Effetto Hot Spot nei moduli fotovoltaici: cause, impatti e misure di prevenzione

L'effetto hot spot nei moduli fotovoltaici si riferisce al fenomeno per cui, in determinate condizioni, una zona ombreggiata o difettosa in un ramo collegato in serie di unmodulo fotovoltaico, mentre è in stato di generazione di energia, agisce come un carico, consumando l'energia generata da altre aree e provocando surriscaldamenti localizzati.

I principali fattori che contribuiscono all’effetto hot spot possono essere così riassunti:

Ostruzione: quando una cella solare in un modulo fotovoltaico è ostruita da ombre, polvere o altri oggetti, impedendole di generare corrente come altre celle normali, le celle ostruite nel circuito in serie diventano un resistore. Questo resistore consuma l'energia elettrica prodotta dalle altre celle normali, provocandone il riscaldamento e portando alla formazione di punti caldi.

Problemi di qualità delle celle: se sono presenti problemi di qualità con le celle, come eccessiva corrente oscura, disadattamento della resistenza interna, problemi di saldatura con le linee della griglia o difetti all'interno delle celle stesse (come bolle, delaminazione, errori di connessione interna, ecc.), questi possono anche portare alla formazione di punti caldi. Tali problemi di qualità possono influire sul normale funzionamento delle celle, impedendo loro di convertire efficacemente la luce in elettricità e trasformandole in resistori che consumano energia da altre celle.

Caratteristiche elettriche incoerenti: se le caratteristiche elettriche delle celle di un modulo fotovoltaico non sono coerenti, ciò può anche causare punti caldi. In un circuito in serie, se le caratteristiche elettriche di alcune celle non corrispondono a quelle di altre celle, queste potrebbero consumare più energia elettrica durante il funzionamento, generando più calore e formando così punti caldi.

L'effetto hot spot influisce in modo significativo sulle prestazioni e sulla durata dei moduli fotovoltaici. Non solo riduce l’efficienza di generazione di energia dei moduli, ma accelera anche il processo di invecchiamento e aumenta il rischio di guasti ai moduli. In casi estremi, la temperatura all’interno dell’area calda può raggiungere diverse centinaia di gradi Celsius, causando potenzialmente incendi.

Per ridurre l’impatto dell’effetto hot spot, è possibile adottare le seguenti misure:

Ottimizza il design del modulo per migliorare le prestazioni di dissipazione del calore, riducendo la probabilità di formazione di punti caldi.

Migliora la manutenzione e la gestione dei moduli ispezionando e pulendo regolarmente i moduli fotovoltaici per rilevare e risolvere tempestivamente potenziali problemi legati ai punti caldi.

Adottare tecnologie avanzate di prevenzione dei punti caldi, come sistemi intelligenti di controllo della temperatura e tecnologie di dissipazione automatica del calore, per ridurre al minimo il rischio di formazione di punti caldi inmoduli fotovoltaici.