با توسعه سریع علم و فناوری، فناوری تولید برق فتوولتائیک به طور گسترده در داخل و خارج از کشور، در اشکال مختلف و در طیف وسیعی از مکانها، عمدتاً برای نیروگاههای فتوولتائیک زمینی در مقیاس بزرگ، ساختمانهای مسکونی و تجاری، سقفها، ادغام ساختمانهای فتوولتائیک، چراغهای خیابانی فتوولتائیک و غیره مورد استفاده قرار گرفته است. ساختمانها، سایه، دودکشها، گرد و غبار، ابرها و سایر اشیاء در نهایت مانع از کار ماژولهای خورشیدی در مکانهای خاص میشوند. در نتیجه، بسیاری نگران این هستند که چنین رویدادهایی چقدر به راندمان تولید برق سلولهای خورشیدی آسیب میرسانند و چگونه میتوان با آنها مقابله کرد.
در عمل، سلولهای خورشیدی معمولاً از ماژولهای متعددی تشکیل شدهاند که به صورت سری یا موازی به هم متصل شدهاند تا ولتاژ یا جریان مورد نظر را تولید کنند. برای دستیابی به راندمان تبدیل فتوولتائیک بالا، هر سلول در ماژول باید ویژگیهای مشابهی داشته باشد. در حین استفاده، ممکن است یک یا چند سلول، مثلاً به دلیل ترک، خرابی اتصالات داخلی یا سایه، با هم مطابقت نداشته باشند و در نتیجه بین ویژگیهای آنها و کل سیستم ناهماهنگی ایجاد شود.
تحت برخی شرایط، یک ماژول سلول خورشیدی سایهدار در یک مدار شاخهای سری به عنوان بار عمل میکند و انرژی تولید شده توسط سایر ماژولهای سلول خورشیدی را با نور مصرف میکند. ماژول سلول خورشیدی سایهدار در این مدت گرم میشود و منجر به اثر نقطه داغ میشود. این ضربه میتواند آسیب فاجعهباری به سلول خورشیدی وارد کند. سلولهای سایهدار میتوانند مقداری از انرژی تولید شده توسط سلولهای خورشیدی سبک را مصرف کنند. برای جلوگیری از آسیب دیدن سلول خورشیدی توسط اثر نقطه داغ، یک دیود بایپس را به صورت موازی بین ترمینالهای مثبت و منفی ماژول سلول خورشیدی وصل کنید. این کار از مصرف انرژی ایجاد شده توسط ماژول روشن شده با نور توسط ماژول سایهدار جلوگیری میکند.
درباره علل ایجاد نقطه داغ، منبع سلولهای مشکلساز، و اقدامات متقابل مربوطه.
جزء اساسی یک ماژول PV، سلول خورشیدی است. به طور کلی، ویژگیهای الکتریکی سلولهای خورشیدی مورد استفاده در هر ماژول باید مشابه باشد؛ در غیر این صورت، اثر نقطه داغ (hot spot effect) در سلولهایی با عملکرد الکتریکی ضعیف یا سلولهایی که در سایه قرار دارند (سلولهای مشکلدار) رخ میدهد.
برای جلوگیری از نقاط داغ، هر سلول باید به صورت موازی با یک دیود بایپس متصل شود؛ اگر باتری از کار بیفتد یا سلولها در سایه قرار گیرند، دیود بایپس سلولهای مشکلدار را بایپس خواهد کرد.
اتصال یک دیود به صورت موازی با هر سلول عملی نیست. معمولاً یک مجموعه شامل ۱۸ (۳۶ یا ۵۴ سلول به صورت سری) یا ۲۴ (۷۲ سلول به صورت سری) سلول به صورت سری با یک دیود به صورت موازی است.
این احتمال وجود دارد که اگر جریان تولید شده در این ۱۸ یا ۲۴ سلول ناهماهنگ باشد، یعنی وقتی یک سلول مشکل دار وجود دارد، جریان دو سر رشته باعث القای نقاط داغ روی سلول مشکل دار شود. اگر جریان از رشته ای به رشته دیگر متفاوت باشد، یک منحنی پله ای یا منحنی غیرعادی روی منحنی مشخصه ماژول با دیود بای پس متصل ظاهر می شود.
اگر عملکرد سلولهای خورشیدی درون ماژول ناپایدار باشد، مطمئناً نقاط داغ رخ خواهد داد. پدیده نقاط داغ را میتوان با استفاده از منحنی مشخصه خروجی ماژول و تصویربرداری مادون قرمز تشخیص داد.
اگر بینظمی عملکرد سلول خورشیدی در ماژول ناشی از افت راندمان پس از تضعیف نور سلول خورشیدی باشد، میتوانیم با استفاده از منحنی مشخصه خروجی ماژول و تصویربرداری مادون قرمز، وجود مشکل نقطه داغ را تشخیص دهیم. میتوانیم منحنی مشخصه خروجی ماژول را قبل و بعد از تضعیف مقایسه کنیم، و همچنین از تصویربرداری مادون قرمز برای مشاهده تغییرات آن قبل و بعد از تابش استفاده کنیم.
اگر ماژول به دیود بایپس متصل نباشد، حتی اگر سلول مشکلدار وجود داشته باشد، منحنی مشخصه خروجی ماژول نمیتواند منحنی پله را ببیند، اما جریان اتصال کوتاه باید کمتر از ماژول معمولی باشد، که نشان دهنده وجود پدیده نقطه داغ است.
