il fenomeno degli Hot Spot nel fotovoltaico

Nel caso più semplice la cella dove si sviluppa l’hot spot è in ombra. Accade così che tutta l’energia prodotta dalle celle funzionanti viene dissipata dalla cella in ombra, provocando un surriscaldamento elevato in un’area ridotta, da cui il nome di Hot Spot.

Oltre al caso dell’ombreggiamento localizzato (anche dovuto a sporcizia come una foglia o deiezioni di uccelli), l’hot spot può svilupparsi in caso di rottura meccanica cella, di rottura della saldatura o di elevato mismatch in corrente.

Il problema si può rilevare con una camera ad infrarossi, e normalmente è ben visibile. Rispetto al resto del modulo la differenza di temperatura è infatti superiore ai 15/20 °C. D’altro canto piccole differenze di temperatura sono naturalmente presenti sul modulo: per esempio più alta in prossimità della junction box e più bassa lungo il perimetro.

L’hot spot all’interno della cella colpita, tende a svilupparsi sul perimetro della cella o sui punti di saldatura.

Se invece l’hot spot si sviluppa dalla junction box, l’origine è di solito legata al malfunzionamento di uno dei diodi o alle saldature dei ribbon in uscita.

Un maggiore dettaglio sull’area di cella colpita si può ottenere con il test di elettroluminescenza.

Il corretto funzionamento dei diodi di bypass previene quasi sempre guai peggiori sul modulo e minimizza le perdite di energia. Tuttavia non va sottovalutato il rischio che l’hot spot provochi una fiammata localizzata che può provocare la bruciatura del backsheet. Per quanto remoto esiste un rischio di incendio: per questo durante i test della IEC 61215 sono previsti specifici passaggi per valutare la resistenza del modulo agli hot spot. Inoltre nella recentissima versione 2016 della 61730 sono stati introdotti ulteriori test sulla resistenza alla corrente inversa.

Per eseguire un’analisi empirica sul campo sarebbe bene poter rispettare alcune linee guida:

• Avere un irraggiamento superiore ai 600/700 W/mq
• Eseguire il test durante una giornata calda Rilevare hot spot con temperature di almeno 15/20 °C superiori al resto del modulo

Per prevenire l’insorgere di questo problema si deve agire sul controllo qualità della cella fotovoltaica, in particolare nel verificare:

• l’isolamento della cella lungo il perimetro
• difetti del wafer
• shunt tra le giunzioni p/n
• difetti nella serigrafia o nel processo di screen printing

Nella produzione del modulo si devono utilizzare celle il più possibile omogenee non solo in potenza ma anche in corrente per evitare mismatch che possono favorire gli hot spot. Molta attenzione va anche posta nella stringatura.

Per maggiori info www.futurasun.com