هات اسپات در پنلهای خورشیدی، اثرات و راهکارهای مقابله با آن

به گزارش برق نیوز، قابلیت تولید جریان اضافی توسط سلول‌های سالم، باعث بایاس (نحوه وصل کردن منبع ولتاژ به دیود) مستقیم سلول‌های سالم شده و چون در حالت اتصال کوتاه، ولتاژ دو سر مدار برابر صفر است، سلول معیوب بایاس معکوس می‌شود. بایاس معکوس شدن سلول معیوب، موجب می‌شود این سلول از حالت تولید کننده خارج شده و به یک مصرف کننده تبدل شود که انرژی مصرفی در آن بصورت گرما تلف می‌شود. در صورتی که تعداد سلول‌های سالم در مدار زیاد باشد، مقدار این ولتاژ معکوس در دو سر سلول معیوب بزرگ بوده و منجر به تلفات انرژی زیادی در آن خواهد شد. این تلفات شدید که در نقطه‌ای کوچک رخ می‌دهد منجر به داغ شدن موضعی پنل می‌شود که در اصطلاح به آن پدیده داغ شدن موضعی (هات اسپات) می‌گویند.
داغ شدن موضعی موجب صدمات جبران ناپذیری از جمله شکستن یا ترک خوردن شیشه و یا سلول، ذوب شدن لحیم‌ها و اتصالات، و خرابی سلول می‌شود.

پدیده هات اسپات در آرایه‌های خورشیدی
در نیروگاه‌های فتوولتائیک آرایه‌های برزگ خورشیدی، از اتصال سری موازی تعداد زیادی سلول خورشیدی تشکیل می‌شوند. ترکیب سری و موازی سلول‌ها ممکن است باعث بروز مشکلاتی در آرایه شود. یکی از این مشکلات، بروز حالت مدار باز در یکی از رشته‌ها است. در این حالت، جریان حاصله از جمع رشته‌ها در آن بلوک، از جریان سایر بلوک‌ها در آرایه کمتر می‌شود. این مسئله از نظر الکتریکی، مشابه وجود عدم تطابق درسلول‌های سری شده است؛ بنابراین حتی اگر مشخصات تمامی سلول‌ها یکسان بوده و هیچ گونه سایه‌ای روی قسمتی از سلول‌ها نیفتاده باشد، باز هم احتمال بروز عدم تطابق و پدیده داغ شدن موضعی در آرایه‌ها وجود دارد.

راه حل کنترل پدیده هات اسپات در سلول‌های خورشیدی

ساده‌ترین راه جهت کنترل این پدیده، اضافه کردن دیود بای پس به صورت موازی و با پلاریته مخالف به سلول خورشیدی می‌باشد. در حالت نرمال سلول بایاس مستقیم است در نتیجه دیود بایپاس بایاس معکوس است و جریانی از آن نخواهد گذشت. اگر سلول به خاطر وجود عدم تطابق در جریان اتصال کوتاه، بایاس معکوس شود، دیود بای پس تحت بایاس مستقیم قرار می‌گیرد و جریان را هدایت می‌کند. در نتیجه افت ولتاژ دو سر سلول معیوب فقط به اندازه ولتاژ دیود بوده و بدین ترتیب مانع اتلاف زیاد انرژی و وقوع پدیده داغ شدن موضعی خواهد شد. معمولا از یک دیود بای پس برای ۱۰ تا ۱۵ سلول استفاده خواهند نمود. به عنوان مثال برای یک پانل با ۳۶ سلول، ۳ عدد و گاهی ۲ عدد دیود بایپاس کار گذاشته می‌شود.

الزاما تمامی سازندگان از دیود بایپاس استفاده نمی‌کنند. در این صورت، باید مراقب بود تا پنل به مدت طولانی تحت شرایط اتصال کوتاه قرار نگیرد و نیز از سایه افتادن ساختمانها، درختان و یا پانل‌های دیگر بر روی آن جلوگیری به عمل آورد.

منبع:

http://pvcdrom.pveducation.org/MODULE/HotSpot.htm