Mục lục
Các tấm pin năng lượng mặt trời cần ánh sáng mặt trời để sản xuất năng lượng điện. Các tế bào quang điện được làm bằng vật liệu bán dẫn tạo ra điện khi các photon đập vào bề mặt và kích hoạt các electron.
Nếu một tế bào hoặc một nhóm tế bào quang điện trong tấm pin mặt trời không thể nhận được ánh sáng, chúng sẽ không thể tạo ra điện. Tuy nhiên, sự sụt giảm sản xuất điện năng của tấm pin mặt trời sẽ không tương xứng với số lượng tế bào không hoạt động.
Bởi vì các tế bào quang điện được kết nối với nhau theo chuỗi, một tế bào hoặc một nhóm tế bào yếu sẽ ảnh hưởng đến việc sản xuất điện năng của tất cả các tế bào trên cùng một chuỗi. Để ngăn chặn điều này, các nhà sản xuất sẽ sử dụng các điốt rẽ nhánh cho phép dòng điện chạy xung quanh các tế bào yếu.
Tuy nhiên, không phải tất cả các tấm pin mặt trời đều được chế tạo như nhau. Cùng một tấm pin năng lượng mặt trời có bốn điốt rẽ nhánh trong bốn chuỗi sẽ hoạt động tốt hơn tấm pin có hai điốt rẽ nhánh và hai chuỗi trong các điều kiện bóng râm khác nhau.
Điều đó có nghĩa là một tấm pin năng lượng mặt trời càng có nhiều điốt rẽ nhánh thì càng có ít vấn đề liên quan đến bóng râm hơn.
Nhưng bóng râm không chỉ làm giảm sản xuất năng lượng, có một vấn đề nữa có thể tạo ra các vấn đề an toàn đáng kể và tổn thất tài chính. Đó là hiện tượng Hot spot mà chúng ta sẽ xem xét trong bài viết này.
Hiện tượng Hot spot là gì?
Hot spot là thuật ngữ để mô tả hiệu ứng “điểm nóng” cục bộ xảy ra khi một hoặc một số tế bào quang điện trên tấm pin mặt trời bị che bóng (ví dụ như lá cây, bụi bẩn, …) nó sẽ không tạo ra bất cứ dòng điện nào, nhưng các tế bào quang điện xung quanh nó vẫn hoạt động. Điều này dẫn đến dòng điện ngược chạy qua khu vực điểm nóng, nơi chúng gặp ít điện trở hơn. Cuối cùng, dòng điện sẽ tập trung trong một vài tế bào đó khiến chúng quá nóng làm giảm hiệu suất cục bộ, do đó, công suất đầu ra thấp hơn và nhanh chóng xuống cấp vật liệu trong khu vực bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ cao, về lâu dài chúng gây ra thiệt hại không thể phục hồi về sản lượng, suy thoái và hư hỏng. Khu vực điểm nóng có thể nóng lên đến hơn 250 ℃, tại thời điểm này, tế bào có thể đốt cháy.
Hot spot là một trong những nguyên nhân phổ biến nhất gây ra hỏng hóc tấm pin năng lượng mặt trời hoặc nguy cơ hỏa hoạn. Do đó, khi thiết kế hệ thống quang điện, điều quan trọng là sử dụng điốt rẽ nhánh để đảm bảo rằng dòng điện có thể chạy xung quanh các tế bào yếu trong khi các hiệu ứng che bóng được giảm thiểu trong các điều kiện bóng râm khác nhau.
Hot spot vẫn còn khá phổ biến trong các tấm pin mặt trời ngày nay và viễn cảnh này được dự đoán là sẽ tồn tại khi công nghệ mô-đun quang điện phát triển thành các tấm mỏng hơn, dễ hình thành các vết nứt nhỏ trong quá trình sản xuất, vận chuyển và lắp đặt.
Nguyên nhân gây ra Hot spot trên các tấm pin mặt trời?
Khi tấm pin mặt trời hoặc một vài tế bào quang điện trên tấm pin mặt trời bị che bóng, dòng điện không được phân bổ đồng đều trên tất cả các tế bào quang điện. Các tế bào quang điện bị che bóng sẽ hút dòng điện từ các tế bào đang hoạt động.
Sự tiêu tán công suất này biểu hiện dưới dạng nhiệt. Nếu phân cực ngược vượt quá điện áp đánh thủng của tế bào, tế bào sẽ bị tăng nhiệt độ và tác động đến các tế bào xung quanh.
