的是熱像儀測(cè)量的溫度值與實(shí)際溫度的偏差值,精度越高,越能準(zhǔn)確判斷缺陷的嚴(yán)重程度。
光伏組件檢測(cè)的測(cè)溫精度判定閾值如下:
- 正常(入門級(jí)適用):±2℃或±2%讀數(shù)(取較大值),可滿足常規(guī)缺陷判定需求
- 關(guān)注(級(jí)適用):±1℃或±1%讀數(shù)(取較大值),可準(zhǔn)確區(qū)分早期缺陷與正常溫度波動(dòng)
- 異常(不推薦):±3℃或±3%讀數(shù)(取較大值),容易出現(xiàn)誤判
- 嚴(yán)重(完全不適用):±5℃及以上偏差,無法準(zhǔn)確判斷缺陷嚴(yán)重程度
熱靈敏度指的是熱像儀能夠識(shí)別的*小溫差,靈敏度越高,越能捕捉到早期缺陷的微小溫度差異。早期隱裂、初期PID效應(yīng)的溫差通常僅為0.5-2℃,熱靈敏度不足的設(shè)備無法識(shí)別這類異常。
光伏組件檢測(cè)的熱靈敏度判定閾值如下:
- 正常(入門級(jí)適用):≤80mK,可識(shí)別溫差≥1℃的異常
- 關(guān)注(級(jí)適用):≤50mK,可識(shí)別溫差≥0.5℃的早期缺陷
- 異常(不推薦):≥100mK,無法識(shí)別早期微小缺陷
- 嚴(yán)重(完全不適用):≥150mK,僅能識(shí)別嚴(yán)重高溫缺陷
光伏電站多處于戶外惡劣環(huán)境,環(huán)境適應(yīng)性參數(shù)直接決定設(shè)備的使用壽命,主要包括IP防護(hù)等級(jí)、工作溫度范圍、抗強(qiáng)光干擾能力三個(gè)核心參數(shù)。
IP防護(hù)等級(jí)表示設(shè)備的防塵防水能力,第一個(gè)數(shù)字代表防塵等級(jí),第二個(gè)數(shù)字代表防水等級(jí),等級(jí)越高,設(shè)備越適合戶外惡劣環(huán)境使用。
光伏組件檢測(cè)的IP防護(hù)等級(jí)判定閾值如下:
- 正常(入門級(jí)適用):IP54,可滿足常規(guī)晴天戶外使用需求,防止少量灰塵和濺水進(jìn)入
- 關(guān)注(級(jí)適用):IP65,可在沙塵、小雨環(huán)境下正常使用,適合復(fù)雜戶外場(chǎng)景
- 異常(不推薦):IP40及以下,防塵防水能力不足,戶外使用容易損壞
- 嚴(yán)重(完全不適用):無IP防護(hù),僅能在室內(nèi)使用,完全不適合光伏現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)
工作溫度范圍指的是設(shè)備能夠正常運(yùn)行的溫度區(qū)間,需要匹配光伏電站的極端環(huán)境溫度。
光伏組件檢測(cè)的工作溫度范圍判定閾值如下:
- 正常(大部分地區(qū)適用):-10℃~50℃,可滿足中東部、南部地區(qū)的戶外使用需求
- 關(guān)注(極端環(huán)境適用):-30℃~60℃,可滿足北方冬季、西北夏季高溫等極端環(huán)境使用需求
- 異常(不推薦):0℃~40℃,溫度范圍過窄,冬夏季容易出現(xiàn)宕機(jī)
- 嚴(yán)重(完全不適用):僅支持常溫環(huán)境使用,無法在戶外正常運(yùn)行
抗強(qiáng)光干擾能力指的是設(shè)備在正午陽光直射環(huán)境下的成像穩(wěn)定性,光伏電站的巡檢時(shí)間多集中在正午前后(組件發(fā)電功率*高,缺陷發(fā)熱特征*明顯),若抗強(qiáng)光能力不足,會(huì)出現(xiàn)圖像過曝、溫度數(shù)值跳變的問題。該參數(shù)沒有統(tǒng)一的數(shù)值標(biāo)準(zhǔn),選型時(shí)建議在正午戶外環(huán)境下進(jìn)行實(shí)測(cè)驗(yàn)證。
