A Hot Spot effektus kezelése fotovoltaikus modulokban
A fotovoltaikus modulokban a hot spot hatás gyakori probléma, amelyet számos tényező okoz, és vannak megfelelő megelőző intézkedések, amelyeket meg lehet tenni:
A Hot Spot effektus okai
- Árnyékolás: Ha a fotovoltaikus modul celláinak egy része árnyékolva van (levelek, por, madárürülék stb.), akkor ezek a cellák fordított torzítási állapotba kerülhetnek, áramot fogyasztva és helyi hőmérséklet-emelkedést okozva. Ez a felgyülemlett hő forró pontokat, potenciálisan károsító sejteket vagy kapszulázó anyagokat eredményezhet.1118
- Belső hibák: A cellákon belüli minőségi problémák, például belső hibák vagy rossz forrasztás szintén a hot spot hatáshoz vezethetnek. Ezek a problémák rendellenesen nagy ellenállást okoznak működés közben, ami megnövekedett energiafogyasztáshoz és helyi fűtéshez vezet.4
- Gyenge modultervezés: Ha a fotovoltaikus modulok kialakítása nem megfelelő, például egymáshoz közel elhelyezett cellák vagy helytelen elrendezés, az árnyékolást és forró pontok kialakulását okozhatja.111819
A Hot Spot effektus hatásai
- Csökkent modulteljesítmény: A hot spot hatás jelentősen csökkenti az árnyékolt cellák teljesítményét, ami befolyásolja a fotovoltaikus modul általános teljesítményét. A kísérleti adatok azt mutatják, hogy a hot spot hatások körülbelül 10%-val csökkenthetik a csúcsteljesítményt.2
- Biztonsági veszélyek: A hosszan tartó hot spot hatások felgyorsítják a modulok öregedését, és tüzet okozhatnak, ami biztonsági kockázatot jelent a fotovoltaikus erőművek számára.19
Megelőző intézkedések
- Telepítse a bypass diódákat
- Működési elv: Egy bypass dióda párhuzamosan van csatlakoztatva az egyes cellák mindkét végén. Amikor egy árnyékolt cella fordított előfeszítési állapotba kerül, a dióda vezet, rövidre zárva az árnyékolt részt, és csökkenti az átfolyó áramot, ezáltal csökkentve a hőtermelést.123
- Hatásellenőrzés: A szimulációk és a tényleges tesztek azt mutatják, hogy a bypass diódák felszerelése jelentősen csökkentheti a feszültséget az árnyékolt cellák mindkét oldalán, megakadályozva a túlzott áramáramlást és hatékonyan szabályozva a hot spot hatásokat. A kísérleti adatok azt mutatják, hogy beépített bypass diódák esetén az áramcsökkenés jelentős, és a maximális kimeneti teljesítménycsökkenés nem haladja meg az 5%-t.2
- Tervezze átgondolt fotovoltaikus rendszereket
- Távolság a tömbök között: A fotovoltaikus erőművek tervezésekor elengedhetetlen a megfelelő távolság beállítása a tömbök között a kölcsönös árnyékolás elkerülése érdekében.23
- Támasz magasság: Megfelelően tervezze meg a tartókeretek magasságát, különösen a növényzettel borított területeken. Rendszeres karbantartás szükséges az árnyékolást okozó túlnövekedés elkerülése érdekében.3
- Környező környezet: A fotovoltaikus erőművek tervezése és építése során vegye figyelembe a környező környezetet, nehogy az épületek árnyékolják a napelemsorokat.2
- Üzemeltetési és karbantartási menedzsment
- Rendszeres Tisztítás: Rendszeresen tisztítsa meg a fotovoltaikus modulok felületét a por és az ürülék eltávolítása érdekében, csökkentve ezzel a forró pontok előfordulását.23
- Hibafelismerés: Alkalmazzon infravörös érzékelést és elektromos méréseket a fotovoltaikus modulok működési állapotának rendszeres ellenőrzésére, és azonnal azonosítja és kezeli a forró pontok problémáit. Az infravörös érzékelés pontosan megfigyelheti a forró pontokat, és támogatja az automatikus jelentéskészítést, segítve a karbantartó személyzet döntéshozatalát.
- Innovatív megelőzési stratégiák
- Sorozaton belüli ellenállások: Az ellenállások cellasorokba történő bevezetése megoszthatja a hot spot cellák által tapasztalt fordított feszültséget, csökkentve az energiaveszteséget és a hőmérsékletet. A tervezett megelőző áramkör feszültségkomparátorokat, teljesítmény-MOSFET-eket, diódákat és feszültségosztó ellenállásokat tartalmaz a hot spot hatások hatékony szabályozására.7
- Optimalizálja a fotovoltaikus tömb topológiáját: A fotovoltaikus tömbök topológiájának optimalizálásával, például a kompatibilis napelem modulok sorba kapcsolásával vagy a tömb elrendezésének kapcsolóáramkörökön keresztüli átstrukturálásával, az árnyékoló hot spot hatások mérsékelhetők.4
Következtetés
A hot spot hatás hatékony megelőzése és ellenőrzése érdekében sokoldalú megközelítésre van szükség. A gyártóknak szigorúan kell irányítaniuk gyártási folyamataikat a kiváló minőségű cellák és modulok biztosítása érdekében; a felhasználóknak megbízható cellagyártókat kell választaniuk a beszerzés során; ésszerű elrendezést kell kialakítani az üzem tervezésében az árnyékolás elkerülése érdekében; és rendszeres tisztítást és ellenőrzést kell végezni a karbantartási irányítás során a hibák azonnali elhárítása érdekében.
Az innovatív stratégiák, mint például a soron belüli ellenállások és az optimalizált fotovoltaikus tömb topológiák, bár drágábbak, hatékonyabban szabályozhatják a hot spot hatásokat, növelve a fotovoltaikus rendszerek generálási hatékonyságát és megbízhatóságát.