Điều kiện này dẫn đến tăng nhiệt và cuối cùng là các điểm nóng. Các điểm nóng này gây ra hiện tượng nóng các tế bào bên cạnh và làm giảm đáng kể công suất đầu ra.
Hot spot trên tấm pin mặt trời có thể nhìn thấy bằng mắt thường không?
Các điểm nóng không thể nhìn thấy bằng mắt thường trừ khi bạn có thể nhìn thấy sự khác biệt rõ ràng về màu sắc như đốm nâu trên tấm pin năng lượng mặt trời. Tuy nhiên, ngay cả khi bạn không thể nhìn thấy điểm nóng, điều đó không có nghĩa là nó không có.
Do đó, hiệu suất của hệ thống điện mặt trời phải luôn được theo dõi để xác định lượng điện năng được tạo ra bởi mỗi tấm pin mặt trời.
Bạn không thể phát hiện hầu hết các sự cố điểm nóng một cách hiệu quả nếu không có thiết bị đo lường chuyên dụng. Cách hiệu quả nhất để phát hiện điểm nóng là sử dụng phương pháp đo nhiệt độ.
Sử dụng kỹ thuật này, hình ảnh nhiệt độ của các tấm pin mặt trời có thể được chụp để xem liệu có bất kỳ điểm nóng nào cần được giải quyết hay không.
Hình ảnh nhiệt đồ là hình ảnh hoặc video thể hiện sự phân bố nhiệt độ của các vật thể. Trong quá trình kiểm tra tấm pin mặt trời, phương pháp đo nhiệt ghi điểm nóng trên bề mặt tấm pin mặt trời với tỷ lệ chính xác rất cao.
Nguyên nhân của hiện tượng Hot spot là gì?
Các điểm nóng xảy ra do các yếu tố bên trong hoặc các yếu tố bên ngoài
Các yếu tố bên trong bao gồm: Lỗi thiết kế các tế bào quang điện, chất lượng kém của liên kết hàn, sử dụng các thành phần không đạt tiêu chuẩn để sản xuất, điốt bị lỗi, vết nứt nhỏ trong tế bào…
Các yếu tố bên ngoài bao gồm: Bị che bóng bởi một vật thể, bụi bẩn, lá cây, phân chim, ngồi hoặc đứng lên tấm pin mặt trời trong quá trình lắp đặt, hư hỏng trong quá trình vận chuyển…
Nếu các điểm nóng cục bộ không được phát hiện kịp thời, chúng có thể gây ảnh hưởng không nhỏ đến các tế bào quang điện lân cận cũng như gây ra thiệt hại không thể phục hồi, suy thoái và mất sản lượng, hư hỏng.
Làm thế nào để ngăn chặn sự cố Hot spot trên tấm pin mặt trời?
Bạn không thể làm gì nhiều để khắc phục các điểm phát hiện có trên các tấm pin mặt trời. Do bản chất của những khiếm khuyết này, các tế bào không hoạt động được quá nóng và suy giảm chất lượng đến mức làm hỏng toàn bộ tấm pin năng lượng mặt trời.
Tuy nhiên, có một số biện pháp có thể được thực hiện để ngăn ngừa và tránh các điểm nóng và ảnh hưởng tiêu cực của chúng đến các tấm pin mặt trời.
Vấn đề thiết kế tốt
Một thiết kế tấm pin mặt trời tốt sẽ luôn xem xét các vấn đề về Hot spot. Thiết kế xấu có thể dẫn đến điểm nóng.
Những người tự lắp đặt hệ thống điện năng lượng mặt trời nên luôn tham khảo ý kiến của các chuyên gia để không mắc phải những sai lầm này.
Duy trì luồng không khí tốt
Hot spot không xuất hiện ở bất kỳ đâu. Chúng luôn là kết quả của sự tích nhiệt, có thể là kết quả của một số yếu tố. Luồng không khí giống như một tấm bảo vệ tấm pin năng lượng mặt trời, một hệ thống các tấm pin năng lượng mặt trời tốt sẽ luôn đảm bảo rằng có đủ thông gió và luồng không khí để tránh các tấm pin quá nóng. Cách tốt nhất để ngăn ngừa quá nhiệt là cài đặt một bộ tối ưu hóa điện năng tự động giảm sản lượng điện khi nhiệt độ tăng quá cao.
Điều này đảm bảo mức sản xuất của bạn được duy trì mà không cần phải sử dụng bất kỳ điều khiển thủ công nào.
