摘 要多年来，随着光伏产业的发展和应用，光伏制造已在市场具备一定的竞争实力，光伏发电就是其中一重大成果。热斑效应一种光伏组件质量问题，随着国内光伏电站装机容量的增加，热斑问题在我国投产的电站当中越来越常见。若要保证发电效率，则不可避免的一项工作就是研究光伏组件的质量可靠性。影响光伏组件质量的因素有很多，热斑效应正是本文需要研究的一大因素，本文需了解热斑原理，根据光伏电站组件性能的现场测试，测出组件标称功率和衰减功率，并分析数据。再用红外热像仪检测发生热斑效应的组件数量及电池片数量，最后在此基础上分析热斑产生的原因。根据分析热斑原因并找到相应对策可以提高光伏组件性能，从而提高发电效率。
目 录
第一章 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究的意义 1
第二章 太阳能电池工作原理及热斑效应 3
2.1 光伏产业发展 3
2.2 光伏效应 3
2.2.1 光伏效应基本概况 3
2.2.2 光伏效应原理 4
2.2.3 光伏产业发展现状 4
2.3 红外热成像技术 4
2.4 热斑效应 5
2.4.1 热斑效应简介 5
2.4.2 热斑效应解决方法 5
第三章 光伏组件热斑效应的研究与实验 7
3.1 光伏热斑问题检测 7
3.1.1 热斑检测环境 7
3.1.2 热斑组件及电池片数量统计 7
3.1.3 红外测试结果及分析 8
3.2 光伏组件功率衰减测试数据分析 9
3.3 阶段性结论 10
结束语 11
致 谢 12
第一章 绪论
1.1 研究背景
可持续发展是新世纪倡导的一种发展思想，是指在满足当前需求的前提下又不剥夺后代的使用权利。经济持续增长给社会带来的不仅仅是经济效益，在一定程度上还会带来很多负面影响，比如资源短缺，环境污染等问题大大影响经济增长的效益。作为发展中国家的中国，经过几十年的发展，经济能力大大提升，可我国作为发展中国家，人口基数大，资源短缺是经济发展中的一个不可忽视的问 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: @351916072@ 
题，若不考虑后果的开发只会导致能源短缺，经济停滞，所以贯彻落实可持续发展战略是必要的。新型经济发展观的提出正反应了现在时代的变迁和当代经济社会的发展，秉持着经济发展和保护环境的核心思想，给当代发展指明了新的道路，是人类社会进步的一大飞跃。
太阳能是一种常用的可再生资源，它的发现为新能源的发展作出非常大的贡献。当太阳能被发现并使用之前，能源主要通过煤炭，石油，天然气等一些化石能源获取，通过它们的燃烧释放的能量来满足人们的能源需求。然而，燃烧会给环境带来很多负面影响，首先，地球上的化石燃料并不是取之不尽用之不竭的，极度开采只能满足一时的需求，长期以往，若燃料用尽，那人类将会面临新的问题，所以，找到新型能源迫在眉睫；其次，化石燃料的燃烧给人类的生存环境带来了很大危害，燃烧会产生大量二氧化硫，二氧化碳等有害气体，污染环境，还会引发气候变暖、物种多样性减少、土地荒漠化等诸多生态问题，这些问题威胁了人类生存的环境。因此，开发可持续性的新型能源是目前社会经济发展的一重大任务。
目前，利用太阳能发展经济还存在一些问题，比如设备成本高，能量转换率低等，这些问题大程度的削减了太阳能的利用率，经济制约也是太阳能发展路上的一道束缚。虽然太阳辐射到地球表面的辐射总量很大，但它存在一定的分散性和不稳定性，能留密度很低，转换率并不高，要想得到一定的能量转化功率，则需要装置大面积的收集设备，转换设备，造价高，而且不同地区，不同时间的太阳能辐射都是不一样的，这给太阳能开发带来了极大的困扰。
1.2 研究的意义
如今光伏产业在不断发展壮大，成本问题成为光伏产业发展的最大问题，从外部因素分析，目前太阳能发电系统中百分之九十的原料都得依靠进口，并且只有少数几国掌握了原料硅晶的生产技术，因此生产价格十分昂贵。从内部因素分析，温湿度，光照强度以及负载大小的不稳定性都会降低光电转换率，使得电压和电流处于被动状态，从而降低整个系统的稳定性。
不论是外部因素还是内部因素，都会大大影响部分组件以及整个系统的输出功率，同时还会影响各个器件以及配套设施的使用寿命[1]。热斑温差过大的组件一般情况下是由于严重的电池缺陷导致的[2]。光伏阵列是由很多组件组装在一起，并通过串联或并联的方式连成电路，满足所需电流电压。然而，同一块组件上将具有不同输出性能的电池板相连，会严重影响电池的转换率，为了保障系统的高转换率，需保证电池片具有相似的输出性能。当太阳组件进入运行状态后，受很多环境因素的影响，无法保证电池片的输出性能相似，特征差异是不可避免的，类似于电池片隐裂，蚯蚓纹，删线断裂等问题都会使得电池片的输出性能发生差异，影响电池转换率。一般情况下，受系统内在因素和外在因素的影响，组件上部分电池片都无法处于正常工作状态，从而给周围正常运行的电池片带来一定的负载力，这会导致正常运行的电池片也达不到预期能量值，损失部分能量，同时非正常运行的电池片表面温度会有升高现象，这便是热斑效应，热斑效应会给光伏组件带来极大危害，受损严重的部分，太阳板表面升温十分快，严重者可能会引起部分组件的烧毁[3]，大大缩短了组件的使用寿命。
光伏发电技术在当今社会拥有很大一片市场，光伏电站，太阳能建筑，信号灯，航标灯等，在这些运用领域中，光伏组件必定会受高楼建筑，植被，灰尘沙土的影响，热斑效应必定会给光伏发电给来一定影响[4]，降低发电效率，为这些领域的高效率运转带来负面影响和阻碍，所以深入分析热斑效应的影响和对其的探索研究都有很重要的意义[5]。
第二章 太阳能电池工作原理及热斑效应
2.1 光伏产业发展
能源与环境问题是约束经济发展的两大重要因素，第一次工业革命和第二次工业革命使得石油天然气和煤炭成为主要能量来源，这类能量的燃烧给环境带来极大的负担，节能减排，绿色发展成为社会发展的首要任务。
太阳能无污染，储量大以及强大的再生性等优势使其成为最普遍的一种能源。自从贝尔实验室研制单晶硅电池开始，光伏技术就一直处于不断发展和创新阶段，秉持着可持续发展原则，该技术得到各国政府的支持，在全球广泛运用，尤其二十一世纪以来，短短十六年，全球装机容量提高四十个百分比。光伏产业是从欧洲发展过来的，德国最先颁布了《可再生能源法》，这一法律给德国的光伏产业奠定了一定的法律基础，在21世纪初，德国，意大利和西班牙三个国家是发展光伏产业最核心的地区，直到2011年欧债危机的出现，经济不济，欧盟国家削减补贴，削弱了欧洲的经济发展，光伏产业的发展也稍有停滞，发展呈缓慢趋势。2013年后，中日美三国发展赶追上来，成为光伏装机的主要供应领域，直到2016年，中国的光伏装机容量远远超过其他国家，欧洲市场已不再被光伏产业所依赖，而是趋向于全球化发展。中国的光伏产业通过不断地创新，已健全了完整的市场体系，建立了完整生产链，在全球占领先地位[6]。

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