Gdzie można kupić najbardziej efektywne panele fotowoltaiczne w Polsce? Gdzie w Polsce można znaleźć najlepszej jakości moduły fotowoltaiczne? Nasze moduły słoneczne są w pełni certyfikowane przez TUV NORD i oferujemy 12 lat gwarancji na nasze panele słoneczne.
Gdzie można kupić najbardziej efektywne panele fotowoltaiczne w Polsce? Gdzie w Polsce można znaleźć najlepszej jakości moduły fotowoltaiczne? Nasze moduły słoneczne są w pełni certyfikowane przez TUV NORD i oferujemy 12 lat gwarancji na nasze panele słoneczne.
broken image
Maysun Solar
  • O Nas 
    • O nas
    • Historia Maysun Solar
    • Technologia Maysun
    • Nasze projekty
    • Recenzja YouTube
  • Do pobrania 
    • Certyfikaty
    • Instrukcja Instalacji
    • Kontrola Jakości
    • broszura firmowa
  • Produkty 
    • Panel Słoneczny IBC
    • Panel Słoneczny HJT
    • Seria N-TOPCon
    • Kit Plug & Play
  • Blog 
    • Fotowoltaika cena
    • O fotowoltaice
    • Wiadomości branżowe
    • Aktualności Maysun Solar
  • Kontakt 
    • Skontaktuj się z nami
    • Zostań agentem Maysun Solar
    • Dołącz do nas
    • Grupa Maysun na Facebooku
  • …  
    • O Nas 
      • O nas
      • Historia Maysun Solar
      • Technologia Maysun
      • Nasze projekty
      • Recenzja YouTube
    • Do pobrania 
      • Certyfikaty
      • Instrukcja Instalacji
      • Kontrola Jakości
      • broszura firmowa
    • Produkty 
      • Panel Słoneczny IBC
      • Panel Słoneczny HJT
      • Seria N-TOPCon
      • Kit Plug & Play
    • Blog 
      • Fotowoltaika cena
      • O fotowoltaice
      • Wiadomości branżowe
      • Aktualności Maysun Solar
    • Kontakt 
      • Skontaktuj się z nami
      • Zostań agentem Maysun Solar
      • Dołącz do nas
      • Grupa Maysun na Facebooku
WhatsApp
Gdzie można kupić najbardziej efektywne panele fotowoltaiczne w Polsce? Gdzie w Polsce można znaleźć najlepszej jakości moduły fotowoltaiczne? Nasze moduły słoneczne są w pełni certyfikowane przez TUV NORD i oferujemy 12 lat gwarancji na nasze panele słoneczne.
Gdzie można kupić najbardziej efektywne panele fotowoltaiczne w Polsce? Gdzie w Polsce można znaleźć najlepszej jakości moduły fotowoltaiczne? Nasze moduły słoneczne są w pełni certyfikowane przez TUV NORD i oferujemy 12 lat gwarancji na nasze panele słoneczne.
broken image
Maysun Solar
  • O Nas 
    • O nas
    • Historia Maysun Solar
    • Technologia Maysun
    • Nasze projekty
    • Recenzja YouTube
  • Do pobrania 
    • Certyfikaty
    • Instrukcja Instalacji
    • Kontrola Jakości
    • broszura firmowa
  • Produkty 
    • Panel Słoneczny IBC
    • Panel Słoneczny HJT
    • Seria N-TOPCon
    • Kit Plug & Play
  • Blog 
    • Fotowoltaika cena
    • O fotowoltaice
    • Wiadomości branżowe
    • Aktualności Maysun Solar
  • Kontakt 
    • Skontaktuj się z nami
    • Zostań agentem Maysun Solar
    • Dołącz do nas
    • Grupa Maysun na Facebooku
  • …  
    • O Nas 
      • O nas
      • Historia Maysun Solar
      • Technologia Maysun
      • Nasze projekty
      • Recenzja YouTube
    • Do pobrania 
      • Certyfikaty
      • Instrukcja Instalacji
      • Kontrola Jakości
      • broszura firmowa
    • Produkty 
      • Panel Słoneczny IBC
      • Panel Słoneczny HJT
      • Seria N-TOPCon
      • Kit Plug & Play
    • Blog 
      • Fotowoltaika cena
      • O fotowoltaice
      • Wiadomości branżowe
      • Aktualności Maysun Solar
    • Kontakt 
      • Skontaktuj się z nami
      • Zostań agentem Maysun Solar
      • Dołącz do nas
      • Grupa Maysun na Facebooku
WhatsApp
Gdzie można kupić najbardziej efektywne panele fotowoltaiczne w Polsce? Gdzie w Polsce można znaleźć najlepszej jakości moduły fotowoltaiczne? Nasze moduły słoneczne są w pełni certyfikowane przez TUV NORD i oferujemy 12 lat gwarancji na nasze panele słoneczne.

