一种光伏组件的户外EL检测装置和检测方法与流程

本发明涉及光伏组件领域，具体为一种光伏组件的户外el检测装置和检测方法。

背景技术：

1、在光伏发电的技术体系中，光伏组件扮演着核心角色，其品质和性能直接决定了光伏发电系统的效率和稳定性，对光伏组件进行的电致发光（el）检测，不仅是评估光伏组件质量和实现精密制造的关键技术之一，更被用于检测组件内部的缺陷、微裂纹等问题，同时在生产流程控制和产品质量检验方面也发挥着重要作用。

2、现有的用于电站的el装置通常是一个独立的近红外相机加上el电源，使用时将组件正负极与电源直接连接，通电后再通过相机拍摄el图像，然而，为了排除太阳辐射中的红外线干扰，需将光伏电站中的光伏组件从支架上拆卸，然后搬运至阴暗室内再进行el测试，因此，这将会严重影响测试效率，耗时耗力。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种光伏组件的户外el检测装置和检测方法，解决了目前将光伏组件拆卸并搬运到室内进行el测试的方式，比较耗时耗力的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种光伏组件的户外el检测方法，该方法包括如下步骤：

4、s1、将户外el检测装置各部件移动到与光伏组件相对应位置，将光伏组件断路设置，并通过近红外相机拍摄光伏组件以获得第一图像；

5、s2、将第一图像调整至近红外相机拍摄区域的中心，并根据第一图像的边长和拍摄区域的边长计算近红外相机和光伏组件的高度差，并调整高度差至高度差阈值内；

6、s3、将第一图像划分为若干个像素块，并根据各像素块的像素值是否均小于灰度值阈值判断遮光效果是否达标；

7、若是，则进入步骤s4；

8、若否，则返回步骤s1；

9、s4、将光伏组件的正负极与el电源连接，并将el电源的预设电流值设置为光伏组件的短路电流值，并通过红外相机拍摄光伏组件以获得el图像，并根据el图像识别光伏组件是否存在缺陷。

10、作为优选，在步骤s2中，具体包括如下步骤：

11、s21、调整第一图像位置，使第一图像位于近红外相机拍摄区域中心,并使第一图像中任一边均与近红外相机拍摄区域中相对应边平行；

12、s22、获取光伏组件四边的实际边长，以及第一图像中光伏组件的图像边长；

13、s23、获取光伏组件中任意两个相互垂直边的实际边长，以及相对应的图像边长；

14、s24、根据两个相互垂直边的实际边长以及相对应的图像边长，分别计算两个相互垂直边的第一倾角；第一倾角的计算公式为：

15、；

16、上式中，为选取的第一图像中光伏组件任一个相互垂直边的第一倾角，为第一图像中光伏组件的图像边长，为光伏组件中相对应边的实际边长；

17、s25、根据第一倾角是否大于倾角阈值判断近红外相机镜头角度是否需要进行调整；

18、若是，则调整近红外相机的镜头朝向角度使第一倾角为零，并返回步骤s21；

19、若否，则进入下一步；

20、s26、根据最新的第一图像中的图像边长和光伏组件的实际边长，计算近红外相机镜头高度是否位于高度差阈值内；

21、若是，则进入下一步；

22、若否，则返回步骤s21。

23、作为优选，在步骤s21中，具体包括如下步骤：

24、s211、测量第一图像中任一边与近红外相机拍摄区域相对应边的第一夹角；

25、s212、根据第一夹角使近红外相机的镜头转动至第一图像中任一边均与近红外相机拍摄区域中相对应边平行；

26、s213、测量第一图像中任一边与近红外相机拍摄区域中相对应边的第一距离；

27、s214、根据第一距离计算近红外相机镜头向数值较大的第一距离所对应第一图像中边的方向的第一调整距离；第一调整距离的计算公式为：

28、；

29、上式中，为近红外相机镜头向数值较大的第一距离所对应第一图像中边的方向的第一调整距离，和分别为第一图像中一组相互平行的边与近红外相机拍摄区域中相对应边的第一距离；

