هات اسپات در پنل‌های خورشیدی، اثرات و راه کار‌های مقابله با آن
پدیده داغ شدن موضعی و یا به انگلیسی Hot spot Heating، زمانی رخ می‌دهد که تعداد زیادی سلول خورشیدی با هم سری شده باشند و یک سلول به دلایلی مانند: تفاوت‌های ناشی از ساخت سلول در کارخانه_ افت کیفیت (مثلا ترک خوردگی‌های مویرگی) _سایه افتادن (سایه ناشی از ساختمان ها، پوشش گیاهی اطراف یا غیره، افتادن برگ درختان روی پانل، آثار پرندگان، تیره شدن رنگ محفظه پانل و ...) _درجه حرارت بالاتر جریان کمتری داشته باشد. در اینحالت جریان کل مدار محدود به جریان حاصله از سلول معیوب خواهد بود.
به گزارش برق نیوز،پدیده داغ شدن موضعی و یا به انگلیسی Hot spot Heating، زمانی رخ می‌دهد که تعداد زیادی سلول خورشیدی با هم سری شده باشند و یک سلول به دلایلی مانند:
۱- تفاوت‌های ناشی از ساخت سلول در کارخانه
۲- افت کیفیت (مثلا ترک خوردگی‌های مویرگی)
۳- سایه افتادن (سایه ناشی از ساختمان ها، پوشش گیاهی اطراف یا غیره، افتادن برگ درختان روی پانل، آثار پرندگان، تیره شدن رنگ محفظه پانل و ...)
۴- درجه حرارت بالاتر
جریان کمتری داشته باشد. در اینحالت جریان کل مدار محدود به جریان حاصله از سلول معیوب خواهد بود. 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.
پیامد‌های بایاس معکوس شدن یک سلول:
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 پانل می‌شود که در اصطلاح به آن پدیده داغ شدن موضعی می‌گویند.
پیامد‌های داغ شدن موضعی در سلول‌های خورشیدی:
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.
تاثیر پدیده داغ شدن موضعی 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 داغ شدن موضعی 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 پانل به مدت طولانی تحت شرایط اتصال کوتاه قرار نگیرد و نیز از سایه افتادن ساختمانها، درختان و یا پانل‌های دیگر بر روی آن جلوگیری بعمل آورد.
۱- تفاوت‌های ناشی از ساخت سلول در کارخانه
۲- افت کیفیت (مثلا ترک خوردگی‌های مویرگی)
۳- سایه افتادن (سایه ناشی از ساختمان ها، پوشش گیاهی اطراف یا غیره، افتادن برگ درختان روی پانل، آثار پرندگان، تیره شدن رنگ محفظه پانل و ...)
۴- درجه حرارت بالاتر
جریان کمتری داشته باشد. در اینحالت جریان کل مدار محدود به جریان حاصله از سلول معیوب خواهد بود. 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.
پیامد‌های بایاس معکوس شدن یک سلول:
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 پانل می‌شود که در اصطلاح به آن پدیده داغ شدن موضعی می‌گویند.
پیامد‌های داغ شدن موضعی در سلول‌های خورشیدی:
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.
تاثیر پدیده داغ شدن موضعی 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 داغ شدن موضعی 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 پانل به مدت طولانی تحت شرایط اتصال کوتاه قرار نگیرد و نیز از سایه افتادن ساختمانها، درختان و یا پانل‌های دیگر بر روی آن جلوگیری بعمل آورد.
از ارسال دیدگاه های نا مرتبط با متن خبر، تکرار نظر دیگران، توهین به سایر کاربران و ارسال متن های طولانی خودداری نمایید.
لطفا نظرات بدون بی احترامی، افترا و توهین به مسئولان، اقلیت ها، قومیت ها و ... باشد و به طور کلی مغایرتی با اصول اخلاقی و قوانین کشور نداشته باشد.
در غیر این صورت، «برق نیوز» مطلب مورد نظر را رد یا بنا به تشخیص خود با ممیزی منتشر خواهد کرد.