热斑效应理解
光伏热斑效应_概述及解释说明
光伏热斑效应概述及解释说明1. 引言1.1 概述光伏热斑效应是指在光伏发电过程中，由于光照强度不均匀或材料表面特性等因素的影响，产生局部温度升高的现象。
这种现象对光伏发电系统的性能和寿命有着重要的影响。
因此，深入了解和解决光伏热斑效应问题具有重要的实际意义。
1.2 文章结构本文将首先概述光伏热斑效应的定义和原理，并分析其产生的主要影响因素。
其次，我们将探讨一些解决光伏热斑效应问题的方法，并讨论各种方案的优劣与适用性。
最后，在结论部分，我们将总结已经取得的研究成果并展望未来在该领域可能面临的挑战。
1.3 目的本文旨在提供一个综合而清晰地概述光伏热斑效应的文章。
通过对相关知识点进行介绍和讲解，读者可以更好地理解光伏热斑效应及其相关原理，进而为解决该问题提供一定参考。
同时，通过分析已有的研究成果和存在的问题，我们可以为未来的研究方向提出展望，并希望能够对光伏产业的发展和应用提供一定启示。
2. 光伏热斑效应概述：2.1 光伏效应简介：光伏效应是指当光辐射照射到半导体材料上时，产生的电荷对电流的响应。
光伏效应是太阳能电池转换太阳能为电能的基础原理，也是光伏热斑效应产生的前提条件之一。
2.2 热斑效应简介：热斑效应是指在高浓度光照射下，光伏组件表面形成的局部区域温度升高现象。
当太阳能辐射聚焦在一个小区域上时，该区域会受到更高的温度影响，并且可能降低整个光伏系统的性能和寿命。
2.3 光伏热斑效应定义与原理解释：光伏热斑效应是指在高浓度太阳能辐射条件下，由于光线聚焦导致局部区域温度增加，进而引发出现局部失效或性能降低现象。
当太阳能集中在一个小区域上时，这个小区域将吸收更多的能量并产生显著的局部温升，而其他部分的温度保持相对稳定。
这会导致光伏组件中电流产生不均匀分布，降低整个系统的效率。
光伏热斑效应产生的原理主要涉及两个方面。
首先是热载流子效应，高浓度光照射下，热载流子（由高能量光激发生成的载流子）在表面局部区域堆积并增加物质界面处的复合速率。
光伏组件中旁路二极管之关键作用资料讲解
光伏组件中旁路二极管之关键作用光伏组件中旁路二极管之关键作用一、热斑效应一串联支路中被遮蔽的太阳电池组件，将被当作负载消耗其他有光照的太阳电池组件所产生的能量。
被遮蔽的太阳电池组件此时会发热，这就是热斑效应。
这种效应能严重的破坏太阳电池。
有光照的太阳电池所产生的部分能量，都可能被遮蔽的电池所消耗。
为了防止太阳电池由于热斑效应而遭受破坏，最好在太阳电池组件的正负极间并联一个旁路二极管，以避免光照组件所产生的能量被受遮蔽的组件所消耗。
二、Bypassdiode的作用：当电池片出现热斑效应不能发电时，起旁路作用，让其它电池片所产生的电流从二极管流出，使太阳能发电系统继续发电，不会因为某一片电池片出现问题而产生发电电路不通的情况。
三、Bypassdiode选择原则：1、耐压容量为最大反向工作电压的两倍；2、电流容量为最大反向工作电流的两倍；3、结温温度应高于实际结温温度；4、热阻小；5、压降小；四、实际结温温度测量方法：把组件放在75度烘箱中至热稳定，在二极管中通组件的实际短路电流，热稳定后（例如1h），测量二极管的表面温度，根据以下公式计算实际结温：Tj=Tcase+R*U*I其中R为热阻系数，由二极管厂家给出，Tcase是二极管表面温度（用热电偶测出），U是二极管两端压降（实测值），I为组件短路电流。
计算出的Tj不能超过二极管规格书上的结温范围。
五、旁路二极管对电路影响示意图：当电池片正常工作时，旁路二极管反向截止，对电路不产生任何作用；若与旁路二极管并联的电池片组存在一个非正常工作的电池片时，整个线路电流将由最小电流电池片决定，而电流大小由电池片遮蔽面积决定，若反偏压高于电池片最小电压时，旁路二极管导通，此时，非正常工作电池片被短路。
六、每个旁路二极管并联电池片数目的计算1、旁路二极管电流容量最小应为：I＝4．73×2＝8.46A2、选用10SQ030型二极管最大返偏电压为：VRRM=30vIAV＝10AVF＝0.55VTJ＝-55－200℃3、耐压容量为30Ⅴ的旁路二极管最多可保护125×125电池片数目为：N＝30/（2×0.513）≈29.24即最多可保护29片125×125电池片；4、旁路二极管截止状态时存在反向电流，即暗电流，一般小于0.2微安；原则上每个电池片应并联一个旁路二极管，以便更好保护并减少在非正常状态下无效电池片数目，但因为旁路二极管价格成本的影响和暗电流损耗以及工作状态下压降的存在，对于硅电池，每十五个电池片可并联一个旁路二极管为最佳。
热斑效应
2、如何减轻、避免热斑效应？
• 为减轻、避免热斑效应，组件在 制备过程中会在相邻串之间反向 偏置并联一旁路二极管，如图所 示。在正常情况下，旁路二极管 处于反向偏置状态，当组件中某 一片单体电池或几片单体电池被 遮蔽时，如果组件工作电流大于 遮挡片电流时则该片电池将处于 反向偏置状态，当该电池片两端 的反向电压大于该串电池电压加 上二极管启动电压之和时，该旁 路二极管启动，故障串被隔离出 组件。
热 斑 效 应
1、什么是热斑效应？ 热斑效应是指光伏组件处于工作状态 时，组件中某个单体电池或几个单体电池 由于遮光或本身原因导致电流降低，当工 作电流超过该单体电池或几个单体电池时 ，则该部分电池被置于反向偏置状态，在 电路中的功能由电源变为负载，消耗能量 ，从而在组件内部形成局部过热现象。
不同阴影遮挡下电池工作电压曲线