Sezon wysokiego ryzyka zacienienia i zanieczyszczeń: Jak liście i odchody ptaków wywołują gorące punkty w modułach fotowoltaicznych?

· O fotowoltaice

Spis treści

1. Wstęp

2. Jak powstają gorące punkty w modułach fotowoltaicznych?

3. Jakie zanieczyszczenia najczęściej wywołują gorące punkty w modułach fotowoltaicznych?

4. Jak duży wpływ mają gorące punkty na systemy fotowoltaiczne?

5. Jak rozpoznawać i usuwać gorące punkty?

6. Jak systematycznie zapobiegać gorącym punktom w systemach fotowoltaicznych?

Wstęp

Z nadejściem jesieni i zimy zarówno systemy fotowoltaiczne w przedsiębiorstwach, jak i w gospodarstwach domowych są coraz częściej narażone na zacienienie spowodowane zanieczyszczeniami. Powszechne osady, takie jak odchody ptaków, nagromadzenie liści czy warstwy kurzu, mogą prowadzić do nieoczekiwanych skutków. Dlaczego lokalne zacienienie powoduje nagrzewanie się całego modułu? Jak to możliwe, że niewielka plama zabrudzenia wpływa na efektywność całej elektrowni słonecznej?

W porównaniu do ulewnych deszczy i wysokich temperatur, gorące punkty wywołane przez zanieczyszczenia i zacienienie są bardziej ukryte i łatwiej je przeoczyć. Mogą nie powodować natychmiastowych uszkodzeń, ale z czasem generują narastające naprężenia termiczne, prowadząc do spadku wydajności, pękania szkła, a nawet awarii modułu. Gdy pojawiają się anomalie w produkcji energii, przyczyny często trudno jest ustalić.

Problem gorących punktów spowodowanych przez zanieczyszczenia i zacienienie nie jest przypadkowy, lecz stanowi ryzyko strukturalne. Bez wczesnej identyfikacji i zaprojektowanych środków zapobiegawczych, problem ten będzie się powtarzał w okresach o wysokiej częstości występowania, negatywnie wpływając na bezpieczeństwo działania systemu fotowoltaicznego oraz jego efektywność energetyczną.

1. Jak powstają gorące punkty w modułach fotowoltaicznych?

Gorące punkty to obszary w module fotowoltaicznym, w których lokalne ogniwa ulegają nadmiernemu nagrzewaniu, powodując nieprawidłowy wzrost temperatury. Ich przyczyną nie jest sama temperatura, lecz zacienienie. Gdy zabrudzenia, takie jak odchody ptaków czy liście, pokrywają ogniwo, obszar ten nie może prawidłowo generować energii elektrycznej, przepływ prądu jest ograniczony, a ogniwo przechodzi w stan reverse bias, zmieniając się z jednostki wytwarzającej prąd w jednostkę go pobierającą. Powoduje to lokalne nagrzewanie i powstawanie gorącego punktu.

Problem nie ogranicza się jednak do pojedynczego ogniwa. Aby zwiększyć napięcie wyjściowe, w module zwykle łączy się szeregowo od 60 do 100 ogniw, a wiele modułów łączy się dalej w łańcuchy (stringi). Jeśli choć jedno ogniwo ma ograniczony przepływ prądu, prąd w całym łańcuchu spada proporcjonalnie. Nawet jeśli zacienienie pokrywa tylko około 5% powierzchni modułu, spadek mocy może przekroczyć 30%. Im bardziej skoncentrowane zacienienie i większy prąd, tym szybciej powstaje gorący punkt, a wzrost temperatury jest większy.

Dioda bocznikowa może załączyć się przy nasilającym się zacienieniu i odłączyć obszar o nieprawidłowym działaniu od obwodu. Jednak do jej uruchomienia potrzebne jest odwrócone napięcie w zakresie 0,5–0,7 V. W przypadku silnie skoncentrowanego zacienienia, takiego jak odchody ptaków, gorące punkty pojawiają się często zanim dioda bocznikowa zareaguje. Jeśli konstrukcja modułu lub warunki pracy nie są odpowiednio dobrane, gorące punkty będą występować powtarzalnie, mogąc powodować długoterminowe ryzyko, takie jak uszkodzenia laminatu, przepalenia lutów czy nawet pęknięcia szkła.

Jak powstają gorące punkty w modułach fotowoltaicznych?

