Inhalt:
- Was sind Hot-Spot-Effekte?
- Wie wirken sich Hot-Spot-Effekte auf Solarmodule aus?
- Ursachen für Hot-Spot-Effekte
- Wie lassen sich Hot-Spot-Effekte vermeiden?
Was sind Hot-Spot-Effekte?
Der Hot-Spot-Effekt bezeichnet im Bereich der Solarmodule das Auftreten einer konzentrierten Überhitzung auf der Oberfläche einer einzelnen Solarzelle. Diese Erscheinung wird in der Regel durch die ungleichmäßige Verteilung des Sonnenlichts über das Solarmodul ausgelöst, ein Szenario, das auftritt, wenn ein bestimmter Abschnitt des Moduls im Schatten liegt oder weniger Sonnenlicht erhält als die umliegenden Bereiche.
Was sind Hot-Spot-Effekte?
Der Hot-Spot-Effekt kann dazu führen, dass sich Solarmodule lokal überhitzen, was ihre Effizienz verringert und möglicherweise Schäden verursacht. Die Einzelheiten sind im Folgenden aufgeführt:
1. Verminderter Wirkungsgrad: Wenn Hot Spots in Solarmodulen auftreten, steigt die lokale Temperatur an, was in der Regel zu einer Abnahme der Leistung der Solarzelle bei steigender Temperatur führt. Bei hohen Temperaturen wird die elektronische Leitfähigkeit der Solarzelle geschwächt, was die Effizienz der Zelle bei der Stromerzeugung beeinträchtigt.
2. Thermische Ausdehnung und Schrumpfung: Solarmodule unterliegen der Solarisation und der thermischen Ausdehnung, wenn sie längere Zeit dem Sonnenlicht ausgesetzt sind. Diese thermische Ausdehnung und Kontraktion der Oberfläche kann zu Ermüdung und Spannungen im Material der Module führen, was das Risiko von Rissen oder anderen strukturellen Problemen im Modul erhöht.
3. Beschädigung von Bauteilen: Heiße Stellen können durch hohe Temperaturen Schäden an elektronischen Bauteilen im Inneren des Solarmoduls verursachen, z. B. an Batterieanschlüssen, Kabeln usw. Die Beschädigung dieser Komponenten kann die Gesamtleistung des Moduls beeinträchtigen.
4. Die Lebensdauer wird durch thermische Belastung beeinträchtigt: Wenn Solarmodule über einen längeren Zeitraum hohen Temperaturen ausgesetzt sind, können sie häufigen thermischen Belastungen ausgesetzt sein. Diese thermische Belastung kann die Lebensdauer des Moduls verkürzen und damit seine Zuverlässigkeit in einem Solarsystem verringern.
Ursachen für Hot-Spot-Effekte
Ursachen für den Hot-Spot-Effekt können Abschattungen, Moduldefekte oder eine ungleichmäßige Alterung der Zelle sein, die zu lokal ungleichmäßigem Licht führt und bestimmte Bereiche überhitzt. Spezifische Ursachen sind im Folgenden aufgeführt:
1. Partielle Zelldegradation: Im Laufe der Zeit kann es aufgrund verschiedener Faktoren, wie z. B. einer ungleichmäßigen Sonneneinstrahlung, zu einer unterschiedlichen Alterung der einzelnen Solarzellen innerhalb eines Moduls kommen. Diese Diskrepanz in den Alterungsraten kann zu einem Ungleichgewicht in der Zellleistung führen und zur Bildung von Hot Spots beitragen, da bestimmte Zellen schneller abbauen als andere. Dies wirkt sich negativ auf den Gesamtwirkungsgrad des Solarmoduls aus.
2. Fehlanpassung von in Reihe geschalteten Modulen: In Solarmodulanlagen, bei denen die Module in Reihe geschaltet sind, können Unterschiede in den Spezifikationen der Module oder den Betriebsbedingungen zu einer ungleichmäßigen Stromerzeugung führen. Dieses Ungleichgewicht kann dazu führen, dass bestimmte Paneele mit niedrigeren Strömen arbeiten, was sie anfälliger für die Bildung von Hot Spots macht, insbesondere in Zeiten hoher Sonneneinstrahlung.