不同遮光比例下组件的IV曲线 Nhomakorabea• 从图中可以看出，电池遮挡25%、50%、75%时组件的IV曲线都 呈现阶梯状，三条IV曲线在台阶升高部分和遮挡100%的IV曲线 重合，且在台阶拐角处对应的电流分别约为未遮挡组件短路电 流的1/4、1/2、3/4。出现这种现象的原因为当组件工作电流 低于遮挡电池片的短路电流时遮挡电池片处于发电状态，相当 于直流电源。 • 而当组件工作电流大于遮挡电池片短路电流后，遮挡电池片开 始承受负压，此时并联在该串上的旁路二极管开始启动，当加 载在单片电池上的负压超过二极管启动电压和该串电池电压后 ，二极管相当于导线，问题组件串被短路隔离出组件，组件电 流升高并趋于稳定。 • 台阶区域重合部分的曲线为二极管的IV曲线，因此相一致。另 外，从图中还可以看出，单片电池遮挡25%、50%、75%时组件 的开路电压基本相同，而遮挡100%时组件的开路电压约为其它 情况的下的2/3。这是因为虽然遮光比例不同，但电池的开路 电压变化不大，而当单片电池全部遮挡时，组件的旁路二极管 启动，被遮光电池在内的电池串被旁路，组件电压减少1/3。
光伏发电站主要设备设施危险、有害因素辨识与分析
光伏发电站主要设备设施危险、有害因素辨识与分析一、光伏发电系统1.热斑效应太阳电池组件安装在地域开阔、阳光充足的地带。
在长期使用中难免落上飞鸟、尘土、落叶等遮挡物，这些遮挡物在太阳电池组件上就形成了阴影，由于局部阴影的存在，太阳电池组件中某些电池单片的电流、电压发生了变化。
其结果使太阳电池组件局部电流与电压之积增大，从而在这些电池组件上产生了局部温升。
太阳电池组件中某些电池单片本身缺陷也可能使组件在工作时局部发热，这种现象叫“热斑效应”。
在一定条件下一串联支路中被遮蔽的太阳电池组件，将被当作负载消耗其他有光照的太阳电池组件所产生的能量。
被遮蔽的太阳电池组件此时会发热，这种效应能严重的破坏太阳电池。
2.逆变器故障（1）逆变器质量不过关，运行过程中将导致逆变器损坏。
（2）逆变器主要元件绝缘栅双极型晶体管若失效，将导致逆变器损坏，其失效原因如下。
1）器件持续短路，大电流产生的功耗将引起温升，由于芯片的热容量小，其温度迅速上升，若芯片温度超过硅本征温度，器件将失去阻断能力，栅极控制就无法保护，从而导致绝缘栅双极型晶体管失效。
2）绝缘栅双极型晶体管为PNPN4层结构，因体内存在一个寄生晶闸管，当集电极电流增大到一定程度时，则能使寄生晶闸管导通，门极失去控制作用，形成自锁现象，这就是所谓的静态擎住效应。
发生擎住效应后，集电极电流增大，产生过高功耗，导致器件失效。
3）瞬态过电流绝缘栅双极型晶体管在运行过程中所承受的大幅值过电流除短路、直通等故障外，还有续流二极管的反向恢复电流、缓冲电容器的放电电流及噪声干扰造成的尖峰电流。
若不采取措施，瞬态过电流将增加IGBT的负担，可能会导致绝缘栅双极型晶体管失效。
4）过电压造成集电极发射极击穿或造成栅极发射极击穿。
（3）逆变器由于功率较大，发热亦大。
若逆变器散热设备损坏或安装不当，内部热量不能及时散出，轻则影响元器件寿命，重则有产生火灾的危险。
（4）逆变器接入的直流电压标有正负极，若光伏电池与逆变器相连输电线接错，将导致逆变器故障。
旁路二极管在光伏组件中的作用
一、热斑效应一串联支路中被遮蔽的太阳电池组件，将被当作负载消耗其他有光照的太阳电池组件所产生的能量。
被遮蔽的太阳电池组件此时会发热，这就是热斑效应。
这种效应能严重的破坏太阳电池。
有光照的太阳电池所产生的部分能量，都可能被遮蔽的电池所消耗。
为了防止太阳电池由于热斑效应而遭受破坏，最好在太阳电池组件的正负极间并联一个旁路二极管，以避免光照组件所产生的能量被受遮蔽的组件所消耗。
二、Bypass diode的作用：当电池片出现热斑效应不能发电时，起旁路作用，让其它电池片所产生的电流从二极管流出，使太阳能发电系统继续发电，不会因为某一片电池片出现问题而产生发电电路不通的情况。
二、Bypass diode 选择原则：１、耐压容量为最大反向工作电压的两倍；２、电流容量为最大反向工作电流的两倍；３、结温温度应高于实际结温温度；４、热阻小；５、压降小；三、实际结温温度测量方法：把组件放在75度烘箱中至热稳定，在二极管中通组件的实际短路电流，热稳定后（例如1h），测量二极管的表面温度，根据以下公式计算实际结温：Tj=Tcase + R*U*I其中R为热阻系数，由二极管厂家给出，Tcase是二极管表面温度（用热电偶测出），U是二极管两端压降（实测值），I为组件短路电流。
计算出的Tj不能超过二极管规格书上的结温范围。
四、旁路二极管对电路影响示意图：当电池片正常工作时，旁路二极管反向截止，对电路不产生任何作用；若与旁路二极管并联的电池片组存在一个非正常工作的电池片时，整个线路电流将由最小电流电池片决定，而电流大小由电池片遮蔽面积决定，若反偏压高于电池片最小电压时，旁路二极管导通，此时，非正常工作电池片被短路。
五、每个旁路二极管并联电池片数目的计算１、旁路二极管电流容量最小应为：Ｉ＝４．７３×２＝８.４６Ａ２、选用１０ＳＱ０３０型二极管最大返偏电压为：V RRM=30vＩＡＶ＝１０ＡＶＦ＝０.５５ＶＴ＝-５５－２００℃Ｊ３、耐压容量为３０Ⅴ的旁路二极管最多可保护１２５×１２５电池片数目为：Ｎ＝３０/（２×０.５１３）≈２９.２４即最多可保护２９片１２５×１２５电池片；４、旁路二极管截止状态时存在反向电流，即暗电流，一般小于０.２微安；原则上每个电池片应并联一个旁路二极管，以便更好保护并减少在非正常状态下无效电池片数目，但因为旁路二极管价格成本的影响和暗电流损耗以及工作状态下压降的存在，对于硅电池，每十五个电池片可并联一个旁路二极管为最佳。
光伏组件热斑效应.