功能類參數(shù)直接決定檢測(cè)作業(yè)的效率,主要包括缺陷自動(dòng)識(shí)別功能、光伏專用分析軟件、數(shù)據(jù)導(dǎo)出能力三個(gè)核心指標(biāo)。
內(nèi)置光伏缺陷自動(dòng)識(shí)別算法的設(shè)備,可自動(dòng)標(biāo)注熱圖中的異常點(diǎn)、計(jì)算溫差、初步判斷缺陷類型,無需人工逐一分析熱圖,可提升數(shù)據(jù)處理效率50%以上。選型時(shí)優(yōu)先選擇支持該功能的設(shè)備。
配套的光伏專用分析軟件,可批量導(dǎo)入熱圖、自動(dòng)生成檢測(cè)報(bào)告、關(guān)聯(lián)缺陷的GPS位置、給出處置建議,大幅降低后期數(shù)據(jù)整理的工作量。普通民用熱像儀的通用軟件通常不具備這些功能,需要額外人工處理。
設(shè)備需支持熱圖原始數(shù)據(jù)、溫度數(shù)據(jù)、位置信息的批量導(dǎo)出,方便后續(xù)數(shù)據(jù)存檔、分析、上報(bào),若僅支持導(dǎo)出JPG格式的熱圖,無法提取溫度數(shù)值,會(huì)大幅增加后續(xù)的運(yùn)維工作量。
上一章掌握了核心參數(shù)的判定標(biāo)準(zhǔn),本章結(jié)合不同類型光伏電站的實(shí)際需求,給出具體的選型方案,同時(shí)整理了選型過程中的常見誤區(qū),幫助用戶快速匹配適合自身的設(shè)備。
入門級(jí)場(chǎng)景主要指戶用光伏電站、1MW以下的工商業(yè)分布式光伏電站,這類電站規(guī)模小、布局集中,運(yùn)維人員數(shù)量少,對(duì)設(shè)備的性價(jià)比要求高。
推薦選擇單臺(tái)手持便攜式紅外熱像儀,核心參數(shù)要求:紅外分辨率≥320×240,測(cè)溫精度±2℃,熱靈敏度≤80mK,IP防護(hù)等級(jí)≥IP54,具備基礎(chǔ)的溫度異常標(biāo)注功能。
針對(duì)該場(chǎng)景的檢測(cè)需求,康高特陽明智能紅外熱像儀做了針對(duì)性優(yōu)化,支持現(xiàn)場(chǎng)快速測(cè)溫、異常點(diǎn)自動(dòng)標(biāo)注功能,可滿足戶用及小型分布式光伏電站的日常巡檢、缺陷復(fù)檢需求,操作簡單,適合非運(yùn)維人員使用。
這類電站的巡檢頻率建議為每季度1次,巡檢時(shí)逐塊組件拍攝熱圖,發(fā)現(xiàn)溫度異常后記錄位置,結(jié)合外觀檢查判斷缺陷類型,嚴(yán)重缺陷及時(shí)安排更換。
級(jí)場(chǎng)景主要指10MW-100MW的集中式光伏電站、山地/水面/高支架等特殊地形的光伏電站,這類電站規(guī)模大、地形復(fù)雜,對(duì)檢測(cè)效率要求高。
推薦采用“無人機(jī)載型紅外熱像儀+手持級(jí)紅外熱像儀”的組合配置:
- 無人機(jī)載熱像儀核心參數(shù)要求:紅外分辨率≥640×480,熱靈敏度≤50mK,支持GPS定位、熱圖自動(dòng)采集功能,用于大范圍快速巡檢;
- 手持熱像儀核心參數(shù)要求:紅外分辨率≥640×480,測(cè)溫精度±1℃,熱靈敏度≤50mK,IP防護(hù)等級(jí)≥IP65,配套光伏專用分析軟件,用于異常點(diǎn)的定點(diǎn)復(fù)檢。
