Hot-spoty, czyli gorące punkty na panelach fotowoltaicznych stanowią realne i bezpośrednie zagrożenie dla wydajnego i efektywnego działania całej instalacji PV. Fotowoltaika, z racji swojego umiejscowienia, jest narażona na działanie czynników zewnętrznych, które mogą powodować powstawanie lub powiększanie się mikrouszkodzeń. W przypadku, gdy nie zostaną one w porę zauważone, mogą negatywnie oddziaływać na całą instalację fotowoltaiczną. Ogniwa z mikrouszkodzeniami znacznie obniżają efektywność paneli, a w skrajnych przypadkach doprowadzają nawet do samozapłonu. Czym jest hot-spot? Kiedy powstaje i się rozwija?
Przeczytaj także:
Czym są hot spoty na panelach fotowoltaicznych?
Pojęcie „hot spot” odnosi się do miejsc na panelach fotowoltaicznych, gdzie temperatura osiąga wyższe wartości niż na reszcie powierzchni danego modułu. Efekt hot spot PV może prowadzić do uszkodzeń poszczególnych ogniw, a w skrajnych przypadkach nawet całej instalacji fotowoltaicznej. Dlatego niezwykle ważne jest wczesne wykrycie tego problemu oraz powiadomienie specjalistów o zaistniałej sytuacji.
Powstawanie hot spotów jest często związane z występowaniem małych wad materiałowych lub innych mikrouszkodzeń paneli. Proces ten może być przyspieszony na różnych etapach:
podczas produkcji paneli – uszkodzenia mogą powstać na skutek działania środków chemicznych, wysokiej temperatury, czy też w wyniku uszkodzeń mechanicznych.
podczas montażu paneli – nieprawidłowy transport, chodzenie po modułach fotowoltaicznych lub zbyt duża siła użyta przy ich dokręcaniu może również przyczynić się do powstawania hot spotów,
podczas bieżącej eksploatacji – czynniki takie jak nieumiejętne mycie paneli również mogą powodować mikrouszkodzenia, które przyczyniają się do rozwoju gorących punktów.
Zjawisko hot spotów jest poważnym problemem w fotowoltaice, gdyż nie tylko obniża efektywność paneli, ale może też prowadzić do ich trwałego uszkodzenia. Regularne przeglądy i właściwa konserwacja instalacji fotowoltaicznej są więc niezwykle w zapobieganiu i wykrywaniu tego rodzaju problemów.
Kiedy rozwijają się hot-spoty na panelach fotowoltaicznych?
Ogniwa fotowoltaiczne z mikrouszkodzeniami są wyjątkowo podatne na rozwój punktów hot-spot, szczególnie gdy znajdują się w półcieniu. Naturalne powstawanie zacienienia ogniw może mieć miejsce, na przykład, gdy część modułu fotowoltaicznego jest zacieniona przez komin lub inny element infrastruktury dachowej bądź naziemnej. Dlatego istotne jest odpowiednie zaplanowanie montażu instalacji fotowoltaicznej, aby unikać trwałego zacienienia poszczególnych paneli. Punkty hot spot w panelach PV mogą być również efektem trwałych zabrudzeń, takich jak ptasie odchody czy inne naturalne zanieczyszczenia, które mogą przyklejać się do nich. Nieusunięty brud zwiększa ryzyko wystąpienia gorących punktów, szczególnie jeśli znajdą się na już uszkodzonym panelu.
W sytuacji, gdy część ogniwa pozostaje nieoświetlona, zaczyna przez nią przepływać prąd wsteczny, co prowadzi do jej nagrzewania się. Zacienione ogniwo nie produkuje prądu, ale go zużywa, co powoduje rozpraszanie energii wytwarzanej przez jego nieuszkodzone części. Skutkiem tego jest obniżenie efektywności całej instalacji oraz ryzyko gwałtownego wzrostu temperatury w miejscu hot spot, która może osiągnąć nawet 250 stopni Celsjusza. Takie sytuacje powodują nie tylko spadek wydajności instalacji fotowoltaicznej, ale także mogą stanowić zagrożenie dla bezpieczeństwa, wskazując na konieczność regularnego przeglądu i utrzymania czystości paneli.
Hot-spot Protect – co to jest?
Obecnie, występowanie „gorących punktów” na panelach fotowoltaicznych i ich skrajnie negatywnych skutków, takich jak samozapłon, jest rzadkością. Producenci modułów PV są świadomi zagrożeń związanych z tym zjawiskiem i podejmują odpowiednie działania w celu minimalizacji tego ryzyka. W odpowiedzi na problem gorących punktów, wprowadzone zostało oznaczenie Hot Spot Protect (HSP). Oznacza to, że w procesie kontroli jakości paneli uwzględniane jest ryzyko występowania tych punktów. Oznaczenie HSP świadczy o tym, że producent zadbał o odpowiednie zabezpieczenia, zmniejszając ryzyko wystąpienia gorących punktów.
Oprócz wyboru wysokiej jakości osprzętu fotowoltaicznego istotne jest również przestrzeganie zasad prawidłowej eksploatacji. Regularne i odpowiednie mycie paneli fotowoltaicznych jest jedną z kluczowych praktyk w celu zapewnienia ich długiej żywotności. Mycie powinno być przeprowadzane przy użyciu specjalistycznego sprzętu i najlepiej przez osoby z odpowiednim doświadczeniem. Nieprawidłowe ich czyszczenie może bowiem pogłębić istniejące uszkodzenia ogniw, co przyspiesza powstawanie gorących punktów i zwiększa ryzyko ich negatywnych skutków.
W jaki sposób można rozpoznać hot-spot w panelach fotowoltaicznych?
Czynniki zewnętrzne, tworząc gorące punkty, narażają instalację fotowoltaiczną na szereg ryzyk, które mają bezpośredni wpływ na jej wydajność. Pojawienie się punktów hot-spot może prowadzić do utraty efektywności modułu PV, co jest jednym z głównych skutków ich występowania. Postępuje wtedy również utrata mocy panela. Dodatkowo, moduły, na których znajdują się gorące punkty mogą ulegać szybszemu zużyciu, a w najgorszym przypadku istnieje ryzyko ich samozapłonu.
W celu wykrycia hot spotów w panelach fotowoltaicznych często stosuje się kamerę termowizyjną. Pozwala ona na zidentyfikowanie obszarów, które mają znacząco wyższą temperaturę w stosunku do reszty modułu. Badanie termowizyjne najlepiej przeprowadzać w słoneczny dzień, gdy moduły są w pełni nasłonecznione, a temperatura powietrza osiąga około 25 stopni Celsjusza. Gorący punkt w takich warunkach może być cieplejszy od pozostałej powierzchni o 15-20 stopni.
Obecność hot spotów może być również zauważalna wizualnie. Na powierzchni paneli mogą pojawiać się przebarwienia lub przepalenia, będące bezpośrednim efektem działania gorących punktów. Folia EVA, zabezpieczająca moduły, może ulec uszkodzeniu, gdy przekroczy swoją wytrzymałość na skutek nadmiernego nagrzewania się w określonych miejscach. W takiej sytuacji uszkodzone panele są łatwo widoczne. Zarówno badanie termowizyjne, jak i wizualna kontrola sprzętu są ważne w regularnym monitorowaniu stanu instalacji fotowoltaicznej, umożliwiając wczesne wykrycie i zapobieganie poważnym uszkodzeniom.