Sử dụng Bypass Diodes
Sử dụng điốt bỏ qua hay bypass diodes trên mỗi tấm pin mặt trời thậm chí có thể ngăn hình thành các điểm nóng. Hiệu ứng điểm nóng trên các tấm pin mặt trời thường do thiếu điốt. Điốt rẽ nhánh cho phép dòng điện chạy trong trường hợp có khuyết tật hoặc bóng mờ; do đó, duy trì sản lượng điện.
Tấm kính và mặt sau có đặc tính nhiệt tốt
Các nhà sản xuất cũng có thể sử dụng các loại thủy tinh có các đặc tính cụ thể có thể làm giảm sự tăng nhiệt, thay vì chỉ hấp thụ nó một cách đơn giản. Bạn cũng nên sử dụng vật liệu tấm lưng có độ dẫn nhiệt cao để tấm nền tản nhiệt dễ dàng hơn.
Loại bỏ bụi bẩn
Tấm pin năng lượng mặt trời nhiều bụi bẩn có khả năng tạo ra hiệu ứng điểm nóng cao hơn. Thường xuyên làm sạch các tấm có thể giúp giảm hiệu ứng này.
Bạn cũng nên đảm bảo rằng mọi cây cối, lá cây và các mảnh vụn khác không cản ánh sáng mặt trời chiếu tới các tấm pin mặt trời.
Sử dụng hệ thống theo dõi năng lượng mặt trời
Hệ thống theo dõi năng lượng mặt trời thực sự di chuyển các tấm pin mặt trời đối diện với mặt trời, thay vì chỉ cố định chúng.
Các hệ thống này giúp giảm hiệu ứng điểm nóng bằng cách luôn để tấm pin mặt trời của bạn tiếp xúc trực tiếp với ánh sáng mặt trời suốt cả ngày. Nhược điểm là các hệ thống theo dõi này đắt tiền và sẽ làm tăng chi phí sản lượng điện của bạn do các bộ phận chuyển động bổ sung cần thiết cho loại hệ thống này.
Lắp đặt các tấm ở góc phù hợp
Lắp đặt tấm pin năng lượng mặt trời của bạn ở góc phù hợp giúp giảm hiệu ứng điểm nóng. Bạn có thể tìm thấy góc tốt nhất để sử dụng cho vị trí lắp đặt của mình.
Lắp đặt tấm pin mặt trời không có vật cản
Một cách đơn giản và hiệu quả để giảm hiệu ứng điểm nóng là lắp đặt tấm pin năng lượng mặt trời của bạn bị bóng đổ của bất kỳ vật thể khác.
Cây cối và các tòa nhà là những vật cản phổ biến nhất cần phải lưu ý. Việc lắp đặt tấm pin mặt trời của bạn tránh xa mọi bóng râm cũng sẽ rất hữu ích.
Đọc hướng dẫn của nhà sản xuất
Cuối cùng, bạn nên đọc các khuyến nghị của nhà sản xuất. Nhà sản xuất thường biết điều gì làm cho sản phẩm của họ hoạt động tốt nhất mà không gặp bất kỳ sự cố nào và sẽ bao gồm thông tin về cách tận dụng tối đa sản phẩm của họ.
Có tấm pin mặt trời nào không bị điểm nóng trên thị trường không?
Có một số công ty đã cố gắng tạo ra các tấm pin mặt trời không có điểm nóng hoặc ít nhất là giảm điểm phát sóng.
Tuy nhiên, có rất nhiều tranh cãi xung quanh quan điểm về việc liệu những sản phẩm này có thể được gọi là 100% không có điểm nóng hay không. Trong nhiều trường hợp, ngay cả với công nghệ được cải tiến, chỉ có thể giảm điểm nóng theo một tỷ lệ nhất định.
Để tìm hiểu thêm về hiện tượng Hot spot trên tấm pin năng lượng mặt trời hay các vấn đề khác liên quan đến điện năng lượng mặt trời, hãy liện hệ với chúng tôi, chúng tôi luôn sẵn sàng hỗ trợ, tư vấn miễn phí.
Công ty TNHH Năng lượng Quang Điện chuyên lắp điện năng lượng mặt trời, Chúng tôi cung cấp tới khách hàng các hệ thống điện mặt trời đạt tiêu chuẩn tốt nhất, cho hiệu suất cao, vận hành bền bỉ, an toàn và đảm bảo thẩm mỹ với giá thành hợp lý.
Công ty TNHH Năng lượng Quang Điện
Địa chỉ: Phòng 746 CT10A – Khu đô thị Đại Thanh – Thanh Trì – Hà Nội
Email: Han@lapdienmattroi.com
