مع التطور السريع للعلوم والتكنولوجيا، انتشر استخدام تقنية توليد الطاقة الكهروضوئية على نطاق واسع محليًا وعالميًا، بأشكال متنوعة وفي أماكن متعددة، لا سيما في محطات الطاقة الكهروضوئية الأرضية واسعة النطاق، والمباني السكنية والتجارية، والأسطح، ودمج الطاقة الكهروضوئية في المباني، وأعمدة إنارة الشوارع الكهروضوئية، وغيرها. إلا أن المباني والظلال والمداخن والغبار والغيوم وغيرها من العوائق قد تحجب عمل الألواح الشمسية في بعض المواقع. ونتيجة لذلك، يساور الكثيرين القلق بشأن مدى تأثير هذه العوامل على كفاءة توليد الطاقة للخلايا الشمسية وكيفية معالجتها.
عمليًا، تتكون الخلايا الشمسية عادةً من وحدات متعددة موصولة على التوالي أو التوازي لإنتاج الجهد أو التيار المطلوب. ولتحقيق كفاءة عالية في تحويل الطاقة الكهروضوئية، يجب أن تتشابه خصائص كل خلية في الوحدة. أثناء الاستخدام، قد يحدث تباين بين خصائص خلية أو أكثر، على سبيل المثال، بسبب الشقوق أو أعطال التوصيلات الداخلية أو التظليل، مما يؤدي إلى عدم تطابق بين خصائصها وخصائص الوحدة ككل.
في بعض الحالات، قد تعمل وحدة الخلايا الشمسية المظللة في دائرة فرعية متسلسلة كحمل، مستهلكةً الطاقة المولدة من وحدات الخلايا الشمسية الأخرى المعرضة للضوء. وخلال هذه الفترة، ترتفع درجة حرارة وحدة الخلايا الشمسية المظللة، مما يؤدي إلى ظاهرة البقعة الساخنة. قد يتسبب هذا التأثير في تلف كارثي للخلية الشمسية. تستهلك الخلايا المظللة جزءًا من الطاقة المنتجة من الخلايا الشمسية المعرضة للضوء. ولمنع تلف الخلية الشمسية نتيجةً لظاهرة البقعة الساخنة، يُنصح بتوصيل صمام ثنائي جانبي بالتوازي بين طرفي وحدة الخلايا الشمسية الموجب والسالب. يمنع هذا الصمام استهلاك الطاقة المولدة من الوحدة المضاءة من قِبل وحدة الخلايا الشمسية المظللة.
حول أسباب ظهور البؤرة الساخنة، ومصدر الخلايا المسببة للمشكلة، والتدابير المضادة المصاحبة لها.
المكون الأساسي لوحدة الخلايا الكهروضوئية هو الخلية الشمسية. وبشكل عام، يجب أن تكون الخصائص الكهربائية للخلايا الشمسية المستخدمة في كل وحدة متشابهة؛ وإلا سيحدث ما يسمى بتأثير البقعة الساخنة على الخلايا ذات الأداء الكهربائي الضعيف أو التي تتعرض للظل (الخلايا المعيبة).
لتجنب النقاط الساخنة، يجب توصيل كل خلية بالتوازي مع صمام ثنائي جانبي؛ إذا فشلت البطارية أو تم تظليل الخلايا، فسيتجاوز الصمام الثنائي الجانبي الخلايا التي بها مشكلة.
ليس من العملي توصيل ثنائي بالتوازي مع كل خلية. عادةً، تحتوي المجموعة على 18 خلية (36 أو 54 خلية موصولة على التوالي) أو 24 خلية (72 خلية موصولة على التوالي) موصولة على التوالي مع ثنائي موصول بالتوازي.
من المحتمل أنه إذا كان التيار المتولد في هذه الخلايا الـ 18 أو 24 غير منتظم، أي عند وجود خلية بها خلل، فإن التيار المار عبر السلسلة سيؤدي إلى ظهور نقاط ساخنة على تلك الخلية. وإذا اختلف التيار من سلسلة إلى أخرى، فسيظهر منحنى متقطع أو منحنى شاذ على منحنى خصائص الوحدة عند توصيل الصمام الثنائي الجانبي.
إذا كان أداء الخلايا الشمسية داخل الوحدة غير متسق، فستظهر بقع ساخنة حتماً. ويمكن الكشف عن هذه الظاهرة باستخدام منحنى خصائص خرج الوحدة والتصوير بالأشعة تحت الحمراء.
إذا كان عدم انتظام أداء الخلايا الشمسية في الوحدة ناتجًا عن انخفاض الكفاءة بسبب ضعف الإضاءة، فيمكننا الكشف عن وجود مشكلة البقعة الساخنة باستخدام منحنى خصائص خرج الوحدة والتصوير بالأشعة تحت الحمراء. يمكننا مقارنة منحنى خصائص خرج الوحدة قبل وبعد ضعف الإضاءة، بالإضافة إلى استخدام التصوير بالأشعة تحت الحمراء لملاحظة كيفية تغيره قبل وبعد الإضاءة.
إذا لم تكن الوحدة متصلة بثنائي التجاوز، فحتى في حالة وجود خلية بها مشكلة، فإن منحنى خصائص الإخراج للوحدة لا يمكن أن يظهر منحنى الخطوة، ولكن يجب أن يكون تيار الدائرة القصيرة أصغر من الوحدة العادية، مما يشير إلى وجود ظاهرة النقطة الساخنة.