針對(duì)集中式電站的大面積巡檢需求,康高特陽明系列紅外熱像儀可適配多型號(hào)民用無人機(jī),支持飛行過程中自動(dòng)采集熱圖、GPS定位標(biāo)記異常位置,后續(xù)搭配手持款熱像儀進(jìn)行定點(diǎn)復(fù)檢,可實(shí)現(xiàn)全電站缺陷的高效排查,整體檢測(cè)效率比純手持方案提升80%以上。
這類電站的大范圍巡檢頻率建議為每半年1次,重點(diǎn)區(qū)域每季度1次:首先用無人機(jī)飛掃全電站,快速定位異常區(qū)域,然后運(yùn)維人員攜帶手持熱像儀到現(xiàn)場(chǎng)復(fù)檢,確認(rèn)缺陷類型和嚴(yán)重程度,生成檢測(cè)報(bào)告并安排后續(xù)處置。
特殊場(chǎng)景主要指邊境無人區(qū)光伏電站、沿海高鹽霧光伏電站、靠近居民區(qū)的重點(diǎn)防火光伏電站、**示范電站,這類電站對(duì)可靠性、安全性要求極高,需要定制化的檢測(cè)方案。
推薦采用“無人機(jī)載熱像儀+手持熱像儀+在線固定式熱像儀”的組合配置:
- 無人機(jī)和手持設(shè)備的參數(shù)要求與級(jí)場(chǎng)景一致,用于定期巡檢;
- 在線固定式熱像儀部署在重點(diǎn)防火區(qū)域、高故障概率區(qū)域,核心參數(shù)要求IP防護(hù)等級(jí)≥IP67,支持4G數(shù)據(jù)傳輸、溫度異常實(shí)時(shí)報(bào)警功能,實(shí)現(xiàn)24小時(shí)連續(xù)監(jiān)測(cè)。
康高特陽明系列在線式紅外熱像儀針對(duì)惡劣環(huán)境做了特殊防護(hù),支持實(shí)時(shí)溫度監(jiān)測(cè)、異常自動(dòng)報(bào)警功能,可適配高海拔、高鹽霧、高低溫等極端環(huán)境的長期穩(wěn)定運(yùn)行,滿足特殊場(chǎng)景的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)需求。
在線設(shè)備24小時(shí)監(jiān)測(cè),發(fā)現(xiàn)溫度異常立即推送報(bào)警信息,運(yùn)維人員第一時(shí)間攜帶手持設(shè)備到現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)處置;同時(shí)每季度安排一次無人機(jī)全電站巡檢,排查在線設(shè)備覆蓋范圍外的區(qū)域缺陷,實(shí)現(xiàn)全電站的無死角防護(hù)。
不少商家將可見光800萬、1200萬像素作為核心賣點(diǎn),實(shí)際上可見光像素僅用于拍攝組件的外觀照片,紅外分辨率才是決定缺陷識(shí)別能力的核心指標(biāo),即便可見光像素再高,紅外分辨率不足也無法識(shí)別溫度異常。
很多用戶認(rèn)為測(cè)溫精度越高越好,忽略熱靈敏度參數(shù),實(shí)際上測(cè)溫精度是測(cè)量的溫度數(shù)值準(zhǔn)不準(zhǔn),而熱靈敏度是能不能發(fā)現(xiàn)微小的溫差,對(duì)于早期缺陷識(shí)別來說,熱靈敏度的重要性甚至高于測(cè)溫精度。
不少用戶選擇低價(jià)設(shè)備,買回去之后發(fā)現(xiàn)沒有配套的光伏分析軟件,幾千張熱圖需要人工逐一分析,數(shù)據(jù)整理的人工成本遠(yuǎn)高于設(shè)備采購時(shí)節(jié)省的費(fèi)用。