3. Nicht funktionierende Bypass-Dioden: Bypass-Dioden spielen eine entscheidende Rolle bei der Abmilderung der Auswirkungen von Abschattungen auf Solarmodule. Wenn diese Dioden aufgrund von Herstellungsfehlern oder Verschleißerscheinungen nicht richtig funktionieren, kann die wirksame Abschattungsminderung beeinträchtigt werden, was zu einer erhöhten Wahrscheinlichkeit von Hot Spots in schattigen Bereichen des Panels führt.
4. Unzureichende Belüftung: Eine unzureichende Belüftung um Solarmodule herum kann zu einem Hitzestau beitragen, insbesondere in wärmeren Klimazonen. Ein begrenzter Luftstrom behindert die Ableitung der bei der Energieumwandlung entstehenden Wärme und verschlimmert den Hot-Spot-Effekt. Daher ist eine sorgfältige Berücksichtigung der Belüftung bei der Konstruktion unerlässlich, um optimale Betriebstemperaturen zu gewährleisten.
5. Anomalien bei der Installation: Fehler bei der Installation, wie z. B. eine falsche Neigung oder Ausrichtung, können die Gleichmäßigkeit der Sonneneinstrahlung auf das Solarmodulfeld beeinträchtigen. Diese ungleichmäßige Belichtung kann zu einer lokalen Überhitzung führen, was die entscheidende Bedeutung präziser Installationspraktiken für die Verringerung des Risikos der Bildung von Hot Spots unterstreicht.
6. Durch Schatten verursachter Wärmestress: Einer der Hauptauslöser für Hot Spots auf Solarmodulen ist die Abschattung. Wenn ein Segment des Moduls verschattet ist, kann sich aufgrund der Reihenschaltung der Zellen eine erhebliche Sperrspannung an den verschatteten Zellen entwickeln. Dieses Phänomen führt zu einem Wärmestau, erhöhten Temperaturen und der anschließenden Bildung von Hot Spots. Darüber hinaus verringert die Abschattung den Gesamtwirkungsgrad des Moduls, da die abgeschatteten Zellen nicht die gleiche Strommenge erzeugen können wie ihre unbeschatteten Gegenstücke. Ein weiterer Faktor, der zu Hot Spots beiträgt, ist die Ansammlung von Verunreinigungen. Schmutz und Ablagerungen auf der Oberfläche des Panels können einen Teil des einfallenden Sonnenlichts blockieren, was zu einer verminderten Leistung und erhöhten Temperaturen führt. Verunreinigungen können auch die Wärmeableitung und den Luftstrom des Panels behindern.
7. Ungünstige Wetterbedingungen: In Zeiten erhöhter Temperaturen steigt die Gesamttemperatur des Solarmoduls an, wodurch Bereiche mit Fehlanpassungen oder Teilschatten anfälliger für Hot Spots werden. Diese Anfälligkeit ergibt sich aus den erhöhten Temperaturen, die die Wahrscheinlichkeit des Hot-Spot-Effekts verstärken. Umgekehrt kann es in kalten Klimazonen zu Schnee- und Eisbedeckung oder Vereisung kommen, wodurch teilweise beschattete und nicht angepasste Zellen anfälliger werden. Die geringere Sonneneinstrahlung unter solchen Bedingungen kann dazu führen, dass die Zellen mehr Wärme als Strom erzeugen. Darüber hinaus können starke Winde und vom Wind getragener Sand Partikel auf der Oberfläche der Module ansammeln, was zu einer lokalen Abschattung führt und den Hot-Spot-Effekt auslöst.
Wie lassen sich Hot-Spot-Effekte vermeiden?