30、s215、判断第一图像中两组相互平行的边所对应的第一调整距离是否小于距离阈值；

31、若是，则进入下一步；

32、若否，则返回步骤s211。

33、作为优选，在步骤s25中，具体包括如下步骤：

34、s251、根据第一倾角是否大于倾角阈值判断近红外相机镜头角度是否需要进行调整；

35、若是，则进入步骤s252；

36、若否，则进入步骤s26；

37、s252、将近红外相机镜头在第一倾角所在平面上向任一方向旋转第一角度，并将该旋转方向标记为第一旋转方向；

38、s253、重复步骤s22～s24,以获得第一倾角更新后的第二倾角；

39、s254、根据第二倾角是否小于第一倾角判断是否将近红外相机镜头向第一旋转方向旋转，并使第二倾角为零，之后返回步骤s21；

40、若是，则将近红外相机镜头向与第一旋转方向相同方向旋转，并使第二倾角为零；

41、若否，则将近红外相机镜头向与第一旋转方向的反方向旋转，并使第二倾角为零。

42、作为优选，在步骤s26中，具体包括如下步骤：

43、s261、根据最新的第一图像中的图像边长和光伏组件的实际边长，计算近红外相机镜头与光伏组件的垂直距离；垂直距离的计算公式为：

44、；

45、上式中，表示近红外相机镜头与光伏组件的垂直距离，为最新的第一图像中光伏组件的图像边长，为光伏组件中相对应边的实际边长，表示近红外相机的焦距；

46、s262、获取光伏组件表面的倾斜角度和光伏组件的高度数据，并根据垂直距离计算红外相机镜头与光伏组件最高处的在重力线方向上的高度差；高度差的计算满足下列公式为：

47、；

48、上式中，表示红外相机镜头与光伏组件最高处的在重力线方向上的高度差，表示近红外相机镜头与光伏组件的垂直距离,表示光伏组件最高处的边和与其平行的边之间的实际距离，表示光伏组件表面的倾斜角度；

49、s263、根据高度差和高度差阈值计算近红外相机镜头在重力线方向上的第二调整距离，并返回步骤s21；第二调整距离的计算公式为：

50、；

51、上式中，表示近红外相机镜头在重力线方向上的第二调整距离，正值表示向上调整，负值表示向下调整，表示高度差阈值内的一个数值，表示红外相机镜头与光伏组件最高处的在重力线方向上的高度差。

52、作为优选，在步骤s3中，具体包括如下步骤：

53、s31、将第一图像转化为灰度图像，并将其划分为若干个像素块；

54、s32、统计各像素块中各个像素点的像素值，并计算像素块内各个像素点的平均像素值作为各像素块的像素值；各像素块的像素值的计算公式为：

55、；

56、上式中，表示像素块的像素值，表示像素块中第i个像素点的像素值，像素块中共有n个像素点；

57、s33、根据各像素块的像素值是否均小于灰度值阈值判断遮光效果是否达标；

58、若是，则进入步骤s4；

59、若否，则返回步骤s1。

60、本发明还提供了一种对光伏组件进行电致发光检测的户外el检测装置，包括用于拍摄光伏组件的el图像的近红外相机，以及用于为近红外相机供电的el电源，还包括用于安装近红外相机和el电源用于对光伏组件进行户外检测的遮光机构。

61、作为优选，所述遮光机构包括设置于地面的可移动的底座，底座顶部竖直设置有伸缩高度可调的伸缩杆，伸缩杆顶部固定有用于可调整的安装近红外相机的支架，支架上安装有水平展开大小可调的若干个支撑杆，若干个支撑杆上设置有用于遮挡光伏组件四周近红外光线的遮光帘。

62、与现有技术相比，本发明提供了一种光伏组件的户外el检测装置和检测方法，具备以下有益效果：

63、1、本发明通过可移动的户外el检测装置实现依次对各个光伏组件进行原地el检测的目的，通过遮光机构能够对不同大小和位置的光伏组件进行遮光，随后通过近红外相机对各个光伏组件拍摄el图像，通过搭配户外el检测方法，实现对近红外相机和光伏组件之间相对距离和相对角度的调整，随后进一步通过对遮光效果进行判断，以保证拍摄到的el图像能够用于后续的缺陷识别，完成对光伏组件的户外el检测目的，无需搬运光伏组件，更加方便高效。

64、2、本发明为了使拍摄的光伏组件的第一图像在拍摄区域内的比例较大，通过先将第一图像进行旋转摆正，以保证第一图像的边与拍摄区域的边平行，随后通过计算第一调整距离，使el检测装置带动近红外相机进行平移，以使第一图像位于拍摄区域中心。

65、3、本发明通过计算第一图像边长与实际的光伏组件的边长的比例，计算出近红外相机与光伏组件表面的垂直距离，随后通过测量光伏组件表面的倾斜角度，计算光伏组件与近红外相机在重力线方向上的高度差，随后通过高度差阈值范围内，从而进一步保证拍摄出的el图像的效果。

66、4.本发明通过计算像素块的像素值与灰度值阈值进行对比，以实现快速判断户外el装置对光伏组件的遮光效果是否合格，从而在保证遮光效果合格的情况下，再通过近红外相机拍摄光伏组件的el图像，以实现后续根据el图像判断光伏组件是否合格的目的。