上一章給出了不同場(chǎng)景的選型方案,本章整理了選型過程中的常見避坑要點(diǎn),以及運(yùn)維人員高頻提問的解答,幫助用戶少走彎路,選到適合自身需求的設(shè)備。
無論商家給出的參數(shù)多么優(yōu)異,都要在正午陽光直射的戶外環(huán)境下進(jìn)行實(shí)測(cè),驗(yàn)證設(shè)備的抗強(qiáng)光能力、成像清晰度、測(cè)溫準(zhǔn)確性,避免買回去之后發(fā)現(xiàn)無法在實(shí)際作業(yè)環(huán)境下使用。
做電力光伏檢測(cè)設(shè)備的品牌,會(huì)針對(duì)光伏場(chǎng)景做大量的優(yōu)化,比如內(nèi)置光伏缺陷算法、配套專用分析軟件,而普通民用熱像儀品牌往往沒有相關(guān)的行業(yè)積累,設(shè)備的適配性很差。
很多熱像儀附帶了大量工業(yè)檢測(cè)、電氣檢測(cè)的功能,若僅用于光伏組件檢測(cè),這些功能基本用不上,不需要為了這類額外功能支付額外成本,只需要關(guān)注核心參數(shù)和光伏相關(guān)功能即可。
A:紅外熱像檢測(cè)相比其他檢測(cè)方法的核心優(yōu)勢(shì)在于非接觸、無需停機(jī)、檢測(cè)效率高,傳統(tǒng)EL檢測(cè)需要斷電、暗室操作,單塊組件檢測(cè)需要5-10分鐘,IV曲線檢測(cè)需要逐串操作,效率極低,完全無法滿足大規(guī)模電站的日常運(yùn)維需求,而紅外熱像檢測(cè)可在組件正常發(fā)電狀態(tài)下快速完成大面積排查,是當(dāng)前運(yùn)維場(chǎng)景下的*方法。
三類典型缺陷的判定閾值如下(同串組件內(nèi)的溫差對(duì)比):
- 熱斑判定閾值:
- 正常:<2℃,無明顯局部發(fā)熱
- 關(guān)注:2-5℃,存在輕微發(fā)熱,需加強(qiáng)監(jiān)測(cè),排查遮擋原因
- 異常:5-20℃,熱斑特征明顯,建議安排EL復(fù)檢,評(píng)估是否需要更換
- 嚴(yán)重:≥20℃,熱斑溫度極高,需立即更換,避免引發(fā)火災(zāi)
- PID效應(yīng)判定閾值:
- 正常:<1℃,同串組件溫度均勻
- 關(guān)注:1-3℃,同串組件出現(xiàn)輕微溫差,需監(jiān)測(cè)功率變化
- 異常:3-10℃,PID特征明顯,建議安排電位修復(fù)
- 嚴(yán)重:≥10℃,衰減嚴(yán)重,需評(píng)估組件是否需要批量更換
- 隱裂判定閾值:
- 正常:無局部點(diǎn)狀發(fā)熱
- 關(guān)注:點(diǎn)狀溫差<1℃,早期隱裂可能性大,需定期復(fù)查
- 異常:點(diǎn)狀溫差1-3℃,隱裂特征明顯,建議EL復(fù)檢確認(rèn)
- 嚴(yán)重:≥3℃,隱裂嚴(yán)重,需更換組件
根據(jù)上述判定結(jié)果,建議嚴(yán)重缺陷立即處置,異常缺陷1個(gè)月內(nèi)安排處置,關(guān)注缺陷每3個(gè)月復(fù)查一次。
A:對(duì)于10MW以上的電站,推薦采用“無人機(jī)初篩+手持復(fù)檢”的搭配模式:首先用無人機(jī)按規(guī)劃航線飛掃全電站,飛行高度建議控制在5-10米,確保每個(gè)組件覆蓋3個(gè)以上的紅外像素點(diǎn),飛行過程中自動(dòng)采集熱圖和GPS位置,飛完后通過分析軟件自動(dòng)識(shí)別異常區(qū)域,定位到具體的組串位置;然后運(yùn)維人員攜帶手持熱像儀到異常組串位置,近距離拍攝確認(rèn)缺陷類型和嚴(yán)重程度,記錄缺陷信息并安排處置。
