基于近红外图像的太阳能电池故障检测

【摘要】：太阳能发电是近期发展起来的一种具有巨大潜力的新能源技术,而太阳能电池是其中的核心。当电池单元出现各种问题或故障时就会大大减少其使用价值,因此太阳能电池故障检测的方法具有很大的实用价值。当前工业界对于太阳能电池的故障检测方法基本上还是生产线上的目视检测以及伏安特性曲线的检测。尽管已经有文献报导了远红外图像处理、可见光图像处理等方法,但这些方法都有检测速度慢或检测的故障类型少等不足。 近红外图像法检测太阳能电池是近年来新发展的一种快捷的太阳能电池检测手段,其原理是利用硅太阳能电池在通电时发出波长1150nm的红外线,利用近红外摄像方法得到太阳能电池图像。由于此近红外图像能够包含太阳能电池的全部细节,故可据此探测太阳能电池故障情况。相比传统的方法,它具有可检测的故障类型全面、检测速度快等优点。本文工作是使用图像识别的手段分析太阳能电池的近红外图像,可以识别太阳能电池的碎片、隐裂、断栅、内阻差异等不同故障,使太阳能电池的检测效率有了较大的提高。 【关键词】：太阳能电池 近红外图像 图像处理 故障检测
【学位授予单位】：复旦大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TP391.41;TM914.4
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 第一章 引言7-14
• 1.1 太阳能光电技术的使用背景和意义7
• 1.2 太阳能光电应用中的晶体硅太阳能电池7-9
• 1.3 国内多晶硅太阳能电池产业生产工艺存在的问题9
• 1.4 传统的太阳能电池检测方法9-10
• 1.4.1 太阳能电池组件测试仪9
• 1.4.2 图像识别检测法9-10
• 1.4.3 一般性红外图像检测法10
• 1.5 近年来新发展起来的近红外检测法10-12
• 1.5.1 近红外检测法的原理10-12
• 1.5.2 近红外图像后期处理的现状12
• 1.6 论文的课题背景和主要研究内容12-14
• 第二章 太阳能电池组近红外图像的前期处理14-23
• 2.1 近红外图像的主要待处理问题14
• 2.2 桶形失真校正14-18
• 2.2.1 桶形失真来源及校正原理14-17
• 2.2.2 孔洞效应和消除17
• 2.2.3 桶形失真校正算法17
• 2.2.4 桶形校正的结果17-18
• 2.3 几何变形校正18-19
• 2.3.1 几何拉伸变形的原理18-19
• 2.3.2 几何变形校正的结果19
• 2.4 太阳能电池单个单元的提取19-23
• 2.4.1 太阳能电池单元提取的算法原理20
• 2.4.2 相关算法的具体实现20-21
• 2.4.3 原图像与模板图像的边缘增强21-22
• 2.4.4 单元提取的试验结果22-23
• 第三章 对四种主要故障类型的检测23-33
• 3.1 太阳能电池出现得主要故障23-24
• 3.2 碎片故障的表现及其检测24-27
• 3.3 断栅故障的表现及其检测27-29
• 3.4 隐裂故障的表现与检测29-30
• 3.5 内阻故障的表现与检测30-31
• 3.6 试验结果与统计31-33
• 第四章 总结与展望33-34
• 4.1 全文总结33
• 4.2 未来展望33-34
• 参考文献34-37
• 攻读硕士学位期间发表学术论文37-38
• 致谢38-39

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