Наш сайт использует куки-файлы для статистической оценки и улучшения нашего предложения.
Защита данных
Optris
Вы здесь: Optris RUПримеры примененияСпециальные статьиИзмерение температуры солнечной индустрии

Примеры применения

Измерение температуры при изготовлении солнечных модулей

Использование тепловизоров при изготовлении солнечных элементов

Для почти любых производственных процессов  температура продукта и процесса являются важными физическими измеряемыми величинами. Это касается и производства изделий для оборудования выработки солнечной энергии. Благодаря новейшим разработкам в области тепловизоров и связанным с этим снижением цен промышленные инфракрасные камеры фирмы Optris всё больше применяются в процессах изготовления солнечных элементов.

При изготовлении и  проверке солнечных модулей в особенности возникает множество термических процессов. При визуализации термических процессов используется компактный и быстрый тепловизор optris PI 160 с целью контроля и регулирования производственного процесса.

Контроль температуры процесса пайки

При изготовлении солнечных модулей распределение температуры регистрируется на пластинах во время секционной пайки. Это гарантирует надёжность и эффективность процесса стыковки солнечных элементов. Регистрация температуры пайки осуществляется на кремниевой поверхности, которая примыкает к месту пайки. Таким образом можно определить качество однородности пайки.

Требования к контролю процесса пайки с одной стороны касаются достаточного локального разрешения, а с другой — временного разрешения, так как нагрев мест пайки может выполняться менее чем одну секунду. В качестве подходящего измерительного прибора хорошо себя показала инфракрасная камера optris PI 160 с разрешением детектора 160 x 120 пикселей, а также частотой повтора измерений 120 Гц по всему изображению.

Индукционный элемент на солнечном элементе в процессе секционной пайки                Подвод тепла в кремниевую пластину посредством пайки

Оба рисунка показывают пример индукционной пайки при изготовлении солнечных модулей. Сначала солнечный элемент попадает в область пайки. Над ним располагаются две металлические ленты, отмеченные белой стрелкой на левом рисунке, с помощью которых солнечный элемент запаивается. Затем индукционные нагревательные элементы опускаются на проволоку и прижимают её к солнечному элементу. За счёт образования поля индукции проволока нагревается и соединяется с металлическими контактами солнечного элемента. На правом рисунке можно чётко увидеть поток тепловой энергии в солнечном элементе. Здесь важно, чтобы не превышалась критическая температура пайки в кремнии. В противном случае имеется опасность растрескивания пластины вследствие внутренних напряжений.

Контроль температуры процессов ламинирования

Скриншот ПО optris PI Connect
Скриншот ПО optris PI Connect

Другой областью применения инфракрасной камеры optris PI 160 в фотоэлектрической энергетике является термический контроль процессов ламинирования, после того как отдельные пластины запаяны в одну секцию. Поддерживаемый термическим контролем технологический процесс позволяет максимально равномерно распределять температуру по поверхности панели как на стадии нагрева, так на стадии охлаждения. За счёт этого процесс ламинирования для солнечных элементов и плёнки ламинирования проходит с минимальной нагрузкой, при этом существенно снижается количество брака.

Функциональный контроль солнечных элементов

Инфракрасная термография бесконтактного измерения является незаменимым инструментом для надёжного функционального контроля солнечных элементов. Вариантом функциональной проверки является периодическое модулированное облучение солнечных элементов при одновременном контроле процесса с помощью тепловизора, термография с синхронным облучением (Illuminated Lock-In Thermography).

Термография с синхронным облучением

Схематичные условия проведения термографии с синхронным облучением

При проведении данного метода термографии созданное потоком света в элементе разделение зарядов на дефектных местах приводит к токам утечки. Они, в свою очередь, вызывают локально ограниченный нагрев элемента, который инфракрасной камерой optris PI 160 распознаётся как место перегрева. Структура этого метода термографии схематично показана на верхнем рисунке. Другим методом проверки является термография без синхронного облучения (Dark Lock-In Thermography). В этом случае солнечный элемент подключается к источнику напряжения, после чего элемент реагирует и на тепловое излучение. С помощью тепловизора на основании измеренных значений поверхностной температуры осуществляется локализация мест недостаточного качества.

Небольшой и быстрый тепловизор находит слабые места на солнечных модулях

Общие преимущества термографических камер

Представленные способы применения наглядно показывают преимущества бесконтактного термографического контроля:

  • Измерение температуры выполняется без воздействия на объект измерения или сам процесс
  • Температура может измеряться в ходе процесса на подвижных, трудно доступных объектах или объектах, нагретых до очень высокой температуры
  • Измерение выполняется в режиме реального времени, при котором температура может корректироваться в ходе процесса
  • Процесс документируется с помощью видеозаписей термических процессов и тепловых диаграмм, которые являются составной частью аудита по качеству

Современные термографические камеры отличаются очень компактной конструкцией и высокой частотой обновления изображения 120 Гц. Благодаря этому, возможно простое интегрирование этого надёжного метода проверки в текущий производственный процесс при одновременно коротком времени тестирования.