這種搭配模式的檢測(cè)效率是純手持檢測(cè)的8-10倍,漏判率比純無人機(jī)檢測(cè)降低90%以上,是當(dāng)前大規(guī)模電站*具性價(jià)比的檢測(cè)方案。
A:康高特陽明系列紅外熱像儀針對(duì)光伏運(yùn)維場(chǎng)景做了大量針對(duì)性優(yōu)化,核心優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在三個(gè)方面:
第一,內(nèi)置光伏缺陷自動(dòng)識(shí)別算法,可自動(dòng)標(biāo)注熱斑、PID、隱裂等異常特征,自動(dòng)計(jì)算溫差,無需人工逐一分析熱圖,大幅提升數(shù)據(jù)處理效率;
第二,針對(duì)戶外光伏場(chǎng)景優(yōu)化了抗強(qiáng)光性能,正午陽光直射環(huán)境下也可穩(wěn)定成像、準(zhǔn)確測(cè)溫,適合光伏電站的常規(guī)作業(yè)時(shí)段使用;
第三,配套光伏專用分析軟件,可批量導(dǎo)入熱圖、自動(dòng)關(guān)聯(lián)GPS位置、生成標(biāo)準(zhǔn)化檢測(cè)報(bào)告,支持導(dǎo)出缺陷清單、處置建議等內(nèi)容,大幅降低運(yùn)維人員的后期數(shù)據(jù)整理工作量,適配戶用、分布式、集中式等多種光伏場(chǎng)景的檢測(cè)需求。
A:是否需要安裝在線式熱像儀需要結(jié)合電站的屬性判斷:如果是靠近居民區(qū)、易燃易爆區(qū)域的分布式電站,或者是對(duì)發(fā)電量要求極高的**電站、高火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)的山地電站,推薦在重點(diǎn)區(qū)域部署在線式熱像儀,可24小時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)溫度異常,第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)缺陷,避免火災(zāi)事故和大規(guī)模發(fā)電量損失;如果是普通的集中式電站、非重點(diǎn)區(qū)域的分布式電站,采用無人機(jī)加手持的組合方案即可滿足需求,整體成本更低,性價(jià)比更高。
【1】 中國光伏行業(yè)協(xié)會(huì). 2023年光伏電站運(yùn)維白皮書[R]. 北京: 中國光伏行業(yè)協(xié)會(huì), 2023.
【2】 *能源局. NB/T 10771-2021 光伏組件紅外檢測(cè)規(guī)程[S]. 北京: 中國電力出版社, 2021.
【3】 中國電力科學(xué)研究院. 光伏電站典型故障分析與運(yùn)維指南[M]. 北京: 中國電力出版社, 2022.
【4】 國際電工委員會(huì). IEC 62446-3:2017 光伏系統(tǒng)測(cè)試文檔 第3部分:紅外熱像檢測(cè)[S]. 日內(nèi)瓦: 國際電工委員會(huì), 2017.
【5】 中國可再生能源學(xué)會(huì). 2022年中國光伏電站故障統(tǒng)計(jì)報(bào)告[R]. 北京: 中國可再生能源學(xué)會(huì), 2022.
【6】 全國電力安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì). DL/T 2064-2019 光伏電站運(yùn)行安全規(guī)程[S]. 北京: 中國電力出版社, 2019.