• 在一定的条件下，一串联支路中被遮藏的 太阳能电池组件将被当作负载消耗其他被 光照的太阳能电池组件所产生的能量，被 遮挡的太阳能电池组件此时将会发热，这 就是“热斑效应”。 • 这种效应会严重地破坏太阳能电组件。有 光照的电池组件所产生的部分能量或所有 能量，都可能被遮蔽的组件所消耗。
• (5)应当注意到，从c点到d点的工作区间， 电池组件2都处于接收功率的状态。 • 并联电池组处于开路或接近开路状态在实 际工作中也有可能， • 脉宽调制控制器要求只有一个输入端，当 系统功率较大，太阳能电池组件会采用多 组并联，在蓄电池接近充满时，脉冲宽度 变窄，开关晶体管处于临近截止状态，太 阳能电池组件的工作点向开路方向移动， 如果没有在各并联支路上加装阻断二极管， 发生热斑效应的概率就会很大。
• 为防止太阳能电池组 件由于热斑效应而被 破坏，需要在太阳能 电池组件的正负极间 并联一个旁路二极管， 以避免串联回路中光 照组件所产生的能量 披遮蔽的组件所消耗。 • 同样，对于每一个并 联支路，需要串接一 只二极管，以避免并 联回路中光照组什所 产生的能量被遮蔽的 组件所吸收，串接二 极管在独立光伏发电 系统中可同时起到防 止蓄电池在夜间反充 电的功能。
• 假定太阳能电池组件的串联回路中某一块被部分 遮挡，调节负载电阻R，可使太阳能电池组件的工 作状态由开路到短路。
• 从d、c、b、a四种工作状态进行分析： • (1)调整太阳能电池组的输出阻抗，使其工作在开路（d 点），此时工作电流为0，组开路电压UGd等于电池组件1 和电池组件2的开路电压之和。 • (2)当调整阻抗使电池组工作在c点，电池组件l郓电池组件2 都有正的功率输出。 • (3)当电池组工作在b点，此时电池组件1仍然工作在正功率 输出，而受遮挡的电池组件2已经工作在短路状态，没有 功率输出，但也还没有成为功率的接收体，还投有成为电 池组件1的负载。 • (4)当电弛组工作在短路状态（a点）．此时电池组件1仍然 有正的功率输出，而电池组件2上的电压已经反向，电池 组件2成为电池组件1的负载，不考虑回路中串联电阻的话， 此时电池组件l的功率全部加到了电池组件2 t， • 如果这种状态持续时间很长或电j组件1的功率很大，就会 在被遮挡的电池组件2上造成热斑损伤。
组件热斑效应
组件热斑效应
组件热斑效应是一种基于组件温度不均匀性的电子设备故障模式。
当一个组件比其周
围的其他组件更加加热时，就会形成热斑。
这个热斑会导致温度差异，进而会导致设备出
现不稳定甚至损坏。
因此，在电子设备的设计和使用方面，对于组件热斑效应需要充分考
虑和处理。
组件热斑效应通常发生在设备的高功率部件附近，如CPU、GPU、放大器等。
这些部件在使用过程中会产生大量的热能，并且容易受到周围温度影响。
当一个组件比其周围组件
更容易加热时，就会产生热斑。
这个热斑会导致热量积累，从而导致设备的温度升高。
如果这样的问题没有得到解决，熵的增加会导致组件出现不稳定，加速组件的老化，
最终会导致完全损坏。
为了解决这个问题，需要对设备进行设计和改进。
一种解决组件热斑效应的方法是通过优化散热系统来提高设备的整体温度均匀性。
这
通常涉及到设计更高效的风扇和散热器，以更好地分散组件释放的热量，并使各个组件之
间的温度差异最小化。
此外，还需要在设计设备时考虑组件的散热配置和布局，以最大程
度减少热斑的出现。
在设备的使用方面，也需要注意组件的温度问题。
如果发现设备的某一部分温度异常高，则需要注意可能存在热斑效应的问题。
在这种情况下，可以通过改进散热系统来解决。
此外，还应该确保设备的散热系统清洁和顺畅，防止灰尘等杂物影响散热效果。
光伏组件的热斑效应和试验方法
光伏电池是将太阳光辐射能量直接转换成电能的器件。
单个硅晶体光伏电池能得到的最大电压约为0.6V，最大电流约为30mA/cm2。
因此光伏电池很少单个使用，而是串联或并联起来，以获得所期望的电压或电流。
光伏组件正是由多个光伏电池连接和封装而成的产品，是光伏发电系统中电池方阵的基本单元。
为了达到较高转换效率，光伏组件中的单体电池须具有相似的特性。
在实际使用过程中，可能出现电池裂纹或不匹配、内部连接失效、局部被遮光或弄脏等情况，导致一个或一组电池的特性与整体不谐调。
失谐电池不但对组件输出没有贡献，而且会消耗其他电池产生的能量，导致局部过热。
这种现象称为热斑效应。
当组件被短路时，内部功率消耗最大，热斑效应也最严重。
一、热斑效应原理当然，并不是所有的电池都可以通过调整遮光比例达到最佳阻抗匹配。
完全遮光情况下，不同特性的Y电池I-V曲线如图3所示。
斜率越低，表明电池的并联电阻越大。
考虑(S-1)个电池串的最大输出功率点所限定的“试验界限”，根据I-V曲线与“试验界限”的交点，把电池分为电压限制型(A类)和电流限制型(B类)。
A类电池并联电阻较大，可以通过减少遮光面积，达到最佳阻抗比配；B类电池的并联电阻较小，完全遮光已是Y电池消耗功率最大的状态。
