Jakie zadanie pełnią hotspoty w fotowoltaice?

Hotspoty w systemach fotowoltaicznych mogą stanowić poważny problem, o ile użytkownik instalacji nie ma świadomości ich występowania. Na szczęście nierzadko jest tak, że osoba, która podejmuje decyzję o zakupie i montażu paneli słonecznych, uzyskuje także informacje odnośnie ryzyka związanego z powstawaniem hotspotów na powierzchni modułów PV. Czym są hotspoty, jak powstają i dlaczego są niebezpieczne?

Tworzenie się hotspotów

Niekorzystne czynniki zewnętrzne lub wady modułów PV mogą prowadzić do sytuacji, w której niektóre ogniwa panelu przestają same wytwarzać energię elektryczną, a jednocześnie nadal przewodzą prąd pochodzący z pozostałych ogniw. Powstaje wówczas miejsce o podwyższonej temperaturze na powierzchni panelu, czyli tzw. hotspot.

Strefa ta obejmuje jedno lub kilka ogniw i w początkowej fazie powstawania może być wykryta jedynie przy pomocy kamery termowizyjnej. Wiedząc o jej istnieniu, zapobiec można obniżeniu napięcia w systemie i spadkom wydolności instalacji (stratom mocy), a nierzadko również trwałym uszkodzeniom modułu.

Przyczyny powstawania hotspotów

Hotspoty powstają najczęściej na panelach słonecznych niskiej jakości, które nie są zaopatrzone w odpowiednie zabezpieczenia. Oto niektóre z przyczyn tworzenia się hotspotów na modułach PV:

• zacienienie – źródłem zacienienia mogą być: komin, drzewa, sąsiadujące budynki, liście lub zanieczyszczenia na tafli paneli;
• defekt fabryczny – niektóre ogniwa posiadają wady fabryczne, lecz na szczęście instalacje fotowoltaiczne objęta są z reguły wieloletnią gwarancją;
• niewykrywalne mikropęknięcia – powstają podczas produkcji, transportu lub montażu i mogą z czasem przekształcić się w hotspot;
• niska jakość okablowania w panelach – niedokładne lutowania, obecność obwodów elektrycznych o wysokiej rezystancji.

Jak zapobiegać hotspotom na fotowoltaice?

Aby nie dopuścić do tworzenia się hotspotów należy podjąć próby eliminacji, choć niektórych z powyższych przyczyn. O ile użytkownik nie ma wpływu na powstawanie wad fabrycznych czy mikropęknięć w ogniwach, o tyle może zdecydować o zakupie wysokiej jakości sprzętu oraz zadbać przed montażem instalacji o pomiary, dotyczące ewentualnego zacienienia. Zaleca się wykonanie specjalistycznych symulacji zacienienia dachu w różnych porach roku, z uwzględnieniem elementów, mogących generować cień, takich jak komin, wystające okna dachowe, anteny itp.

Użytkownik może również wyeliminować zacienienie spowodowane zanieczyszczeniem powierzchni modułu liśćmi czy ptasimi odchodami. W tym celu powinien monitorować stan paneli i regularnie zlecać ich czyszczenie.

Dodatkowym elementem zabezpieczającym instalację fotowoltaiczną przed hotspotami jest inwestycja w panele wyższej jakości, produkowane przez sprawdzone firmy i wyposażone w specjalne diody bocznikujące, czyli bypassy obejściowe. Ich obecność w obwodzie pozwala na wyłączenie zacienionej części modułu PV jeszcze zanim się nagrzeje i zainicjuje powstanie hotspotu.