Efeito Hot Spot em Módulos Fotovoltaicos: Causas, Impactos e Medidas de Prevenção

O efeito hot spot em módulos fotovoltaicos refere-se ao fenômeno onde, sob certas condições, uma área sombreada ou defeituosa em um ramal conectado em série de ummódulo fotovoltaico, enquanto em estado de geração de energia, atua como carga, consumindo a energia gerada por outras áreas e causando superaquecimento localizado.

Os principais fatores que contribuem para o efeito hot spot podem ser resumidos da seguinte forma:

Obstrução: Quando uma célula solar em um módulo fotovoltaico é obstruída por sombras, poeira ou outros objetos, impedindo-a de gerar corrente como outras células normais, as células obstruídas no circuito em série tornam-se um resistor. Este resistor consome a energia elétrica produzida pelas demais células normais, causando aquecimento e levando à formação de pontos quentes.

Problemas de qualidade da célula: Se houver problemas de qualidade com as células, como corrente escura excessiva, incompatibilidade de resistência interna, problemas de soldagem com linhas de grade ou defeitos dentro das próprias células (como bolhas, delaminação, falhas de conexão interna, etc.), estes também podem levar à formação de pontos quentes. Tais problemas de qualidade podem afetar o funcionamento normal das células, impedindo-as de converter eficazmente luz em eletricidade, e tornam-se resistências que consomem energia de outras células.

Características Elétricas Inconsistentes: Se as características elétricas das células em um módulo fotovoltaico forem inconsistentes, isso também poderá causar pontos quentes. Num circuito em série, se as características elétricas de algumas células não corresponderem às de outras células, elas poderão consumir mais energia elétrica durante a operação, gerando mais calor e formando pontos quentes.

O efeito hot spot impacta significativamente o desempenho e a vida útil dos módulos fotovoltaicos. Não só reduz a eficiência de geração de energia dos módulos, mas também acelera o processo de envelhecimento e aumenta o risco de falha do módulo. Em casos extremos, a temperatura na área do ponto quente pode atingir várias centenas de graus Celsius, podendo causar incêndios.

Para reduzir o impacto do efeito hot spot, podem ser tomadas as seguintes medidas:

Otimize o design do módulo para melhorar o desempenho da dissipação de calor, reduzindo a probabilidade de formação de pontos quentes.

Melhore a manutenção e o gerenciamento dos módulos inspecionando e limpando regularmente os módulos fotovoltaicos para detectar e resolver prontamente possíveis problemas de pontos quentes.

Adote tecnologias avançadas de prevenção de pontos quentes, como sistemas inteligentes de controle de temperatura e tecnologias de dissipação automática de calor, para minimizar o risco de formação de pontos quentes emmódulos fotovoltaicos.