二、热斑耐久试验热斑效应可导致电池局部烧毁形成暗斑、焊点熔化、封装材料老化等永久性损坏，是影响光伏组件输出功率和使用寿命的重要因素，甚至可能导致安全隐患。
因此，IEC 61215:2005《地面用晶体硅光伏组件设计鉴定和定性》专门设置了热斑耐久试验，以考核光伏组件经受热斑加热效应的能力。
热斑耐久试验过程包括最坏情况的确定、5小时热斑试验以及试验后的诊断测量，分为以下4个步骤。
1、选定最差电池由于受到检测时间和成本的限制，热斑耐久试验不能针对组件中的每一个电池进行。
因此，正式试验之前先比较和选择热斑加热效应最显著的电池。
具体方法是，在一定光照条件下，将组件短路，依次遮挡每个电池，被遮光后稳定温度最高者为最差电池片。
光伏组件热斑效应简析
光伏组件热斑效应简析一、什么是光伏组件的热斑效应在一定的条件下，光伏组件中缺陷区域（被遮挡、裂纹、气泡、脱层、脏污、内部连接失效等）被当做负载消耗其它区域所产生的能量，导致局部过热，这种现象称为光伏组件的“热斑效应”。
二、光伏组件热斑效应的危害热斑效应可导致电池局部烧毁形成暗斑、焊点熔化、封装材料老化等永久性损坏，是影响光伏组件输出功率和使用寿命的重要因素，甚至可能导致安全隐患。
三、光伏组件热斑检测1、检测工具热成像仪：红外热像仪是利用红外探测器和光学成像物镜接受被测目标的红外辐射能量分布图形反映到红外探测器的光敏元件上，从而获得红外热像图，这种热像图与物体表面的热分布场相对应。
通俗地讲红外热像仪就是将物体发出的不可见红外能量转变为可见的热图像，热图像的上面的不同颜色代表被测物体的不同温度。
2、检测方法在一定的辐照度下，用热成像仪对运行中的光伏组件进行热斑检测，检测前尽量保证光伏组件表面无脏污及异物遮挡，同时还要注意勿使身体及检测仪遮挡光伏组件；检测仪器距离光伏组件不能太近，避免热（红外）相机捕捉到组件发射的太阳光点而造成误判断。
热斑检测最好在春末、夏季、秋初的上午11时---下午16时之间的时间段内进行，由于区域原因而导致辐照度、环境温度等的不同，热斑检测的最佳时间段也会相应不同。
3、热斑判断一般情况下认为：光伏组件在正常工作时的温度为30℃时，局部温度高于周边温度6.5℃时，可认为组件局部为热斑区域。
不过这也不是绝对的，因为热斑检测会受到辐照度、组件输出功率、环境温度及组件工作温度、热斑形成原因等因素的影响，因而判断热斑效应最好是以热成像仪图像上的数据分析为准。
（以下图片为组件局部的热斑成像）（1）异物长时间遮挡的热斑成像（2）组件烧损处的热斑成像（3）组件裂纹处的热斑成像（4）其他原因造成的热斑成像注：相同或不同原因导致的热斑形状都不是固定的四、解决热斑效应问题的方法1、在组件上加装旁路二极管。
光伏热斑效应分析
热斑效应的分析在一定条件下，一串联支路中被遮蔽的太阳电池组件，将被当作负载消耗其他有光照的太阳电池组件所产生的能量。
被遮蔽的太阳电池组件此时会发热，这就是热斑效应。
这种效应能严重的破坏太阳电池。
有光照的太阳电池所产生的部分能量，都可能被遮蔽的电池所消耗。
为了防止太阳电池由于热斑效应而遭受破坏，最好在太阳电池组件的正负极间并联一个旁路二极管，以避免光照组件所产生的能量被受遮蔽的组件所消耗。
孤岛效应：太阳能发电系统与市电系统并联供电时，当市电发生故障系统未能及时检知并切离市电系统，而产生独立供电现象。
一旦发生孤岛运转现象时，会造成人员受伤与设备之损坏，故系统设计须具备该效应侦测保护功能。
改善的方法就是采用“反孤岛检测”。
太阳电池组件热斑效应介绍及检测方法：太阳电池组件通常安装在地域开阔、阳光充足的地带。
在长期使用中难免落上飞鸟、尘土、落叶等遮挡物，这些遮挡物在太阳电池组件上就形成了阴影，在大型太阳电池组件方针中行间距不适合也能互相形成阴影。
由于局部阴影的存在，太阳电池组件中某些电池单片的电流、电压发生了变化。
其结果使太阳电池组件局部电流与电压之积增大，从而在这些电池组件上产生了局部温升。
太阳电池组件中某些电池单片本身缺陷也可能使组件在工作时局部发热，这种现象叫“热斑效应”。
在实际使用太阳电池中，若热斑效应产生的温度超过了一定极限将会使电池组件上的焊点熔化并毁坏栅线，从而导致整个太阳电池组件的报废。
据国外权威统计，热斑效应使太阳电池组件的实际使用寿命至少减少10%。
热斑现象是不可避免的，尽管太阳电池组件安装时都要考虑阴影的影响，并加配保护装置以减少热斑的影响。
为表明太阳电池能够在规定的条件下长期使用，需通过合理的时间和过程对太阳电池组件进行检测，确定其承受热斑加热效应的能力。
确定太阳电池组件承受热斑加热能力的检测试验叫“热斑耐久试验”。
热斑耐久试验过程需严格遵循国际标准IEC 61215-2005，试验内容大致如下：1. 装置(1)辐照源1，稳态太阳模拟器或自然光，辐照度不低于700W/㎡，不均匀度不超过±2%，瞬时不稳定度在±5%以内。
光伏电池的发电原理及热斑效应
一、光伏电池的基本原理