2. Jakie zanieczyszczenia najczęściej wywołują gorące punkty w modułach fotowoltaicznych?

Odchody ptaków

Odchody ptaków są najbardziej typowym i ryzykownym źródłem powstawania gorących punktów w systemach fotowoltaicznych. Kluczowy problem nie tkwi w powierzchni zacienienia, lecz w jego koncentracji i całkowitej nieprzezroczystości. Mała plama odchodów, która całkowicie zakrywa pojedynczą ogniwo, może powodować poważne zablokowanie prądu w obwodzie szeregowym.

W modułach fotowoltaicznych wszystkie ogniwa są połączone szeregowo, a prąd musi być jednolity. Zacienienie przez odchody uniemożliwia prawidłową fotowoltaiczną produkcję prądu w zakrytym ogniwie, podczas gdy prąd szeregowy jest nadal wymuszony. Powoduje to przejście zakrytego ogniwa w stan polaryzacji wstecznej i powstanie gorącego punktu.

Dodatkowo, odchody ptaków mają niską przewodność cieplną, a po odparowaniu wilgoci pozostaje stała substancja organiczna, która bardzo słabo oddaje ciepło, co prowadzi do silnej koncentracji ciepła. Zgodnie z danymi z inspekcji DNV lokalny wzrost temperatury w obszarze pokrytym odchodami wynosi zwykle od 35°C do 70°C, znacznie więcej niż w przypadku innych zanieczyszczeń. Już jedno ogniwo całkowicie zakryte (około 2% powierzchni modułu) może spowodować spadek mocy całego modułu o 25% do 30% i szybko wywołać wyraźny efekt gorącego punktu.

Odchody ptaków

Zanieczyszczenia liśćmi

Ryzyko gorących punktów spowodowanych liśćmi różni się od tego związanego z odchodami ptaków i zależy od kształtu pokrycia oraz czasu trwania zacienienia. Pojedynczy liść zazwyczaj przepuszcza pewną ilość światła (około 20%–40%). Gdy liście są rozproszone, spadek nasłonecznienia powoduje obniżenie efektywności, ale prąd w module pozostaje wyrównany, więc gorące punkty rzadko się pojawiają.

Jednak gdy liście się gromadzą, szczególnie w stanie wilgotnym, przepuszczalność światła gwałtownie spada poniżej 10%. Wtedy wiele ogniw w zacienionym obszarze przechodzi w stan słabej produkcji lub całkowitego zaniku generacji, prąd lokalny nie może przepłynąć, co powoduje polaryzację wsteczną. W raporcie IEA PVPS Task 13 wskazano, że szczególnie w środkowej części modułu aktywacja diody bocznikowej może być opóźniona, powodując lokalny wzrost temperatury od 20°C do 40°C.

To ryzyko jest wyraźnie sezonowe. Jeśli liście nie zostaną usunięte na czas, nagromadzone liście mogą tworzyć wiele rozproszonych gorących punktów, co wpływa na bezpieczeństwo pracy całego stringu.

Zanieczyszczenia liśćmi

Zanieczyszczenia pyłem

Główne ryzyko związane z pyłem nie polega na powstawaniu gorących punktów, lecz na stopniowym spadku ogólnej efektywności produkcji energii. W odróżnieniu od odchodów ptaków i liści, pył charakteryzuje się równomiernym pokryciem, co wpływa na ogólną intensywność promieniowania.

W warunkach równomiernego osłabienia światła prąd fotowoltaiczny wszystkich ogniw spada synchronicznie, prąd pozostaje wyrównany, więc nie powstają lokalne polaryzacje wsteczne. Oznacza to, że nawet gdy pył pokrywa od 80% do 90% powierzchni, nie wywołuje to bezpośrednio gorących punktów. Termowizyjne badania zazwyczaj pokazują, że różnica temperatur spowodowana przez pył nie przekracza 5°C.

Badania NREL dotyczące strat związanych z zabrudzeniem modułów wykazują, że pył powoduje zazwyczaj spadek produkcji systemu o 3%–7%. Gdy pył występuje razem z odchodami ptaków lub mchem w tym samym miejscu, lokalne gorące punkty mogą się pojawić, mając długoterminowy wpływ na efektywność.

 Zanieczyszczenia pyłem

Zanieczyszczenia mchem

Niebezpieczeństwo związane z mchem wynika z jego stałej lokalizacji, długiego czasu utrzymywania się oraz wysokiego zatrzymywania ciepła. Mech zwykle rośnie w miejscach zalegającej wody na obrzeżach modułu, tworząc półtrwałe lokalne zacienienie, które nie wykazuje wyraźnej sezonowości.