1. Leistungsstarke Solarmodule wählen. Erstens können hocheffiziente Solarmodule die Sonneneinstrahlung effektiver in elektrische Energie umwandeln, was den Energieverlust verringert und damit die Schwere des Hot-Spot-Effekts mildert. Zweitens sind Hochleistungs-Solarmodule in der Regel weniger temperaturempfindlich, so dass sie auch in Umgebungen mit hohen Temperaturen einen hohen Wirkungsgrad bei der Energieumwandlung aufweisen, wodurch die negativen Auswirkungen des Hot-Spot-Effekts auf die Leistung gemildert werden. Deshalb ist es wichtig, ein Solarmodul mit hervorragender Leistung zu wählen, wie z. B. IBC-Module.
IBC-Solarmodule verringern die Wahrscheinlichkeit von Hot Spots auf der Moduloberfläche und verbessern so die Systemsicherheit. Wenn das Solarmodul beschattet wird, sorgt die einzigartige Rückseitenkontakttechnologie dafür, dass die positiven und negativen Metallelektroden auf der Rückseite weiterhin ordnungsgemäß fließen. Dadurch wird der Stirnwiderstand eliminiert, was die Möglichkeit von Hot Spots auf dem Solarmodul und die mit dem Kraftwerksbetrieb verbundenen Gefahren reduziert.
Die IBC-Solarmodule von Maysun Solar wurden bereits in verschiedene europäische Länder verkauft und haben gute Bewertungen erhalten! Die Kunden haben berichtet, dass sie von der Leistung und Zuverlässigkeit der IBC-Solarmodule von Maysun beeindruckt sind.
Die Verwendung von Solarmodulen, die mit integrierten Bypass-Dioden ausgestattet sind, ist zudem ein wirksames Mittel, um das Auftreten von Hot-Spot-Effekten zu verringern. Diese Vorsichtsmaßnahme verhindert die Bildung von Hot Spots, indem sie es dem Strom ermöglicht, die betroffenen Bereiche bei Defekten oder Abschattungen zu umgehen und so die Systemleistung zu erhalten. Alle von Maysun hergestellten Solarmodule sind mit internen Bypass-Dioden ausgestattet.
2. Optimale Ausrichtung und Montage von Solarsystemen: Die präzise Ausrichtung und optimale Neigung von Solarmodulen ist entscheidend, um das Sonnenlicht gleichmäßig auf die Solarzellen zu lenken und so Hotspot-Probleme zu vermeiden. Durch eine sorgfältige Anpassung der Ausrichtung und des Neigungswinkels der Solarmodule kann die Effizienz der Energiegewinnung des Solarsystems maximiert werden. Dieses optimierte Design sorgt für eine gleichmäßige Verteilung der Lichtenergie über die gesamte Oberfläche der Solarzelle und verhindert Schattenbildung und Überhitzung in bestimmten Bereichen. Folglich werden die Gesamtleistung und die Stabilität des Systems verbessert.
3. Kühlung durch Luftzirkulation: Heiße Stellen entstehen durch Wärmestau und verschiedene Faktoren, wobei ein eingeschränkter Luftstrom im Solarmodulsystem ein Faktor ist (z. B. durch Schutzabdeckungen). Um einen optimalen Systembetrieb zu gewährleisten, sind eine ausreichende Belüftung und Luftzirkulation unerlässlich, um eine Überhitzung der Module zu verhindern. Die Installation von Leistungsoptimierern erweist sich als wirksame Präventivmaßnahme, da sie die Stromerzeugung bei Bedarf automatisch drosseln und so ein stabiles Produktionsniveau gewährleisten.
4. Regelmäßige Reinigung der Solarmodule: Verschmutzte oder staubige Paneele sind anfälliger für den Hot-Spot-Effekt. Außerdem muss sichergestellt werden, dass Bäume, Blätter und andere Verunreinigungen das direkte Sonnenlicht nicht daran hindern, die Solarmodule zu erreichen, um die Nutzung der Lichtenergie zu maximieren. Durch die gemeinsame Anwendung dieser Methoden können Solarmodulsysteme wirksam vor Hot-Spot-Effekten geschützt werden, was ihre stabile und zuverlässige Leistung gewährleistet.
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