由一片单晶硅片构成的太阳能电池称为单体。单 体电池的电压电流很小（0.45~ 0.50V、20~25mA/cm 2)， 一般不能单独作电源使用，需将它们串、并联封装后， 构成光伏电池组件(模块Module)使用，一个组件上光 伏电池的标准数量是36~40个. 当应用场合需要较高的电压和电流，可把多个组 件再经过串并联安装在支架上，构成了光伏电池阵列 （Array)，满足负载所需的功率要求．
板。 (5)一个适当的温度探测器。
四、热斑耐久实验
2. 程序 在太阳电池组件试验前应安装厂商推荐的热斑保护装 置。
(1) 将不遮光的组件在辐照源 1下照射，测试其 I-V 特 性和最大功率点。
(2)使组件短路，组件在稳定的辐照源1照射下，用适 当的温度探测器测定最热的电池单片。 (3)完全挡住选定的电池单片，用辐照源2照射组件。 在此过程中组件的温度应该在50℃±10℃。 (4)保持此状态经过5小时的曝晒。 (5)再次测定组件的I-V特性和最大功率点。
光伏电池的发电原理及热斑效应
一、光伏电池的基本原理
太阳能是一种辐射能，它必须借助于能量转换器才能 转换成电能, 能将光能转换成电能的能量转换器之一，就 是光伏电池。
光伏电池的物理基础是由两种不同半导体材料构成的 大面积PN结，以及非平衡少数载流子在PN结内电场作用下 形成的漂移电流。
一、光伏电池的基本原理
三、热斑效应
组件热斑产生的原因 造成热斑效应的根源是有个别坏电池的混入、电极焊片 虚焊、电池由裂纹演变为破碎、个别电池特性变坏、电池局 部受到阴影遮挡等。由于局部阴影的存在，太阳电池组件中 某些电池单片的电流、电压发生了变化。其结果使太阳电池 组件局部电流与电压之积增大，从而在这些电池组件上产生 了局部温升。
对于光伏组件，这两个效应你不可忽视！
对于光伏组件，这两个效应你不可忽视！光伏组件作为光伏发电系统中的核心组成部分，质量问题重点影响着电站系统效率，其中，热斑效应和PID效应对光伏组件功率的影响尤其突出，不容忽视。
热斑效应热斑效应是指在一定条件下，串联支路中被遮蔽的光伏组件将当做负载，消耗其他被光照的电池组件所产生的能量，被遮挡的光伏电池组件此时将会发热的现象。
被遮挡的光伏组件、将会消耗有光照的光伏组件所产生的部分能量或所有能量，降低输出功率；严重将会永久性破坏光伏组件、甚至烧毁组件。
产生的原因1.造成热斑效应的根源是有个别坏电池的混入、电极焊片虚焊、电池由裂纹演变为破碎、个别电池特性变坏、电池局部受到阴影遮挡等。
2.由于局部阴影的存在，光伏组件中某些电池单片的电流、电压发生了变化。
其结果使电池组件局部电流与电压之积增大，从而在这些电池组件上产生了局部温升。
防护措施在光伏电池组件的正负极间并联一个旁路二极管，以增加方阵的可靠性。
通常情况下，旁路二极管处于反偏压，不影响组件正常工作。
其原理是当一个电池被遮挡时，其他电池促其反偏成为大电阻，此时二极管导通，总电池中超过被遮电池光生电流的部分被二极管分流，从而避免被遮电池过热损坏。
以避免光照组件所产生的能量被受遮蔽的组件所消耗。
PID效应电位诱发衰减效应（PID，PotentialInducedDegradation）是电池组件长期在高电压作用下，使玻璃、封装材料之间存在漏电流，大量电荷狙击在电池片表面，使得电池表面的钝化效果恶化，导致组件性能低于设计标准。
PID现象严重时，会引起一块光伏组件功率衰减50%以上，从而影响整个组串的功率输出。
高温、高湿、高盐碱的沿海地区最易发生PID现象。
产生的原因1.系统设计原因：光伏电站的防雷接地是通过将方阵边缘的组件边框接地实现的，这就造成在单个组件和边框之间形成偏压，组件所处偏压越高则发生PID现象越严重。
对于P型晶硅组件，通过有变压器的逆变器负极接地，消除组件边框相对于电池片的正向偏压会有效的预防PID现象的发生，但逆变器负极接地会增加相应的系统建设成本；2.光伏组件原因：高温、高湿的外界环境使得电池片和接地边框之间形成漏电流，封装材料、背板、玻璃和边框之间形成了漏电流通道。
光伏组件热斑效应
在一定条件下，一串联支路中被遮蔽的太阳电池组件，将被当作负载消耗其他有光照的太阳电池组件所产生的能量。
被遮蔽的太阳电池组件此时会发热，这就是热斑效应。
这种效应能严重的破坏太阳电池。
有光照的太阳电池所产生的部分能量，都可能被遮蔽的电池所消耗。
为了防止太阳电池由于热斑效应而遭受破坏，最好在太阳电池组件的正负极间并联一个旁路二极管，以避免光照组件所产生的能量被受遮蔽的组件所消耗。
太阳电池组件通常安装在地域开阔、阳光充足的地带。
在长期使用中难免落上飞鸟、尘土、落叶等遮挡物，这些遮挡物在太阳电池组件上就形成了阴影，在大型太阳电池组件方阵中行间距不适合也能互相形成阴影。
由于局部阴影的存在，太阳电池组件中某些电池单片的电流、电压发生了变化。
其结果使太阳电池组件局部电流与电压之积增大，从而在这些电池组件上产生了局部温升。
太阳电池组件中某些电池单片本身缺陷也可能使组件在工作时局部发热，这种现象叫“热斑效应”。
在实际使用太阳电池中，若热斑效应产生的温度超过了一定极限将会使电池组件上的焊点熔化并毁坏栅线，从而导致整个太阳电池组件的报废。
