Solpanelers hotspots: Orsaker, förebyggande åtgärder och fabrikskontroller

Hur en hotspot faktiskt bildas

Celler inom en modul är kopplade i serie, så samma ström flödar genom dem alla. Om en cel lysts upp – med ett blad, fågelavföringar eller stof – slutar den cel att producera ström. Den försvinner inte helt, utan blir istället en belastning för resten av modulen. De återstående cellerna trycker sin ström genom den lysta cellen, och energin försvinner lokalt i form av värme. Lokala temperaturer kan nå 80 °C och högre, vilket leder till ytterligare skador: omhüllningen (vanligtvis EVA-film) bryts ner, lödningarna slappnar, och själva cellen försämras.

Två faktorer som påverkar cellernas prestanda lika mycket som själva skuggningen är:

• Cellkvalitet. Celler med ojämnhet i materialen eller dålig lödning har högre inre motstånd och överhettas under normal belysning. En industriell regel är att defekta celler ofta uppvisar varma ställen (hot spots) 3–5 gånger oftare än friska celler.
• Moduldesign. Att blanda moduler från olika lotter eller specifikationer, eller använda en för stor modul, fördelar strömmen ojämnt och ökar risken att en cel blir den svaga länken i strömförsörjningen.

Varför motstås skuggning bättre av halvcell- och bifaciale paneler?

Inte alla paneler förlorar lika mycket effekt när en hörn hamnar i skugga.

– Halvcellsmoduler : Delar varje cell i två delar och förbinder dem i parallella par. Seriestakningen minskar, och effekten av den skuggade delen begränsas till en mindre del av panelen. För situationer där delvis skugga är oundvikligt – till exempel en stolpe bredvid ett växande träd eller en panel som är vänd mot syden i en stoftig klimatzone – anbefaler vi halvcellsmoduler istället för fullcellsmoduler. – Dubbelskyltdubbelfasmoduler : Tar upp energi från det reflekterade ljuset på baksidan, vilket kompenserar delen av den energi som förloras på förssidan på grund av skugga. Ett annat fördel är strukturellt: två glasplåtar styrker panelens konstruktion och minskar de problematiska “heta punkterna” som förekommer i billigare paneler.

Ingen av dessa alternativer gör att skugga helt blir obetydlig. De minskar bara effektförlusten, inte problemet med skugga.

Den feil vi ständigt upptäcker i off-grid-system (system utan anslutning till elnät)

Den ursprungliga versionen av denna sida uppmanade läsare att justera styrkan på solpanelerna så att den ligger inom “MPPT-spänningsområdet hos omvandlaren”. En off-grid-belysningsanordning har dock ingen omvandlare. I ett DC-kopplat system måste spänningen på solpanelerna ligga inom det maksimala effektpunktsföljningsområdet (MPPT) hos laddningskontrollern – den enhet som reglerar laddningen från solpanelerna till batteriet. Om detta område inte anpassas korrekt, arbetar solpanelerna hela dagen utan att utnyttja sin maksimala effekt, vilket på utdata-diagrammet ser ut precis som ett kroniskt skuggningsproblem.

Denna korrigering är viktig i praktiken: när en kund rapporterar att solpanelerna fungerar dåligt, är det första vi kontrollerar solpanelernas maksimala effektspänning (Vmp) i förhållande till laddningskontrollerns MPPT-spänningsområde – inte väderförhållandena. Vår kontrollernaställningskalkylator gör denna jämförelse på ett minut, och upptäcker sådana fel innan de blir problem på platsen.

Vad vår inspektionsprocess letar efter:

De mest kritiska delarna av modulerna är billigast att reparera innan de fästes på fastigheten. Vid våra inspektionskontroller går varje lot genom elektroluminescens-test (EL-test) – en testmetod som visar alla defekter i modulerna, såsom sprickor, bruste delar eller döda områden, som annars är osynliga. Moduler med sådana defekter kommer aldrig vidare till monteringen. Vi matchar även moduler utifrån mätta strömmen i hver sträng, inte bara utifrån namnet på dem, eftersom just toleranserna på namnet kan leda till strömmismismatcher.

Vartagsschemat som faktiskt fungerar

För de redan installerade fastigheterna är vartagsschemat kort och inte särskilt spännande…

1. Rengör arrayen en fast cykel. Månatligt i stoftiga miljöer, kvartalsvis i vanliga miljöer. Lägg märke till mellanrummen mellan cellerna – det är där avföringar och stoft bildar skuggade områden i cellerna.
2. Justera vridmomentet på ramens hårdvara efter den första stormsäsongen , sedan årligen. Lösa klammer kan förändra arrayens vinkel och få cellkanterna att spricka.
3. Undersök efter hagel eller kraftig regn. Hagel syns som sprickor i cellerna; kontrollera vridmomentet på ramen och verifiera anslutningarna i mottagningsboxerna. En liten spricka idag kan bli en problemställning nästa sommar.

En ärlig begränsning: Frekvensen av rengöringar beror på lokala förhållanden (stoftmängd, påverkan av fåglar osv.), och ingen fabriksangivelse kan ersätta observationerna under det första året på platsen. Logga de faktiska avfallsmängderna som observeras, och basera därefter rengöringscykeln på dessa data.

Vad denna sida inte täcker:

(Denna sida ger instruktioner för rengöring av en array, men ger ingen information om hur ofta rengöringar bör utföras beroende på lokala förhållanden. Det finns alltså inga konkreta riktlinjer för frekvensen av rengöringar.)

Denna sida behandlar förebyggande åtgärder mot brister i DC-kopplade moduler som används i solgatalampor och liknande off-grid-belysningsanläggningar. Den omfattar inte solcellsanläggningar i megawattskala, spårningssystem eller strängomvandlare som är anslutna till elnätet – dessa har annan arkitektur och olika typer av fel. Om du vill dimensionera panelen och batteriet i en solgatalampa från grunden, börja med vår kontrollerningskalkylator; om du köper hårdvara, levereras den all-in-one-solgatalampan standardmässigt med halvcellsmoduler och fabriksmässigt matchade strängar.