پدیده داغ شدن موضعی در سلول های خورشیدی، اثرات و راه کارهای مقابله با آن

پدیده داغ شدن موضعی و یا به انگلیسی Hot spot Heating ، زمانی رخ می دهد که تعداد زیادی سلول خورشیدی با هم سری شده باشند و یک سلول به دلایلی مانند:

1- تفاوت های ناشی از ساخت سلول در کارخانه

2- افت کیفیت(مثلا ترک خوردگی های مویرگی)

3- 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 ...)

4- درجه حرارت بالاتر

پدیده داغ شدن موضعی در سلول های خورشیدی

پیامدهای بایاس معکوس شدن یک سلول :

در صورتی که تعداد سلول های 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 نقطه ای کوچک رخ می دهد منجر به داغ شدن موضعی پانل می شود که در اصطلاح به آن پدیده داغ شدن موضعی می گویند.

 

 پدیده داغ شدن موضعی در سلول های خورشیدی

 

پیامدهای داغ شدن موضعی در سلول های خورشیدی :

داغ شدن موضعی موجب صدمات جبران ناپذیری از جمله شکستن یا ترک خوردن شیشه و یا سلول، ذوب شدن لحیم ها و اتصالات، و خرابی سلول می شود.

 

پدیده داغ شدن موضعی در سلول های خورشیدی


تاثیر پدیده داغ شدن موضعی در آرایه های خورشیدی :

در نیروگاه های فتوولتائیک آرایه های بزرگ خورشیدی، از اتصال سری موازی تعداد زیادی سلول خورشیدی تشکیل می شوند. ترکیب سری و موازی سلول ها ممکن است باعث بروز مشکلاتی در آرایه شود.

یکی از این مشکلات، بروز حالت مدار باز در یکی از رشته ها است. در این حالت، جریان حاصله از جمع رشته ها در آن بلوک، از جریان سایر بلوک ها در آرایه کمتر می شود. این مسئله  از نظر الکتریکی، مشابه وجود عدم تطابق درسلول های سری شده است.
بنابراین حتی اگر مشخصات تمامی سلول ها یکسان بوده و هیچ گونه سایه ای روی قسمتی از سلول ها نیفتاده باشد، باز هم احتمال بروز عدم تطابق و پدیده داغ شدن موضعی در آرایه ها وجود دارد.

 

پدیده داغ شدن موضعی در سلول های خورشیدی


راه حل کنترل پدیده داغ شدن موضعی در سلول های خورشیدی :

ساده ترین راه جهت کنترل این پدیده، اضافه کردن دیود بای پس به صورت موازی و با پلاریته مخالف به سلول خورشیدی می باشد.

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 می گیرد و جریان را هدایت می کند. 

 

پدیده داغ شدن موضعی در سلول های خورشیدی

 

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 10 تا 15 سلول استفاده خواهند نمود.

الزاما تمامی سازندگان بخاطر کنترل هزینه ها و سادگی تولید، از دیود بای پس استفاده نمی کنند. در این صورت، باید مراقب بود تا سلول های خورشیدی به مدت طولانی تحت شرایط اتصال کوتاه قرار نگیرند و  هم چنین از سایه افتادن ساختمان ها، درختان و یا سلول های دیگر بر روی آن جلوگیری به عمل آورد. 

اطلاعات تکميلي