据国外权威统计，热斑效应使太阳电池组件的实际使用寿命至少减少10%。
热斑现象是不可避免的，尽管太阳电池组件安装时都要考虑阴影的影响，并加配保护装置以减少热斑的影响。
为表明太阳电池能够在规定的条件下长期使用，需通过合理的时间和过程对太阳电池组件进行检测，确定其承受热斑加热效应的能力。
在实际应用中，太阳能电池一般是由多块电池组件串联或并联起来，以获得所期望的电压或电流的。
为了达到较高的光电转换效率，电池组件中的每一块电池片都须具有相似的特性。
在使用过程中，可能出现一个或一组电池不匹配，如：出现裂纹、内部连接失效或遮光等情况，导致其特性与整体不谐调。
在合理的光照条件下，一串联支路中被遮蔽的光伏电池，会由发电单元变为耗电单元，被遮蔽的光伏电池不但对组件输出没有贡献，而且会消耗其它电池产生的电力，此时会发热，这就是热斑效应。
热斑效应理解
相信大多数光伏从业者都听说过“热斑效应”及其危害的宣传。
常见的资料对热斑效应解释为：在一定条件下，光伏系统中的部分电池会被周围其它物体所遮挡，造成局部阴影，这将引起被遮挡某些电池发热，产生所谓“热斑”现象。
但上述解释还不够完整，局部遮挡只是形成热斑的原因之一，另外一个原因是电池本身的缺陷。
因此，比较准确的定义应该是：热斑是互相连接（主要是串联方式）的电池工作在不同的条件下或者没有相同的性能造成的，它的本质原因是电池之间的失配（对于光伏系统来说，组件之间的失配原理和此相同）。
换句话说，热斑产生的原理是：一个串联电路中，电池由于某些原因，导致其所表现出的工作状态不一致。
这些原因包括遮挡（如周围物体的阴影、落叶、鸟粪等）导致部分电池所表现出的性能和其它电池）不同，或者是电池本身的性能就不同（比较严重的情况是部分电池存在明显缺陷）。
事实上，电池之间性能完全一致的可能性是很小的。
因此，从严格意义上来说，热斑效应是一种正常现象。
有权威检测机构基于大量数据积累和资料调研表明，在辐照度大于800W/m2时，热斑最高温度与组件平均温度之间的温度差值小于10度是可以接受的；如果少数组件存在温差超过10℃的情况，只要这个比例不超过5%，系统功率输出正常，也是可以接受的（例如组件上有直径3-125px的鸟粪，组件边缘有尘土积聚，轻微焊接问题，电池片轻微缺陷，盖板部分玻璃脏污等）。
二、“热斑效应”的产生机理那么产生热斑的基本机理是什么呢？图1：理想太阳能电池和非理想太阳能电池比较图1所示是太阳电池的完整工作曲线，图中：第一象限：是我们常见的电池发电时的IV曲线；第二象限：代表给太阳电池加反向偏压时，电池由发电变为耗电（分界点是纵轴短路电流处）；第四象限：代表给太阳电池加正向偏压，正向电压产生的电流方向是从P 区流向N区，和光生电流方向相反，所以当正向偏压大于电池的开路电压时，电流反向，电池由发电变为耗电（分界点是横轴开路电压处）。
热斑效应的原理
热斑效应的原理嘿，朋友们！今天咱来聊聊热斑效应这个挺有意思的事儿。
你说这热斑效应啊，就好像是一群小伙伴在干活儿。
正常情况下，大家都齐心协力，把事情办得妥妥当当。
可要是其中有那么一两个小伙伴出了岔子，哎呀，那可就麻烦啦！想象一下，在一个大太阳底下，太阳能电池板就像是一群努力工作的小蜜蜂。
它们本该一起好好地把阳光转化成电能。
可要是有一块电池板被什么东西遮住了一部分，就好比小蜜蜂里有一只被挡住了翅膀飞不起来了。
这时候，其他的电池板还在努力工作呢，电流就都往没被遮住的地方跑啦。
这没被遮住的地方压力可就大了呀，就像一个人干两个人的活儿，时间久了能不累坏嘛！这不，温度就升高了，热斑就出现啦。
这热斑效应可不是闹着玩的呢！就像你本来好好走在路上，突然被一块石头绊了一跤，多烦人呀！它会让电池板的效率降低，本来能发好多电呢，结果因为这热斑，电就少了，那不就亏大啦！而且呀，这热斑要是严重起来，还可能会损坏电池板呢，就像人要是生了大病，可得好好治一治。
那怎么避免热斑效应呢？这可得好好想想办法。
首先呢，咱得保证太阳能电池板干净整洁，别让灰尘啊、树叶啊之类的东西挡住它们。
就像你每天都要洗脸刷牙一样，让它们也干干净净的。
然后呢，安装的时候也得注意，别让什么东西挡住它们啦。
要是发现有电池板被遮住了一点，赶紧清理掉或者调整一下。
还有啊，平时也得多多关注它们。
就像关心你的好朋友一样，时不时去看看它们有没有啥问题。
要是发现有热斑出现了，赶紧采取措施呀，可别不当回事儿。
咱可不能小瞧了这热斑效应，它虽然看起来好像不是什么大问题，但千里之堤还毁于蚁穴呢！要是不好好对待它，那以后可能会带来大麻烦呀！所以啊，大家一定要重视起来，让我们的太阳能电池板好好工作，为我们带来更多的清洁能源。
总之呢，热斑效应这事儿可得放在心上，不能马虎。
只有我们认真对待，才能让太阳能更好地为我们服务呀！。
太阳能电池板的热斑效应实验影响
太阳能电池板的热斑效应实验影响热斑效应是太阳能电池板在工作中面临的一个重要问题。
它指的是太阳能电池板表面因为局部区域温度过高而导致效率下降的现象。