Mechanizm elektryczny jest podobny do tego przy odchodach ptaków — w obszarze pokrytym mchem generacja prądu jest stale ograniczona, natomiast prąd szeregowy jest wymuszony, co powoduje trwałą polaryzację wsteczną. Dodatkowo wysoka zawartość wody w mchu i słaba przewodność cieplna powodują stałe gromadzenie się ciepła w lokalnym obszarze.

Badania termowizyjne przeprowadzone przez TÜV Rheinland wskazują, że wzrost temperatury ogniw pod mchem zwykle mieści się w przedziale od 25°C do 35°C. Takie chroniczne gorące punkty nie tylko obniżają produkcję energii, ale także przyspieszają starzenie laminatu, przepalanie lutów, a nawet mogą prowadzić do powstawania mikropęknięć w szkle.

Zanieczyszczenia mchem

3. Jak duży wpływ mają gorące punkty na systemy fotowoltaiczne?

Spadek mocy: ciągły spadek wydajności

Gorące punkty są głównym czynnikiem powodującym stały spadek mocy w modułach fotowoltaicznych. Gdy pojedyncze ogniwo przechodzi w stan polaryzacji wstecznej, przestaje produkować energię i zamiast tego staje się stałym odbiornikiem mocy. Powoduje to nie tylko lokalne uszkodzenia, ale dzięki połączeniu szeregowemu szybko wpływa na cały łańcuch. Ograniczenie prądu w jednym ogniwie wymusza spadek prądu w całym łańcuchu, co znacząco obniża moc modułu.

Nawet jeśli zacienienie dotyczy zaledwie 2%–5% powierzchni modułu, spadek mocy zwykle wynosi 20%–35%. Przy obecności wielu gorących punktów moc całego łańcucha może spaść nawet o ponad 40%. Ten spadek nie jest przypadkowy, lecz narasta wraz z sezonowym powtarzaniem się zanieczyszczeń i zacienienia, stopniowo degradując długoterminową wydajność systemu.

Co ważniejsze, przy wielokrotnym występowaniu gorących punktów roczny spadek produkcji energii w systemie fotowoltaicznym zwykle wynosi 5%–10%. Lokalny, niewielki problem może przekształcić się w ciągłą utratę wydajności na poziomie łańcucha lub całego systemu, a także wywołać wtórne usterki elektryczne.

Spadek mocy: ciągły spadek wydajności

Uszkodzenia laminatu: przyspieszona degradacja materiału

Stałe wysokie temperatury powodowane przez gorące punkty są główną przyczyną przyspieszonego starzenia się laminatu modułu. Lokalna temperatura utrzymująca się powyżej 60°C przez dłuższy czas wyzwala proces starzenia termicznego materiałów laminatu. Początkowo pojawia się żółknięcie i zaburzenia sieciowania, następnie powstawanie pęcherzyków i delaminacja, co prowadzi do nieodwracalnego ciągu degradacji materiałów.

Delaminacja powoduje utratę funkcji ochronnych konstrukcji oraz stopniowy spadek przepuszczalności światła. Pęcherze w obszarze gorącego punktu powiększają się, tworząc drogi dla pary wodnej. Korozja wywołana przez wilgoć dodatkowo pogarsza zmęczenie lutów i pękanie przewodów, co przyspiesza degradację materiałów i awarie elektryczne.

Testy starzenia gorących punktów przeprowadzone przez TÜV Rheinland i NREL pokazują, że pęcherze i delaminacja pojawiają się zwykle w ciągu 12–24 miesięcy pod wpływem gorących punktów, znacznie wcześniej niż naturalne starzenie modułów, które wynosi 8–10 lat. Co gorsza, uszkodzenia laminatu wywołane gorącymi punktami często zaczynają się od wnętrza i nie są widoczne na zewnątrz, ostatecznie obniżając właściwości optyczne, stabilność konstrukcji oraz długoterminową zdolność do produkcji energii.

Usterki elektryczne: przepalenia lutów i przerwy w obwodzie

Gorące punkty powodują nie tylko degradację materiałów, ale też uszkodzenia połączeń elektrycznych modułu. Lokalnie występujące wysokie temperatury działają na luty, palce i szyny zbiorcze, powodując zmęczenie termiczne metalu. Zwłaszcza przy długotrwałym obciążeniu termicznym od 90°C do 120°C dochodzi do przekrystalizowania, mikropęknięć i przepaleń lutów, co znacznie obniża ich niezawodność.

Wraz z postępującą degradacją lutów, pod wpływem naprężeń cieplnych i prądów pojawiają się również pęknięcia palców i szyn zbiorczych. Gdy prąd zostaje przerwany, diody bocznikowe są zmuszone do częstego załączania, co powoduje lokalne omijanie prądu i dalsze obniżanie mocy. Przerwanie obwodu prowadzi do odłączenia modułu, nierównowagi napięcia w łańcuchu, a nawet awarii uziemienia.

