Благодаря стремительному развитию науки и техники, технология фотоэлектрической генерации электроэнергии получила широкое распространение как в стране, так и за рубежом, в различных формах и местах, в первую очередь для крупномасштабных наземных фотоэлектрических электростанций, жилых и коммерческих зданий, крыш, интеграции фотоэлектрических систем в здания, фотоэлектрических уличных фонарей и т. д. Здания, тени, дымоходы, пыль, облака и другие объекты в определенных местах могут препятствовать проникновению солнечной энергии к модулям. В результате многие обеспокоены тем, насколько такие факторы снижают эффективность выработки электроэнергии солнечными батареями и как их устранить.
На практике солнечные батареи обычно состоят из множества модулей, соединенных последовательно или параллельно для получения желаемого напряжения или тока. Для достижения высокой эффективности фотоэлектрического преобразования каждая ячейка в модуле должна обладать схожими характеристиками. В процессе эксплуатации одна или несколько ячеек могут выйти из строя, например, из-за трещин, внутренних повреждений соединений или затенения, что приведет к диссонансу между их характеристиками и характеристиками всей системы.
При определенных условиях затененный солнечный модуль в последовательной цепи будет действовать как нагрузка, потребляя энергию, вырабатываемую другими солнечными модулями под воздействием света. В это время затененный солнечный модуль будет нагреваться, что приведет к эффекту «горячей точки». Это воздействие может вызвать катастрофическое повреждение солнечного элемента. Затененные элементы могут потреблять часть энергии, вырабатываемой солнечными элементами под воздействием света. Чтобы предотвратить повреждение солнечного элемента эффектом «горячей точки», подключите шунтирующий диод параллельно положительному и отрицательному выводам солнечного модуля. Это предотвратит потребление энергии, вырабатываемой освещенным модулем, затененным модулем.
О причинах возникновения очага инфекции, источнике проблемных ячеек и сопутствующих мерах противодействия.
Основным компонентом фотоэлектрического модуля является солнечная ячейка. Как правило, электрические характеристики солнечных ячеек, используемых в каждом модуле, должны быть схожими; в противном случае на ячейках с плохими электрическими характеристиками или на затененных ячейках (проблемных ячейках) возникнет так называемый эффект «горячей точки».
Чтобы избежать перегрева отдельных ячеек, каждую ячейку следует подключить параллельно с обходным диодом; если батарея выйдет из строя или ячейки окажутся в тени, обходной диод будет обходить проблемные ячейки.
Соединять диод параллельно с каждой ячейкой нецелесообразно. Как правило, сборка содержит 18 (36 или 54 ячейки последовательно) или 24 (72 ячейки последовательно) ячейки, соединенных последовательно, с диодом, соединенным параллельно.
Возможно, что если ток, вырабатываемый в этих 18 или 24 ячейках, непостоянен, то есть когда присутствует проблемная ячейка, то ток в цепочке вызовет перегрев этой проблемной ячейки. Если ток изменяется от цепочки к цепочке, на характеристической кривой модуля при подключенном шунтирующем диоде появится ступенчатая или аномальная кривая.
Если характеристики солнечных элементов внутри модуля нестабильны, неизбежно возникнут перегревы. Явление перегрева можно обнаружить с помощью характеристической кривой выходного напряжения модуля и инфракрасной съемки.
Если нестабильность работы солнечных элементов в модуле вызвана снижением эффективности после ослабления солнечного излучения, мы можем обнаружить наличие проблемы с «горячей точкой», используя характеристическую кривую выходного сигнала модуля и инфракрасную съемку. Мы можем сравнить характеристическую кривую выходного сигнала модуля до и после ослабления излучения, а также использовать инфракрасную съемку, чтобы увидеть, как она изменяется до и после освещения.
Если модуль не подключен к обходному диоду, даже при наличии проблемной ячейки, на выходной характеристике модуля не будет виден ступенчатый пик, но ток короткого замыкания должен быть меньше, чем у нормального модуля, что указывает на наличие явления перегрева.
