技术文章
新闻资讯
INFORMATION CENTER
新闻资讯 技术文章 光伏热斑检测全解析:成因、红外定位与耐久验证
光伏热斑检测全解析:成因、红外定位与耐久验证
  • 1次
  • 2026-09-08
  • 来源:中科检测

光伏热斑,是组件中个别电池片处于反向偏置状态、由发电转为耗电发热,导致局部温度显著升高的异常现象。它是光伏电站运行中检出率最高的缺陷类型之一,也是组件功率衰减、封装老化和火灾事故的重要诱因。热斑检测解决的核心问题是:把发热异常找出来、找到发热的根因、判定组件还能不能用。

一、热斑是怎么形成的?

一块组件由多片电池串联而成,输出电流受整串中电流最小的电池限制。当某片电池被遮挡、损坏或自身性能偏弱时,它的发电能力低于整串工作电流,多余电流便强行流过该电池,使其进入反向偏置——此时它不再发电,而是像电阻一样把电能转化为热能,温度随之飙升。

常见诱因可分四类:

诱因类型具体情形说明
外部遮挡杂草、落叶、鸟粪、灰尘、积雪、周边建筑阴影最常见诱因,多为局部性、可消除
组件内部缺陷隐裂、电池失配、低效电池片隐蔽性强,外部难发现,持续发热
封装与互联失效焊带老化、虚焊、电池片碎片接触电阻增大,运行中逐渐显现
旁路二极管异常二极管失效或接线盒故障失去保护后热斑风险成倍上升

其中外部遮挡叠加内部缺陷的情况最危险:表面看是杂草挡了一角,实际遮挡下的电池因长期反向偏置已发生不可逆损伤,清除遮挡后热斑仍会存在。这也是热斑排查不能"只清遮挡不看组件"的原因。

二、热斑有什么危害?

热斑区域的温度可显著高于正常电池片,危害随持续时间逐步升级:

  • 封装材料老化:局部高温加速 EVA/POE 胶膜黄变、背板脆化,组件透光率与绝缘性能下降;

  • 焊带与互联失效:持续高温可致焊带熔断、焊点脱开,电池片彻底失联;

  • 玻璃与电池损伤:剧烈热应力下玻璃可能破裂,电池片裂纹扩展、碎片化;

  • 功率损失:发热电池"吃掉"整串输出,组件功率明显下降;

  • 安全风险:极端情况下封装材料碳化、起火,威胁电站安全。

热斑的危害还在于"隐蔽积累"——早期热斑温度不高、外观无异,不易被发现;等到玻璃发黄、背板鼓包甚至烧穿时,损失往往已经不可逆。定期红外检测是唯一能在早期发现热斑的常规手段。

三、热斑怎么查?红外热成像检测

热斑检测的主流手段是红外热成像——发热区域在红外图像上呈明显亮斑,可直观定位。作业方式分手持与无人机两类:

方式适用场景特点
手持红外热像仪屋顶电站、小规模排查、可疑组件近距离确认精度高、机动灵活,适合定点详查
无人机红外巡检大型地面电站、山地/水面电站大面积筛查效率高、覆盖广,适合首轮普筛

红外检测作业有严格的规范要求,关键判读要点包括:

  • 环境条件:宜在晴朗、辐照稳定、低风速时段作业,雨雾大风天气测温失真;

  • 相对温差而非绝对温度:热斑判定看的是缺陷区域与同工况正常组件之间的温差,单点绝对温度受环境辐射影响大,不能直接作为判据;

  • 同类横向比较:同组串、同朝向、同型号组件之间比较才有意义;

  • 结合可见光排除干扰:污渍、云影、反光都会造成误判,须以可见光影像交叉确认。

现场检测的设备要求、作业程序与结果判定依据 NB/T 11081-2023《光伏组件红外热成像(TIS)检测技术规范》及 IEC TS 62446-3 等现行标准执行;对汇流箱、逆变器等电气设备的发热诊断另有 DL/T 664-2025 等标准适用。无人机巡检的整体作业流程详见中科检测《光伏无人机巡检》一文。

四、红外发现热斑后,怎么确认和处理?