Raporty branżowe DNV i PVEL pokazują, że ponad 18% modułów z awariami spowodowanymi gorącymi punktami ma uszkodzenia lutów, pęknięcia palców lub przepalenia szyn zbiorczych. W porównaniu do naturalnego starzenia się, usterki elektryczne wywołane gorącymi punktami rozwijają się szybciej i mają tendencję do szerokiego rozprzestrzeniania się, często szybko przechodząc z awarii pojedynczego punktu do awarii na poziomie całego łańcucha.

Uszkodzenia konstrukcyjne: od mikropęknięć do rozbicia

Lokalne wysokie temperatury wywołane gorącymi punktami wpływają nie tylko na elektryczność i laminat, ale także zagrażają konstrukcji modułu. Ciągłe naprężenia termiczne oddziałują na szkło, ogniwa i luty, powodując cykle rozszerzania i kurczenia się materiałów oraz koncentrację naprężeń. Przy dużych różnicach temperatur między dniem i nocą lub ekstremalnych warunkach klimatycznych obszar gorącego punktu staje się miejscem osłabienia konstrukcji.

Pod wpływem tych cykli termiczno-mechanicznych pojawiają się mikropęknięcia w ogniwach, które rozprzestrzeniają się wzdłuż linii naprężeń. W miarę rozwoju pęknięć dochodzi do rozdzierania laminatu, odkształcania ramy i powstawania pęknięć na krawędziach lub w centrum szyby. Mikropęknięcia mogą przekształcić się w rozbicie szkła, pęknięcie laminatu, co powoduje utratę stabilności konstrukcji modułu.

Dane z inspekcji branżowych DNV i PVEL wskazują, że moduły z gorącymi punktami mają ponad 2,5 razy większe ryzyko mikropęknięć szkła niż moduły bez nich, z czego około 12% przypadków prowadzi do widocznych pęknięć lub całkowitego rozbicia. Te uszkodzenia konstrukcyjne powodują spadek przepuszczalności światła i ciągłe przenikanie wilgoci, które w połączeniu z awariami laminatu i elektrycznymi znacznie skracają żywotność modułu.

Uszkodzenia konstrukcyjne: od mikropęknięć do rozbicia

4. Jak rozpoznawać i usuwać gorące punkty?

Wykrywanie gorących punktów za pomocą danych i sygnałów z miejsca instalacji

Gorące punkty są zwykle rozpoznawane na podstawie odchyleń w wydajności i wad fizycznych. Najbardziej bezpośrednim sygnałem jest spadek mocy, który objawia się jako wyraźnie niższa moc łańcucha w porównaniu z innymi łańcuchami. Typowe są również nierównowagi prądu — prąd po stronie prądu stałego jest anomalnie niski i nie odpowiada ustawieniu, zacienieniu ani konfiguracji systemu. Inwertery często sygnalizują błędy takie jak „nierównowaga mocy łańcucha” lub „anomalia prądu stałego”. Charakterystyczne dla uszkodzeń elektrycznych są zjawiska widoczne w krzywej IV, takie jak obniżenie ramienia prądu, obniżenie wsteczne oraz aktywacja diody bocznikowej.

Sygnały na miejscu to między innymi lokalne zanieczyszczenia (odchody ptaków, liście, mech), wybrzuszenia laminatu, delaminacja, wnikanie wilgoci, a także mikropęknięcia szkła i deformacje ramy. Połączenie zanieczyszczeń i anomalii mocy wskazuje zwykle na gorące punkty spowodowane zanieczyszczeniem, podczas gdy defekty laminatu wraz z utrzymującymi się anomaliami prądu sugerują gorące punkty o podłożu strukturalnym lub elektrycznym. Jednolita warstwa kurzu powoduje jedynie ogólny spadek mocy, nie wywołuje gorących punktów. Poprzez połączenie analizy danych i obserwacji fizycznych można szybko wyselekcjonować moduły podejrzane o występowanie gorących punktów.

Potwierdzanie lokalizacji i przyczyn gorących punktów za pomocą narzędzi diagnostycznych

Termografia jest najbezpośredniejszą metodą potwierdzania gorących punktów. Różnica temperatur na powierzchni modułu wynosząca ≥ 10°C zwykle wskazuje na podejrzany gorący punkt, podczas gdy różnice poniżej 5°C to najczęściej wynik naturalnych różnic w rozpraszaniu ciepła. Badania należy przeprowadzać w słoneczne dni przy dużym obciążeniu, aby uniknąć błędnej interpretacji przy niskim nasłonecznieniu.

