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用于光伏运维的热像仪测量技巧和选型要素

时间:2022-08-05 21:06:59 来源:德国德图 点击:179次

热像仪在光伏行业的应用

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尽管热像仪已广泛用于光伏领域,但这并不意味着光伏领域的热成像测量是简单的。这里,有一些不容忽视的测量技巧、提示和选型要素,帮助您在使用或选型热像仪时事半功倍。

光伏电站的热成像测量技巧

1。气象先决条件

应在晴朗、干燥且伴有强烈太阳辐射的天气条件下进行测试。如果在测量期间,太阳辐射发生变化,例如因为乌云过多而导致,那么暂停测量。为了实现尽可能更高、从而易于检测到的温度梯度,我们建议在室外温度较低的时候(例如:早晨或者傍晚)开展测量工作。此外,还会将因为风力而导致的电池板冷却效应纳入考虑范围。

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云的反射是可见的

02 对准角度

在热成像测量期间,热像仪与光伏组件之间的对准角度非常关键。辐射的能量取决于方向,即在红外温度测量期间,热像仪与组件表面的对准角度应为 60°- 90°。光伏组件应对齐,以尽可能与太阳辐射的方向垂直。

角度相关的测量错误可能会导致温差和伪反射等等。应确保测量图像不受反光的影响,例如热像仪本身、测量技术人员、太阳或者附近建筑物的反射。反射辐射也能被热像仪检测到。随着视角的移动,可以通过视角的变化来确定是否存在并避免反射问题。

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测量组件时,正确对准

如果光伏电池板支架下的空间允许,还可以从背面拍摄热图像,这几乎可以排除所有反射因素,而且可达到更高的发射水平。传热足以能够评估背面的温度分布。这意味着可以避免不正确的测量和错误的读图。

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从背面拍摄电池板得到的热图像

避免错误分析热图像的提示

01 读图和评估

在评估热图像时,如果在热图像上存在显著温差,那么这未必意味着受影响的组件存在故障。例如,可疑的热图像可能指示的是灰尘造成的局部遮蔽。同时,单个损坏的单元未必会导致整个电池板性能损失。只有面板的整个子部份发生故障才会导致重大的性能损失。因此有必要开展目视检查、特征曲线测量或者电致发光测量等额外检查,以确定故障的疑似起因。

在分析热图像显示的单点或单个区域温度时,应特别小心。例如,寒冷天气时的天空辐射反射在热图上,操作员可能误认为湛蓝的夏季天空辐射。我们建议使用ΔT 数值,并注意面板内的极端温差,或者与相邻光伏面板上的温度做比较。

02 热点未必指示单元存在瑕疵

并非每个热点都意味着光伏组件中存在故障。例如,由于组件表面的传热,安装系统和连接点可能可见。存在显著温差的组件未必有故障,可能只是存在灰尘,予以清洁即可。

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背面的连接点可见

03 温标范围

调整热像仪的温标范围对故障的识别十分重要。在自动模式下,热像仪会自动检测zui热和zui冷点,并调节整个范围中的色彩对比度。因此,使用热像仪进行多次大面积的检测,有助于正确调整热图像的对比度。

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手动调整

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自动调整

用于光伏运维的热像仪选型因素

针对光伏电站运维的热像仪,往往有较高的参数要求。在选型时,建议参考如下因素:

1。红外分辨率或者空间分辨率

空间分辨率(单位为mrad)描述了热像仪在一定距离识别对象(例如:单个故障组件)的能力。由于空间分辨率与探测器的红外分辨率有关,因此在大型光伏系统以及从远距离测量的情况下,推荐使用至少 320 × 240 像素(76,800 个测量点)红外分辨率的热像仪。

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大空间分辨率利于大型设施的检查

2。热灵敏度 (NETD)

热灵敏度描述了热像仪识别目标表面温度变化的能力。例如,0.05 °C(或者50 mK)的热灵敏度意味着热像仪可以识别的zui小温度变化是 0.05 °C,并且在显示器上进行不同的色彩分级。热灵敏度参数越低,生成的红外图像质量越佳。

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在相同像素数下,不同NETD参数的热图对比

03可更换镜头

除了探测器的红外分辨率以外,镜头的视场角也会影响空间分辨率。为了节约测量时间,可以从一个高平台位置使用热像仪进行扫描检测,这时应选择配有可更换长焦镜头的热像仪。

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使用长焦镜头,远距离拍摄的屋顶光伏电池板热图

04红外分析软件

分析软件(例如:testo IRSoft)支持优化和分析热图像,并可确保清楚地展示和记录图像中的结果。软件应直观、设置清楚且交互友好。在testo IRSoft中,使用预定义的报告模板,在几分钟内就可创建有意义且专业的报告。

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光伏组件的温度分布直方图

上图展示了光伏组件的温度分布直方图。可以从此直方图中读取各方面的信息。当温度平均值为53.4 °C的时候,zuida值高达77.9 °C,而zui小温度值为38.7 °C。

通过占比­­­(表示为百分比),可以得出有关有多少个单元处于临界温度范围的结论。示例中的直方图显示了所有温度数值的大约55%高于63 °C,比53.4 °C的平均值高出了 10 °C。

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