红外图像只能证明"这里热",不能直接回答"为什么热、组件还能不能用"。规范的处理链路是逐步确认:

  1. 可见光复核:确认是否外部遮挡或污渍——若是,先清理并在适当时段复测,排除后可消除;

  2. EL 电致发光确认:对持续热斑组件做 EL 检测,判断是否存在隐裂、断栅等内部缺陷——热斑是"果",隐裂往往是"因",EL 能看到根因(方法详见《光伏 EL 检测》《光伏隐裂检测》);

  3. I-V 功率复测:量化热斑造成的功率损失,判断组件是否仍满足合同或质保要求;

  4. 旁路二极管功能检查:验证二极管能否正常导通分流——二极管失效意味着组件失去热斑保护,即使当前热斑不严重也应安排处理;

  5. 分级处置:轻度热斑登记台账、跟踪温差变化;中度以上或伴隐裂的热斑组件,结合功率损失评估更换时机。

需要强调的是:旁路二极管只能限制热斑危害,不能消除热斑。它通过短路掉异常子串来保护组件,但二极管本身若长期过载也会失效。热斑组件的处理决策应基于红外 + EL + I-V 三项数据的综合判定。

五、出厂端怎么验证组件抗热斑能力?

热斑不只靠运行期"查出",更应在组件出厂前"验证抗住"。组件型式试验序列中包含专门的热斑考核项目:

  • 热斑耐久试验(MQT 09):属于 GB/T 9535.2-2025(等同采用 IEC 61215-2:2021)设计鉴定试验序列。试验通过遮蔽特定电池使组件处于最不利热斑状态,长时间运行后检查组件是否出现焊带熔化、封装退化、功率超限衰减等失效,验证组件在最坏热斑工况下的耐受能力。试验程序按电池技术类型区分,对组件内部互联结构(每串电池数、旁路二极管配置)有明确对应要求。

  • 旁路二极管热测试(MQT 18):考核旁路二极管在接线盒实际装配状态下的热性能,确保其在热斑导通工况下能可靠工作而不烧毁。

  • 接线盒安全标准 IEC 62790:接线盒及其内部旁路二极管有独立的组件级安全与测试标准,与组件级测试互为补充。

组件采购方在招标与到货环节,可要求供应商提供含热斑耐久试验在内的型式试验报告,作为组件抗热斑能力的形式证据;已投运组件则通过定期红外巡检覆盖。两端结合,才是完整的热斑风险管理。

FAQ

Q:热斑和隐裂是什么关系?A:隐裂是电池片内部裂纹,是热斑的重要成因之一;热斑是隐裂等缺陷发展到一定程度的"发热表现"。EL 能发现早期隐裂,红外能发现已成热斑,两者互补。

Q:组件有热斑还能继续用吗?A:轻度热斑(温差小、无内部缺陷)清理诱因后可继续运行并跟踪;中度以上热斑或伴隐裂、二极管失效的组件存在安全风险,建议及时更换。

Q:为什么清理了遮挡,热斑还在?A:长期遮挡已使电池片发生不可逆损伤,遮挡只是诱因、损伤已成事实。这类组件需 EL 确认损伤程度后决定去留。

Q:热斑检测多久做一次?A:在运电站常见每年 1~2 次红外巡检;冰雹、台风、强降雪等特殊事件后应立即补检;发电量异常时随时排查。

Q:普通热像仪拍的照片能证明热斑吗?A:不能作为有效证据。热斑判定需要规范的红外检测作业与温差分析,具备 CMA/CNAS 资质的第三方机构出具的报告才具有证明力。

中科检测热斑检测能力

中科检测具备 CMA/CNAS 资质,提供光伏组件热斑红外检测与缺陷确认服务,覆盖手持红外详查、无人机大面积筛查、热斑组件 EL 复测与 I-V 功率评估,检测依据 NB/T 11081-2023、IEC TS 62446-3、DL/T 664-2025 等现行标准执行,红外热像仪与 EL 检测设备均在校准有效期内,数据可溯源。热斑检测可与组件 EL 检测、功率测试及电站验收检测联合开展,为组件更换决策、质保主张与电站安全运行提供完整技术依据。