  • Badania EL (elektroluminescencyjne) służą do wykrywania mikropęknięć, przerw w przewodach i delaminacji laminatu, które są niewidoczne gołym okiem. Są szczególnie przydatne we wczesnych stadiach gorących punktów lub uszkodzeń strukturalnych.
  • Analiza krzywych IV koncentruje się na anomaliach elektrycznych, takich jak obniżenie ramienia prądu, obniżenie wsteczne i aktywacja diody bocznikowej. Nie pozwala określić dokładnej lokalizacji, ale potwierdza istnienie problemów z dopasowaniem prądu lub uszkodzeniem obwodu bocznikowego.
  • Inspekcje termowizyjne z użyciem dronów są powszechnie stosowane w dużych elektrowniach do szybkiego lokalizowania miejsc o podwyższonej temperaturze. W rozproszonych instalacjach dachowych dominują badania ręczne przy użyciu kamer termowizyjnych, uzupełniane badaniami EL w celu potwierdzenia problemów strukturalnych oraz analizą IV do weryfikacji usterek elektrycznych.

Dzięki połączeniu wyników obrazowania termicznego, analizy elektrycznej i diagnostyki strukturalnej gorące punkty mogą być precyzyjnie przypisane do przyczyn takich jak zacienienie przez zanieczyszczenia, uszkodzenia strukturalne czy awarie elektryczne, co stanowi jasną podstawę do dalszego postępowania.

Termografia jest najbezpośredniejszą metodą potwierdzania gorących punktów.

Dobór odpowiednich metod naprawczych w zależności od przyczyn gorących punktów

Niezależnie od przyczyny, zasada jest taka, że gorące punkty spowodowane zanieczyszczeniem można usunąć, natomiast te strukturalne i elektryczne wymagają wymiany modułu.

  • Gorące punkty spowodowane zanieczyszczeniem są ryzykiem odwracalnym i wymagają częstego czyszczenia oraz ukierunkowanej konserwacji. W przypadku powtarzających się zabrudzeń, zwłaszcza na grzbietach dachów, występach lub miejscach wilgotnych, zaleca się instalację zabezpieczeń przed ptakami lub poprawę odprowadzania wody.
  • Gorące punkty strukturalne, takie jak wybrzuszenia laminatu, delaminacja czy mikropęknięcia, są uszkodzeniami nieodwracalnymi i po potwierdzeniu muszą być bezwzględnie wymienione. Kontynuacja pracy modułu tylko przyspieszy degradację materiałów i awarie elektryczne.
  • Gorące punkty elektryczne najczęściej wynikają z przepaleń lutów, pęknięć szyn zbiorczych lub awarii diod bocznikowych. Usterki te mogą być krótkoterminowo izolowane, umożliwiając dalszą pracę, ale wszystkie elektryczne awarie z towarzyszącym podwyższonym nagrzewaniem wymagają natychmiastowej wymiany modułu.
Dobór odpowiednich metod naprawczych w zależności od przyczyn gorących punktów

Budowa systemu zapobiegania i kontroli ryzyka gorących punktów

Kluczem do zapobiegania gorącym punktom jest eliminacja warunków ich powstawania oraz utrzymanie zamkniętej pętli monitorowania ryzyka. Kompleksowa kontrola ryzyka opiera się na dwóch mechanizmach:

  1. Ochronie środowiskowej i strukturalnej,
  2. Wczesnym wykrywaniu uszkodzeń i terminowym wycofywaniu modułów,

tworząc ciągły cykl od zapobiegania do usuwania problemów.

Gorące punkty spowodowane zanieczyszczeniami wymagają regularnego czyszczenia, efektywnego systemu odprowadzania wody oraz środków zapobiegających ptakom, aby ograniczyć ich powtarzalność. Ryzyko strukturalne i elektryczne wymaga kontroli jakości modułów oraz przestrzegania norm instalacyjnych, z naciskiem na eliminację naprężeń skupionych i wad lutowania podczas montażu.

W eksploatacji połączenie codziennych kontroli termowizyjnych z corocznymi badaniami głębokimi pozwala na utrzymanie stałego nadzoru.

5. Jak systematycznie zapobiegać gorącym punktom w systemach fotowoltaicznych?

1. Zapobieganie gorącym punktom przez konstrukcję modułów

Konstrukcja modułu decyduje o tym, czy zacienienie wywoła gorące punkty. Moduły z podziałem na części, wieloma szynami zbiorczymi (multi-busbar) lub pełnym tylnym kontaktem (IBC) skutecznie rozpraszają lokalne nierówności prądu, zmniejszając ryzyko gorących punktów.

