热斑效应:是指在一定条件下,串联支路中被遮挡的光伏组件将变成负载,消耗其他没有被遮挡的光伏组件所产生的电能,从而使被遮挡的光伏组件发热的现象。
被遮挡的光伏组件、将会消耗有光照的光伏组件所产生的部分电能或全部电能,降低输出功率;严重将会永久性破坏太阳能电池组件、甚至烧毁组件。
太阳电池组件通常安装在地域开阔、阳光充足的地带。在长期使用中难免落上飞鸟、尘土、落叶等遮挡物,这些遮挡物在太阳电池组件上就形成了阴影,在大型太阳电池组件方阵中行间距不适合也能互相形成阴影。由于局部阴影的存在,太阳电池组件中某些电池单片的电流、电压发生了变化。其结果使太阳电池组件局部电流与电压之积增大,从而在这些电池组件上产生了局部温升。太阳电池组件中某些电池单片本身缺陷也可能使组件在工作时局部发热,这种现象叫"热斑效应"。
在实际使用太阳电池中,若热斑效应产生的温度超过了一定极限将会使电池组件上的焊点熔化并毁坏栅线,从而导致整个太阳电池组件的报废。据国外权威统计,热斑效应使太阳电池组件的实际使用寿命至少减少10%。
热斑现象是不可避免的,尽管太阳电池组件安装时都要考虑阴影的影响,并加配保护装置以减少热斑的影响。为表明太阳电池能够在规定的条件下长期使用,需通过合理的时间和过程对太阳电池组件进行检测,确定其承受热斑加热效应的能力。
产生的原因:1.造成热斑效应的根源是有个别不合格电池的混入、电极焊片虚焊、电池由裂纹演变为破碎、个别电池特性变坏、电池局部受到阴影遮挡等。2.由于局部阴影的存在,太阳电池组件中某些电池单片的电流、电压发生了变化。其结果使太阳电池组件局部电流与电压之积增大,从而在这些电池组件上产生了局部温升。
防护措施:在太阳能电池组件的正负极间并联一个旁路二极管,以增加方阵的可靠性。通常情况下,旁路二极管处于反偏压,不影响组件正常工作。原理:当一个电池被遮挡时,其他电池促其反偏成为大电阻,此时二极管导通,总电池中超过被遮电池光生电流的部分被二极管分流,从而避免被遮电池过热损坏。以避免光照组件所产生的能量被受遮蔽的组件所消耗。