这个问题一直以来都备受关注，因为它会对太阳能发电系统的性能和寿命产生负面影响。
为了更深入地了解太阳能电池板的热斑效应实验影响，我们需要从多个方面进行全面评估。
我们需要了解什么是太阳能电池板的热斑效应。
太阳能电池板是一种通过太阳辐射产生电能的设备，由光伏电池组成。
当太阳光照射到电池板上时，光子会被电池板的半导体材料吸收，进而产生电子和空穴。
这些电子和空穴会流动形成电流，从而产生电能。
然而，当电池板表面存在局部温度过高的热斑时，热量会使得该区域的材料的电子能级发生改变，从而导致电子和空穴重新组合而无法产生电流，从而影响了太阳能电池板的工作效率。
了解太阳能电池板的热斑效应之后，我们将深入评估该效应对太阳能发电系统性能的影响。
热斑效应会降低电池板的整体发电效率。
当局部区域因为热斑效应而无法产生电流时，该区域的发电能力下降，从而降低了太阳能电池板的发电效率。
这将直接影响到太阳能发电系统的总体发电能力和经济效益。
热斑效应还会对太阳能电池板的寿命产生负面影响。
高温会导致材料的老化和退化，降低太阳能电池板的使用寿命。
热斑效应造成的局部高温区域会引起电池板材料的应力集中，使其更容易出现裂纹或失效。
这将减少太阳能电池板的使用寿命，增加了系统的维护和更换成本。
为了更好地理解太阳能电池板的热斑效应实验影响，我们需要关注实验方法和结果。
目前，研究者们通过模拟实验和现场测试来评估热斑效应对太阳能电池板的影响。
模拟实验通常使用热源或激光来产生热斑，然后观察电池板的响应。
现场测试则是在实际太阳能发电系统中安装传感器来监测热斑效应的发生和影响。
这些实验的结果有助于我们更全面地了解热斑效应的影响机制，并为解决这个问题提供技术支持和改进方向。
我们也需要涉及个人观点和理解。
作为一种可再生能源的重要来源，太阳能发电系统的可靠性和性能至关重要。
太阳能电池组件“热斑效应”分析
太阳能电池组件“热斑效应”分析随着科技日新月异的发展，光伏发电技术在国内外均得到了广泛的应用，其应用形式多种多样，应用场所分布广泛，主要用于大型地面光伏电站、住宅和商用建筑物的屋顶、建筑光伏建筑一体化、光伏路灯等。
在这些场所，不可避免的会出现建筑物、树荫、烟囱、灰尘、云朵等对太阳能电池组件造成遮挡。
因此，人们关心的是此类情况对太阳能电池的发电效率影响有多大,又该如何解决。
在实际应用中，太阳能电池一般是由多块电池组件串联或并联起来，以获得所期望的电压或电流的。
为了达到较高的光电转换效率，电池组件中的每一块电池片都须具有相似的特性。
在使用过程中，可能出现一个或一组电池不匹配，如：出现裂纹、内部连接失效或遮光等情况，导致其特性与整体不谐调。
在一定条件下，一串联支路中被遮蔽的太阳电池组件，将被当作负载消耗其他有光照的太阳电池组件所产生的能量。
被遮蔽的太阳电池组件此时会发热，这就是热斑效应。
这种效应能严重的破坏太阳电池。
有光照的太阳电池所产生的部分能量，都可能被遮蔽的电池所消耗。
为了防止太阳电池由于热斑效应而遭受破坏，最好在太阳电池组件的正负极间并联一个旁路二极管，以避免光照组件所产生的能量被受遮蔽的组件所消耗。
关于组件热斑产生的原因、问题电池的来源及相应对策(一)组件热斑产生的原因光伏组件的核心组成部分是太阳电池，一般说来，每个组件所用太阳电池的电特性要基本一致，否则将在电性能不好或被遮挡的电池（问题电池）上产生所谓热斑效应。
为防止热斑产生应该在每一片电池上都并联一个旁路二极管，在当电池发生问题或被遮挡时，其它电池产生的大于问题电池的电流将被旁路二极管旁路。
而事实上，在每一片电池上都并联一个二极管是不现实的。
一般在组件上是18片（36片或54片电池串联的组件）或24片（72片电池串联的组件）电池串联后并联一个二极管。
可以想象，当这18片或24片电池中产生的电流不一致时，也就是有问题电池存在时，通过这串电池的电流将在问题电池上引起热斑。
热斑效应事故应急预案
一、背景热斑效应是指在高温、高压、高流速等条件下，金属表面发生局部熔化、蒸发、氧化等现象，形成的一种热现象。
在工业生产中，热斑效应可能导致设备损坏、火灾、爆炸等事故。
为有效预防和应对热斑效应事故，制定本应急预案。
二、组织机构及职责1.应急指挥部成立热斑效应事故应急指挥部，负责事故的应急处置和救援工作。
应急指挥部下设以下几个小组：（1）现场指挥组：负责现场指挥、调度和协调各项工作。
（2）救援组：负责现场救援、伤员救治和物资保障。
（3）信息宣传组：负责事故信息的收集、上报和发布。
（4）后勤保障组：负责应急物资、车辆、通讯设备等保障。
2.各相关部门职责（1）生产部门：负责设备巡检、隐患排查，发现异常情况及时上报。
（2）安全部门：负责应急预案的制定、修订和演练，组织应急培训。
（3）设备管理部门：负责设备维护、检修和更新。
（4）消防部门：负责火灾扑救、救援和现场警戒。
三、应急处置措施1.事故报告发现热斑效应事故后，立即向应急指挥部报告，并按照应急预案要求采取应急措施。
2.现场警戒应急指挥部根据事故情况，迅速组织人员对事故现场进行警戒，隔离危险区域，确保人员和设备安全。
