Cum apare fenomenul Hot-Spot?
-
Celule conectate în serie: Celulele fotovoltaice dintr-un panou sunt conectate în serie pentru a produce o tensiune mai mare. Într-o conexiune în serie, curentul total este limitat de celula care produce cel mai puțin curent.
-
Umbrire sau defect:
- Umbrire parțială: Când o celulă sau un grup de celule este umbrit de frunze, murdărie, zăpadă, clădiri, stâlpi sau alte obstacole, capacitatea sa de a genera curent scade drastic.
- Defecte de fabricație: O celulă poate avea un defect intern (microfisuri, conexiuni slabe) care îi reduce performanța.
- Deteriorare: O celulă poate fi deteriorată fizic în timpul transportului, instalării sau din cauza intemperiilor.
-
Comportament de sarcină (rezistor): Celula umbrită sau defectă nu mai produce curent eficient. În schimb, celelalte celule iluminate din același șir continuă să producă curent. Acest curent încearcă să treacă prin celula slab performantă. În loc să genereze energie, celula umbrită începe să se comporte ca o sarcină rezistivă (un consumator de energie).
-
Polarizare inversă: Când curentul generat de celulele iluminate este forțat să treacă prin celula umbrită, aceasta devine polarizată invers. Adică, tensiunea pe celula umbrită devine negativă, iar energia electrică este disipată în ea sub formă de căldură, în loc să fie generată.
-
Supraîncălzire localizată: Această disipare de energie sub formă de căldură într-o zonă mică a panoului duce la o creștere rapidă și semnificativă a temperaturii celulei afectate. Această zonă supraîncălzită este “punctul fierbinte” (hot-spot). Temperaturile pot ajunge la 100-200°C sau chiar mai mult, mult peste limitele de operare normale ale panoului.
Consecințe ale fenomenului Hot-Spot
- Deteriorarea permanentă a celulei: Căldura excesivă poate distruge structura internă a celulei, ducând la o pierdere permanentă a capacității de a genera energie.
- Delaminare: Stratul de etanșare (EVA) care protejează celulele se poate topi sau degrada, ducând la delaminarea panoului (separarea straturilor). Aceasta permite pătrunderea umezelii și a aerului, accelerând degradarea.
- Arsuri și decolorări: Suprafețele celulelor și ale stratului de încapsulare pot prezenta arsuri vizibile sau decolorări maronii/negre.
- Risc de incendiu: În cazuri extreme, temperaturile ridicate pot duce la aprinderea materialelor din panou, reprezentând un risc serios de incendiu.
- Reducerea duratei de viață a panoului: Chiar și hot-spot-urile minore, repetate în timp, pot reduce semnificativ durata de viață a panoului.
- Pierderi de putere: Pe lângă deteriorarea fizică, hot-spot-urile reduc drastic eficiența întregului panou și, implicit, a întregului sistem fotovoltaic.
Prevenirea și atenuarea Hot-Spot-urilor
- Diode Bypass: Acestea sunt cea mai importantă măsură de protecție. Diodele bypass sunt conectate în paralel cu grupuri de celule (de obicei 10-20 de celule). Când un grup de celule este umbrit și începe să se polarizeze invers, dioda bypass se activează și oferă o cale alternativă pentru curent, ocolind grupul afectat. Acest lucru previne acumularea de căldură și menține restul panoului funcțional.
- Curățare regulată: Îndepărtarea frunzelor, prafului, excrementelor de păsări și a altor obstacole care pot crea umbre.
- Design optim al sistemului: Evitarea umbririi pe cât posibil prin poziționarea corectă a panourilor și luarea în considerare a obstacolelor din jur (copaci, clădiri).
- Monitorizare: Utilizarea sistemelor de monitorizare a performanței panourilor poate ajuta la identificarea timpurie a problemelor de umbrire sau a celulelor defecte.
- Optimizatoare de putere/Microinvertoare: Aceste dispozitive, instalate la nivel de panou, pot gestiona individual performanța fiecărui panou, atenuând efectele umbririi și ale hot-spot-urilor mult mai eficient decât diodele bypass.
Inspectia panourilor dupa instalare : cereti firmei care v-a instalat sa faca o verificare cu camera cu termoviziune sau si camera cu electroluminiscenta.