  • Podział na trzy części pozwala na jeszcze drobniejszy podział obwodów elektrycznych, ograniczając wpływ zacienienia do mniejszych obszarów.
  • Multi-busbar zapewnia więcej dróg dla prądu, zapobiegając jego koncentracji.
  • Struktura półogniwowa zmniejsza gęstość prądu na pojedynczym obwodzie dzięki równoległemu rozdzieleniu.
  • IBC z pełnym tylnym kontaktem charakteryzuje się bardzo krótkimi ścieżkami prądu i brakiem zacienienia frontowego, oferując najwyższą odporność na zacienienie.

Moduły dwustronne (szkło-szkło) nie mają elektrycznych zabezpieczeń przed gorącymi punktami, ale w środowiskach o wysokim odbiciu promieni słonecznych generacja prądu na tylnej stronie może częściowo kompensować straty mocy spowodowane zacienieniem frontowym.

2. Redukcja ryzyka gorących punktów przez instalację i rozmieszczenie

Instalacja i rozmieszczenie to kluczowe etapy zapobiegania gorącym punktom. Zacienienia pochodzą głównie od konstrukcji dachu, otoczenia oraz nagromadzenia zanieczyszczeń powstających w trakcie eksploatacji. Poprzez właściwe zaplanowanie układu i zabezpieczenia na miejscu można skutecznie zmniejszyć prawdopodobieństwo powstawania gorących punktów.

Podczas instalacji ryzyko gorących punktów wynika głównie z zacienienia i zanieczyszczeń. Typowe przeszkody to kalenice, attyki, przewody wentylacyjne, kominy oraz pobliskie budynki i drzewa. Zacienienia zmieniają się dynamicznie wraz z porami roku, kątem padania słońca i wzrostem roślinności. Układ paneli powinien unikać tych obszarów wysokiego ryzyka, szczególnie cieni kalenicy, występów i rynien. Zaleca się zachowanie odległości 30–50 cm od elementów o różnej wysokości, aby zapewnić jednolite nasłonecznienie wewnątrz łańcucha i uniknąć nierówności prądu wywołanej lokalnym zacienieniem. W przypadku stałych zacienień na dachu należy optymalizować rozmieszczenie przez zmianę układu lub wykluczenie zacienionych stref.

W trakcie eksploatacji nie można ignorować gorących punktów wywołanych przez zanieczyszczenia. Montaż zabezpieczeń przeciw ptakom, osłon przeciw liściom, zapewnienie sprawnego odprowadzania wody oraz ograniczenie wilgotnych miejsc skutecznie redukują ryzyko nagromadzenia zanieczyszczeń i powstawania gorących punktów. Dachy skierowane na północ lub zacienione powinny być regularnie kontrolowane pod kątem wzrostu mchu. W sytuacjach, gdzie zacienienia nie da się całkowicie uniknąć, stosuje się inwertery z wieloma MPPT, mikroinwertery lub optymalizatory, które łagodzą straty mocy wynikające z zacienień. Jednak optymalizacja elektryczna poprawia jedynie wydajność, nie usuwa gorących punktów.

Redukcja ryzyka gorących punktów przez instalację i rozmieszczenie

3. Długoterminowa kontrola ryzyka przez mechanizmy utrzymania i serwisu

Według statystyk utrzymania z DNV i IEA, regularne czyszczenie może zmniejszyć częstość występowania gorących punktów spowodowanych zanieczyszczeniami o około 70%, skutecznie łagodząc lokalne wzrosty temperatury i straty mocy wywołane zacienieniem przez liście i odchody ptaków w sezonie jesienno-zimowym.

Jednak zanieczyszczenia to tylko jeden z czynników wywołujących gorące punkty. Ich natura nie jest przypadkowa, lecz stanowi ryzyko strukturalne, napędzane zmianami środowiskowymi, starzeniem modułów, degradacją materiałów i naprężeniami elektrycznymi, obecne przez cały cykl życia systemu PV. W porównaniu z optymalizacjami statycznymi, system utrzymania i serwisu odgrywa kluczową rolę w dynamicznym zarządzaniu tymi długoterminowymi ryzykami.

W praktyce gorące punkty spowodowane zanieczyszczeniami i te o podłożu strukturalnym czy elektrycznym wykazują całkowicie różne profile ryzyka:

  • Te pierwsze są napędzane przez czynniki sezonowe i środowiskowe, wymagają częstych inspekcji i natychmiastowego czyszczenia w celu ciągłego minimalizowania ryzyka;
  • Te drugie wynikają ze zmęczenia materiałów, niespójności elektrycznych lub wad produkcyjnych i wymagają regularnych, pogłębionych inspekcji i wczesnych interwencji.

