スペインの科学者たちは、性能に悪影響を与えるホットスポットの形成をより深く理解することを目的として、部分的な遮光条件下で PV モジュールをテストしました。この調査では、特にハーフセルおよび両面受光モジュールに影響を与える潜在的な問題が明らかになりました。これは加速的な性能低下を引き起こす可能性があり、現在の試験/認証基準ではカバーされていません。
この研究では、ホットスポットを誘発するためにソーラーパネルモジュールに意図的に影が付けられました。
シリコンセルを半分にカットすることと、両面に当たる太陽光から発電できるようにすることは、わずかな追加の生産コストでエネルギー収量を増加できる可能性をもたらした 2 つの革新です。その結果、これらは両方とも過去数年間で急速に成長し、現在では太陽電池およびモジュール製造の主流となっています。
ポスター賞を受賞した新しい研究EU PVSEC 会議先月リスボンで開催された研究では、ハーフカットセルと両面セル設計の組み合わせが、特定の条件下でホットスポットの形成とパフォーマンスの問題に寄与する可能性があることが実証されました。そして、現在のテスト基準には、この種の劣化に対して脆弱なモジュールを特定する機能が備わっていない可能性があると研究著者らは警告している。
スペインに本拠を置く技術コンサルタント会社Enertis Applusが率いる研究者らは、太陽光発電モジュールの一部を覆い、部分的な遮光下での動作を観察した。「私たちは、ホットスポットの形成とこれらのスポットが到達する温度に焦点を当て、シャドーイングによって単面および両面ハーフセルモジュールの動作を深く掘り下げることを強制しました」と、Enertis Applus のグローバルテクニカルマネージャーである Sergio Suárez 氏は説明しました。「興味深いことに、影や破損などの明らかな理由もなく、通常のホット スポットとは反対の位置に現れるミラーリングされたホット スポットを特定しました。」
劣化が早い
この調査では、ハーフセル モジュールの電圧設計により、ホットスポットが日陰/損傷領域を超えて広がる可能性があることが示されました。「ハーフセルモジュールは興味深いシナリオを提示しました」とスアレス氏は続けた。「ホットスポットが発生すると、モジュール固有の電圧並列設計により、影響を受けていない他の領域にもホットスポットが発生します。この挙動は、これらの多重ホットスポットの出現により、ハーフセルモジュールの劣化が早まる可能性を示唆している可能性があります。」
この効果は両面モジュールで特に強いことも示されており、研究では片面モジュールよりもホットスポット温度が最大 10 ℃高くなりました。モジュールは、曇り空と晴天の両方の高放射照度条件下で 30 日間にわたってテストされました。この研究は、2023 年の EU PVSEC イベントの議事録の一部として、まもなく全文が公表される予定です。
研究者らによると、これらの結果は、モジュールのテスト標準では十分にカバーされていないパフォーマンス損失への経路を明らかにしました。
「モジュールの下部にある単一のホットスポットが上部の複数のホットスポットを引き起こす可能性があり、対処しなければ、温度の上昇によってモジュール全体の劣化が加速する可能性があります」とスアレス氏は述べた。同氏はさらに、これにより、システムのレイアウトや風冷だけでなく、モジュールの洗浄などのメンテナンス作業がさらに重要になる可能性があると指摘しました。しかし、これよりも問題を早期に発見することが望ましく、製造段階でのテストと品質保証に新たな手順が必要になります。
「私たちの調査結果は、ハーフセルおよび両面受光技術の基準を再評価し、場合によっては更新する必要性と機会に焦点を当てています」とスアレス氏は述べた。「サーモグラフィーを考慮し、ハーフセルに特定の熱パターンを導入し、両面モジュールの標準試験条件 (STC) に対する温度勾配の正規化を調整することが不可欠です。」
投稿日時: 2023 年 10 月 17 日