3.救援行动（1）救援组根据事故情况，制定救援方案，组织实施救援。
（2）消防部门负责火灾扑救，切断事故设备电源，防止火势蔓延。
（3）安全部门负责现场安全监护，确保救援人员安全。
4.伤员救治（1）救援组将伤员迅速转移到安全区域。
（2）医疗部门对伤员进行救治，确保伤员生命安全。
5.事故调查事故发生后，应急指挥部组织相关部门对事故原因进行调查，查明事故责任，提出整改措施。
四、后期处置1.事故善后处理（1）对事故造成的损失进行评估，提出赔偿方案。
（2）对事故责任人进行处理，追究相关责任。
2.事故总结对事故原因、救援过程、处置措施等进行总结，修订应急预案，提高应急处置能力。
五、应急演练定期组织应急演练，检验应急预案的可行性和应急队伍的实战能力。
六、附则本预案自发布之日起实施，如遇特殊情况，应急指挥部可根据实际情况进行调整。
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相信大多数光伏从业者都听说过“热斑效应”及其危害的宣传。
常见的资料对热斑效应解释为：
在一定条件下，光伏系统中的部分电池会被周围其它物体所遮挡，造成局部阴影，这将引起被遮挡某些电池发热，产生所谓“ 热斑” 现象。
但上述解释还不够完整，局部遮挡只是形成热斑的原因之一，另外一个原因是电池本身的缺陷。
因此，比较准确的定义应该是：
热斑是互相连接（主要是串联方式）的电池工作在不同的条件下或者没有相同的性能造成的，它的本质原因是电池之间的失配（对于光伏系统来说，组件之间的失配原理和此相同）。
换句话说，热斑产生的原理是：
一个串联电路中，电池由于某些原因，导致其所表现出的工作状态不一致。
这些原因包括遮挡（如周围物体的阴影、落叶、鸟粪等）导致部分电池所表现出的性能和其它电池）不同，或者是电池本身的性能就不同（比较严重的情况是部分电池存在明显缺陷）。
事实上，电池之间性能完全一致的可能性是很小的。
因此，从严格意义上来说，热斑效应是一种正常现象。
有权威检测机构基于大量数据积累和资料调研表明，在辐照度大于
800W/m2时，热斑最高温度与组件平均温度之间的温度差值小于10度是可以接受的；如果少数组件存在温差超过10℃的情况，只要这个比例不超过5%，系统
功率输出正常，也是可以接受的（例如组件上有直径3-125px的鸟粪，组件边缘有尘土积聚，轻微焊接问题，电池片轻微缺陷，盖板部分玻璃脏污等）。
那么产生热斑的基本机理是什么呢？
图1：理想太阳能电池和非理想太阳能电池比较图1所示是太阳电池的完整工作曲线，图中：
第一象限：是我们常见的电池发电时的IV曲线；
第二象限：代表给太阳电池加反向偏压时，电池由发电变为耗电（分界点是纵轴短路电流处）；
第四象限：代表给太阳电池加正向偏压，正向电压产生的电流方向是从P 区流向N区，和光生电流方向相反，所以当正向偏压大于电池的开路电压时，电流反向，电池由发电变为耗电（分界点是横轴开路电压处）。
光伏系统中常见的热斑现象是因为电池的工作点位于第二象限！
从图1中很容易看出，反向偏压越大，流经电池的电流就越大（此电流虽和光生电流方向一致，但其大小已超过了电池的短路电流，本质是由其它电池所贡献），电池消耗的能量就越多，电池温度就会越高，可能会导致焊带熔断、EVA 黄变、背板鼓包烧穿等不可恢复的后果，严重影响系统的寿命和发电能力，更严重者能引起火灾等灾难性后果。
同时，也不难看出，如果电池工作在第一象限，那么它依旧充当发电的作用，而不是成为负载耗电。
上述描述很难理解？不妨这样假设，在公路上行驶的汽车，如果有一辆出现了问题，速度比别的车辆低很多，那么它就会整个交通产生障碍，其它车辆为了较快速度通过，必须推着问题车辆行驶，使问题车辆速度超过它的最高速度，但同时，完好车辆的行驶速度也会比正常速度要小，此时，问题车辆就是负载。
但如果路况不佳或受天气影响，所有车辆都要保持在较低的速度运行，那么问题车辆就不会对整体交通造成影响，但此时整体运输效率较低。
因此，即使存在阴影遮挡或电池性能缺陷，该部分电池也不一定就是负载，不一定就会发生热斑效应，要看电池所处的工作状态。
即便发生了热斑效应，其
严重程度也和多个因素有关，例如出现鸟粪之类的遮挡，系统只是会损失部分功率，为避免产生过大的反向偏压，现在的晶硅组件一般都会有两个或三个并联二极管，防止出现热斑的电池片温度过高，因为热斑发生温度过高甚至造成火灾的情况是很少的，这种情况下也是因为部分电池的性能存在严重缺陷，造成局部电流过高导致。
严格意义的热斑效应是正常现象。
我们既不必谈“热斑”色变，认为有热斑就会产生火灾；但也不该忽略它造成的不良影响，应尽可能减小或减弱热斑产生的可能性。
近年来，关于避免“热斑效应”相关的研究也有很多。
组件生产段的措施有：控制电池的逆电流、控制电池内部的杂质、组件采用并联二极管保护等。
应用端的措施有：采用性能一致性好的电池（或组件），安装时尽量保证组件不被遮挡，上面有污秽时及时清理和打扫等，使光伏系统保持良好的功率输出。