潛在誘導(dǎo)衰減-分流（PID-s）是光伏（光伏）電池中的主要衰減機(jī)制，顯著影響組件性能。為了減緩進(jìn)一步的衰減，定期監(jiān)測PID-s至關(guān)重要。本研究提出使用紅外（IR）熱成像作為評估技術(shù)，IR成像通過可視化溫度分布提供了更快、更有效的方法。實驗測量顯示，光伏組件中電池功率與平均電池溫度之間存在強(qiáng)相關(guān)性。因此，IR熱成像可以作為定量研究PID的可行工具。

美能PID潛在電勢誘導(dǎo)衰減測試儀可模擬光伏組件長期在惡劣環(huán)境下發(fā)生PID衰減后來評估組件的電性能是否能符合要求。

方法論

光伏電池的雙二極管模型（DDM）

雙二極管模型由兩個二極管、一個光生電流源、串聯(lián)電阻（Rs）和分流電阻（Rsh）組成。該模型共有七個參數(shù)，用于描述光伏電池在不同工作條件下的電氣行為。當(dāng)光伏電池通過電流源外部偏置時，DDM的組件會在光伏電池內(nèi)部產(chǎn)生熱量。隨著持續(xù)偏置，電池的溫度會上升，直到熱量生成速率等于向周圍環(huán)境的熱量損失速率，從而導(dǎo)致電池表面溫度穩(wěn)定。

通過該模型，研究人員能夠更好地理解PID-s對光伏電池功率輸出和熱耗散的影響，從而為定量研究PID-s提供了理論基礎(chǔ)。

模擬分析

功率輸出和熱耗散的變化

分流電阻（Rsh）對功率輸出和熱耗散的影響：

隨著分流電阻的減小，功率輸出和熱耗散都顯著下降。這表明分流電阻的減?。碢ID-s的影響）會導(dǎo)致光伏電池的功率輸出降低，同時熱耗散也減少。

復(fù)合電流（J02）對功率輸出和熱耗散的影響：

隨著復(fù)合電流的增加，功率輸出和熱耗散都顯著下降。這表明復(fù)合電流的增加（即PID-s的影響）會導(dǎo)致光伏電池的功率輸出降低，同時熱耗散也減少。

功率輸出與熱耗散的關(guān)系：

功率輸出與熱耗散之間存在一一對應(yīng)的關(guān)系，即功率輸出越高，熱耗散也越高。在PID-s影響下，隨著分流電阻和復(fù)合電流的變化，功率輸出和熱耗散都呈現(xiàn)下降趨勢。

實驗驗證

實驗使用的光伏組件

實驗對象：選擇一個包含36個電池的晶體硅光伏組件。

該組件包含36個電池，用于后續(xù)的PID測試和性能評估。

PID測試前后的EL成像

PID測試：在氣候室中對組件進(jìn)行PID測試，施加-1000V應(yīng)力，溫度為60°C，相對濕度為85%，持續(xù)96小時。

在PID測試前后對組件進(jìn)行電致發(fā)光（EL）成像，確認(rèn)組件的初始狀態(tài)和PID-s影響。PID測試后，部分電池不再發(fā)射EL信號，表明這些電池受到PID-s的嚴(yán)重影響。

PID測試后的IR熱成像

IR熱成像：在穩(wěn)態(tài)條件下，通過外部偏置組件進(jìn)行逆IR熱成像，獲取組件的溫度分布。

IR熱成像顯示了組件表面的溫度分布。盡管部分電池在EL圖像中不發(fā)射信號，但在IR圖像中仍然顯示出溫度分布，表明這些電池仍然存在熱耗散。

平均溫度分布圖

溫度測量：使用IR相機(jī)捕獲IR圖像，計算每個電池的平均表面溫度。

通過IR熱成像數(shù)據(jù)，計算了每個電池的平均溫度，并以溫度分布圖的形式展示。溫度分布圖顯示了不同電池的溫度差異，特別是受PID-s影響的電池溫度較高。

電池功率分布圖

功率測量：移除組件的背板，直接測量每個電池的功率，繪制功率分布圖。

通過移除組件的背板，直接測量了每個電池的功率，并以功率分布圖的形式展示。功率分布圖顯示了不同電池的功率輸出差異，特別是受PID-s影響的電池功率較低。

結(jié)果表明，IR熱成像能夠有效檢測嚴(yán)重受PID-s影響的電池，提供了一種快速、非破壞性的現(xiàn)場監(jiān)測手段。通過揭示功率輸出與熱耗散之間的關(guān)系，IR熱成像為定量研究PID-s提供了新的視角和方法。未來，隨著技術(shù)的進(jìn)一步優(yōu)化和應(yīng)用場景的擴(kuò)展，IR熱成像有望在光伏系統(tǒng)的性能監(jiān)測和故障診斷中發(fā)揮更加重要的作用，為光伏產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供有力支持。

美能PID潛在電勢誘導(dǎo)衰減測試儀

美能潛在電勢誘導(dǎo)衰減測試儀ME-PV-PID可與環(huán)境試驗箱通訊，模擬高溫、高濕、高鹽堿等惡劣環(huán)境下的PID衰減，全面評估組件的長期穩(wěn)定性。

• 評估光伏組件承受系統(tǒng)偏壓的能力

• 可同時監(jiān)測多路電壓、泄露電流和絕緣電阻

• 正反向切換直流電源：電壓范圍（-2500~2500V）

符合IEC61215、IEC62804等國際標(biāo)準(zhǔn)

結(jié)合美能PID潛在電勢誘導(dǎo)衰減測試儀的應(yīng)用，可以更精準(zhǔn)地模擬和檢測PID-s在實際環(huán)境中的影響，進(jìn)一步提升測試的準(zhǔn)確性和可靠性。未來，我們期待紅外熱成像技術(shù)與美能PID測試儀的深度整合，為光伏組件的性能監(jiān)測和故障診斷提供更加完善的技術(shù)解決方案。

原文出處：Quantitative Investigation of PID Using Infrared Thermography in Crystalline Silicon PV Module

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