Naukowcy z Hiszpanii przetestowali moduły fotowoltaiczne w warunkach częściowego zacienienia, chcąc lepiej zrozumieć powstawanie gorących punktów pogarszających wydajność.Badanie ujawnia potencjalny problem dotyczący szczególnie modułów półogniwowych i dwustronnych, który może powodować przyspieszoną utratę wydajności i nie jest objęty obecnymi standardami testowania/certyfikacji.
W badaniu moduły paneli słonecznych celowo zacieniono, aby wywołać gorące punkty.
Przecięcie ogniw krzemowych na pół i umożliwienie im wytwarzania energii elektrycznej ze światła słonecznego padającego na obie strony to dwie innowacje, które umożliwiły zwiększenie uzysku energii przy niewielkich dodatkowych kosztach produkcji.W rezultacie obie te firmy szybko się rozwinęły w ciągu ostatnich kilku lat i obecnie stanowią główny nurt produkcji ogniw i modułów słonecznych.
Nowe badania, które znalazły się w gronie laureatów nagrody za plakat na festiwaluKonferencja UE PVSECktóre odbyło się w zeszłym miesiącu w Lizbonie, wykazało, że połączenie konstrukcji ogniw półciętych i dwustronnych może, pod pewnymi warunkami, przyczynić się do powstawania hotspotów i problemów z wydajnością.Autorzy badania ostrzegają, że obecne standardy testowania mogą nie umożliwiać wykrywania modułów podatnych na tego typu degradację.
Naukowcy pod kierownictwem hiszpańskiej firmy konsultingowej Enertis Applus zbadali części modułu fotowoltaicznego, aby obserwować jego zachowanie w częściowym zacienieniu.„Zmusiliśmy Shadowing do głębokiego zbadania zachowania jedno- i dwustronnych modułów półogniwowych, koncentrując się na tworzeniu się gorących punktów i temperaturach, jakie te punkty osiągają” – wyjaśnił Sergio Suárez, globalny menedżer techniczny w Enertis Applus.„Co ciekawe, zidentyfikowaliśmy lustrzane gorące punkty, które pojawiają się w pozycji odwrotnej do normalnych gorących punktów bez widocznych powodów, takich jak zacienienie lub pęknięcia”.
Szybsza degradacja
Badanie wykazało, że konstrukcja napięcia modułów półogniwowych może powodować rozprzestrzenianie się gorących punktów poza zacieniony/uszkodzony obszar.„Moduły półogniwowe przedstawiły intrygujący scenariusz” – kontynuował Suárez.„Kiedy pojawia się hotspot, wewnętrzna konstrukcja modułu z równoległym napięciem powoduje, że inne obszary, na które nie ma to wpływu, również tworzą hotspoty.Takie zachowanie może wskazywać na potencjalnie szybszą degradację modułów półogniwowych ze względu na pojawienie się zwielokrotnionych gorących punktów”.
Wykazano również, że efekt był szczególnie silny w modułach dwustronnych, które osiągały temperatury hotspotów nawet o 10°C wyższe niż w przypadku modułów jednostronnych objętych badaniem.Moduły testowano przez 30 dni w warunkach wysokiego natężenia promieniowania, zarówno przy zachmurzonym, jak i bezchmurnym niebie.Pełna publikacja badania ma wkrótce zostać opublikowana w ramach obrad wydarzenia EU PVSEC odbywającego się w 2023 r.
Według naukowców wyniki te ujawniają drogę do utraty wydajności, która nie jest dobrze uwzględniona w standardach testowania modułów.
„Pojedynczy gorący punkt w dolnej części modułu może wywołać wiele gorących punktów w górnej części, a które, jeśli nie zostaną rozwiązane, mogą przyspieszyć ogólną degradację modułu w wyniku podwyższonej temperatury” – powiedział Suárez.Zauważył ponadto, że może to nadać dodatkowe znaczenie czynnościom konserwacyjnym, takim jak czyszczenie modułów, a także rozplanowanie systemu i chłodzenie wiatrem.Jednak lepsze byłoby wczesne wykrycie problemu i wymagałoby nowych kroków w testowaniu i zapewnianiu jakości na etapie produkcji.
„Nasze odkrycia wskazują na potrzebę i możliwość ponownej oceny i ewentualnej aktualizacji standardów dla technologii półogniwowych i dwustronnych” – powiedział Suárez.„Niezbędne jest uwzględnienie termografii, wprowadzenie określonych wzorców termicznych dla półogniw i dostosowanie normalizacji gradientów termicznych do standardowych warunków testowych (STC) dla modułów dwustronnych”.
Czas publikacji: 17 października 2023 r