能源问题已经成为本世纪广泛关注的话题。近十几年来,光伏能源作为一种清洁可再生能源,在各国政府的倡导和扶持下得到了迅猛的发展。为了保证光伏发电系统长时间高效稳定的运行,人们在关注新型光伏电池开发的同时,如热斑效应、EVA黄变、隐裂等一系列影响光伏组件发电性能及寿命的不利因素也受到越来越多的重视。热斑效应是指光伏组件由于被遮挡或电池缺陷等原因,导致电池电流失配而发热的局部高温效应。热斑效应在光伏电池实际应用中非常普遍,其不仅导致组件发电效率下降,更会使组件封装材料熔化变形或烧毁,甚至引发火灾等不可逆损坏,严重威胁了光伏发电系统的稳定性与安全性。热斑测试也由此成为组件认证测试过程中的一项重要环节。分析热斑效应起因,检测出组件中有热斑效应安全隐患的电池,对于保证光伏组件性能与质量方面具有非常重要的实际意义。本文围绕晶硅组件热斑故障诊断展开研究。在掌握热斑效应故障机理和特性的基础上,开发了采用投影仪作为照射光源,针对单块组件的电流型热斑故障诊断系统。在此基础上,进一步改进开发了稳定性更高的电压型热斑故障诊断系统,并通过实验对其有效性进行了验证和分析。主要研究工作如下:(1)研究热斑效应故障机理和特性。根据热斑效应产生的现象,结合热斑故障电池的I-V输出特性,经过充足的相关试验,确认了结晶缺陷是导致组件旁路二极管失效,引发组件热斑效应的原因。(2)基于热斑故障电池的输出特性,提出了基于漏电流的晶硅组件热斑故障诊断方法,定义了一个热斑故障评估指数HSI(Hot Spot Index)。并以投影仪作为照射光源,通过Labview程序和DAQ数据采集器进行控制和测量,建立了针对单块组件的电流型热斑故障诊断系统,并通过试验对该系统的有效性进行了分析。(3)发现电流型热斑故障诊断系统在大面积光伏阵列诊断中,由于照射光源强度下降而失效后,通过对光伏电池输出特性随照射强度变化特性的分析,改善并提出了电压型热斑故障诊断方法,更新了 HSI计算公式。以Labview为开发平台,完成了电压型热斑诊断系统的搭建。且利用红外热像仪,调查分析该方法判断值和热斑温度的关系,确定了其阈值。(4)通过对大面积光伏阵列的实地测试,验证了电压型热斑故障诊断系统的有效性。