光伏电站的热成像测量技巧

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

01 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。

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。

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。

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

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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。

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，热像仪会自动检测最热和最冷点，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。

手动调整

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：

01

FEATURE

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。

大空间分辨率利于大型设施的检查

02

FEATURE

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最小温度变化是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。

在相同像素数下，不同NETD参数的热图对比

03

FEATURE

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。

使用长焦镜头，远距离拍摄的屋顶光伏电池板热图

04

FEATURE

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。

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，最大值高达77.9 °C，而最小温度值为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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审核编辑 ：李倩