Con el rápido desarrollo de la ciencia y la tecnología, la generación de energía fotovoltaica se ha extendido tanto a nivel nacional como internacional, en diversas formas y en una amplia variedad de lugares, principalmente en grandes centrales fotovoltaicas terrestres, edificios residenciales y comerciales, tejados, integración fotovoltaica en edificios, alumbrado público fotovoltaico, etc. Edificios, sombras, chimeneas, polvo, nubes y otros objetos pueden obstruir los módulos solares en ciertas ubicaciones. Por ello, existe preocupación sobre cómo estos factores afectan la eficiencia de generación de energía de las células solares y cómo solucionarlos.
En la práctica, las células solares suelen estar compuestas por numerosos módulos conectados en serie o en paralelo para producir el voltaje o la corriente deseados. Para lograr una alta eficiencia de conversión fotovoltaica, cada célula del módulo debe tener características similares. Durante su uso, una o más células pueden presentar desajustes, por ejemplo, debido a grietas, fallos en las conexiones internas o sombreado, lo que provoca una discrepancia entre sus características y las del conjunto.
En determinadas condiciones, un módulo de células solares a la sombra en un circuito derivado en serie actuará como carga, consumiendo la energía generada por otros módulos de células solares iluminados. Durante este proceso, el módulo a la sombra se calentará, lo que provocará un punto caliente. Este impacto puede causar daños catastróficos a la célula solar. Las células a la sombra pueden consumir parte de la energía producida por las células solares iluminadas. Para evitar que la célula solar se dañe por el punto caliente, conecte un diodo de derivación en paralelo entre los terminales positivo y negativo del módulo de células solares. Esto impide que la energía generada por el módulo iluminado sea consumida por el módulo a la sombra.
Acerca de las causas del punto crítico, el origen de las células problemáticas y las contramedidas correspondientes.
El componente fundamental de un módulo fotovoltaico es la célula solar. En general, las características eléctricas de las células solares utilizadas en cada módulo deben ser similares; de lo contrario, se produciría el llamado efecto de punto caliente en las células con un rendimiento eléctrico deficiente o que estén a la sombra (células defectuosas).
Para evitar puntos calientes, cada celda debe conectarse en paralelo con un diodo de derivación; si la batería falla o las celdas están a la sombra, el diodo de derivación evitará el funcionamiento de las celdas problemáticas.
No es práctico conectar un diodo en paralelo con cada celda. Normalmente, un conjunto contiene 18 (36 o 54 celdas en serie) o 24 (72 celdas en serie) celdas en serie con un diodo en paralelo.
Es posible que si la corriente producida en estas 18 o 24 celdas es inconsistente, es decir, cuando hay una celda defectuosa, la corriente que circula por la cadena induzca puntos calientes en dicha celda. Si la corriente varía entre las cadenas, aparecerá una curva escalonada o anómala en la curva característica del módulo con el diodo de derivación conectado.
Si el rendimiento de las células solares dentro del módulo es inconsistente, seguramente se producirán puntos calientes. Este fenómeno puede detectarse mediante la curva característica de salida del módulo y la imagen infrarroja.
Si la irregularidad en el rendimiento de las células solares del módulo se debe a una pérdida de eficiencia tras la atenuación de la luz, podemos detectar la presencia de un problema de punto caliente mediante la curva característica de salida del módulo y la imagen infrarroja. Podemos comparar la curva característica de salida del módulo antes y después de la atenuación, así como utilizar la imagen infrarroja para observar cómo cambia antes y después de la iluminación.
Si el módulo no está conectado al diodo de derivación, incluso si existe una celda defectuosa, la curva característica de salida del módulo no mostrará una curva escalonada, pero la corriente de cortocircuito debería ser menor que la de un módulo normal, lo que indica que existe el fenómeno de punto caliente.