Brak skutecznego zarządzania powoduje, że gorące punkty przechodzą od lokalnych anomalii cieplnych do degradacji laminatu, przepaleń lutów i niespójności prądowych, co ostatecznie prowadzi do odłączenia łańcuchów i trwałego spadku wydajności systemu na poziomie strukturalnym.

Sprawny system utrzymania stanowi rdzeń zarządzania ryzykiem gorących punktów. Jego rola wykracza poza usuwanie zabrudzeń czy naprawę awarii — polega na wykorzystaniu wielowymiarowych metod monitoringu, takich jak termowizja, badania EL czy analiza krzywych IV, by stale ilościowo określać stany nieprawidłowe, śledzić trendy rozwoju ryzyka oraz dynamicznie dostosowywać częstotliwość kontroli, strategie diagnostyczne i procedury reagowania, utrzymując tym samym termiczną stabilność i integralność elektryczną systemu.

W obowiązujących standardach zarządzania aktywami PV ryzyko gorących punktów jest jasno określone jako kluczowy czynnik strukturalny wpływający na wydajność, przyspieszający degradację modułów, podnoszący koszty eksploatacji i obniżający wartość aktywów. Brak zamkniętej pętli kontrolnej powoduje, że ryzyko to rozprzestrzenia się nieodwracalnie wzdłuż krzywej spadku wydajności i rosnących kosztów.

Zarządzanie gorącymi punktami to dziś nie pojedyncza strategia utrzymania, lecz podstawowa zdolność w ramach kompleksowego zarządzania zdrowiem systemu. Dzięki optymalizacji konstrukcji modułów, udoskonaleniu układu systemu i skoordynowanej pętli utrzymania ryzyko gorących punktów przekształca się z czynnika awarii systemu w monitorowany i kontrolowany parametr operacyjny, co jest niezbędne dla stabilnych przychodów z energii i trwałej wartości konstrukcyjnej przez cały cykl życia instalacji fotowoltaicznej.

Odwiedź stronę

Od 2008 roku Maysun Solar jest zarówno inwestorem, jak i producentem w branży fotowoltaicznej, oferując bezinwestycyjne rozwiązania solarne dla dachów przemysłowych i komercyjnych. Dzięki 17-letniemu doświadczeniu na rynku europejskim oraz mocy zainstalowanej wynoszącej 1,1 GW, realizujemy w pełni finansowane projekty solarne, umożliwiając firmom monetyzację dachów i obniżenie kosztów energii bez konieczności inwestycji początkowej.Nasze zaawansowane moduły IBC, HJT, TOPCon, a także stacje solarne na balkon zapewniają wysoką wydajność, trwałość i długoterminową niezawodność. Maysun Solar przejmuje na siebie cały proces, obejmujący uzyskanie pozwoleń, instalację oraz konserwację, co gwarantuje płynne i bezpieczne przejście na energię słoneczną, jednocześnie dostarczając stabilne zwroty finansowe.

Referencje:

DNV. (2021). PV Module Reliability Scorecard 2021. DNV Energy Systems. https://www.dnv.com/services/pv-module-reliability-scorecard-2021-200178

PVEL. (2023). PV Module Reliability Scorecard 2023. PV Evolution Labs (PVEL). https://www.pvel.com/pv-module-reliability-scorecard/

NREL. (2022). Impact of Soiling on PV System Performance: Review and Analysis. National Renewable Energy Laboratory. https://www.nrel.gov/docs/fy22osti/82015.pdf

IEA PVPS Task 13. (2020). Soiling of Photovoltaic Panels: Literature Review, Measurement, and Modeling. International Energy Agency. https://iea-pvps.org/research-tasks/task-13/

TÜV Rheinland. (2021). Quality Monitor: Global PV Module Reliability Testing. TÜV Rheinland Group. https://www.tuv.com/media/corporate/products_1/renewables_1/solar/solar_quality_monitor.pdf

Może Ci się spodobać:

Subscribe
Previous
Jak duże są różnice w wydajności modułów fotowoltaicznych...
Next
 Return to site
Profile picture
Cancel
Cookie Use
We use cookies to improve browsing experience, security, and data collection. By accepting, you agree to the use of cookies for advertising and analytics. You can change your cookie settings at any time. Learn More
Accept all
Settings
Decline All
Cookie Settings
Necessary Cookies
These cookies enable core functionality such as security, network management, and accessibility. These cookies can’t be switched off.
Analytics Cookies
These cookies help us better understand how visitors interact with our website and help us discover errors.
Preferences Cookies
These cookies allow the website to remember choices you've made to provide enhanced functionality and personalization.
Save