Nguyên nhân hình thành điểm nóng đối với tấm quang điện mặt trời có bóng râm một phần

Nghiên cứu cho thấy, vấn đề tiềm ẩn đặc biệt ảnh hưởng đến các mô-đun nửa ô và hai mặt, có thể gây giảm hiệu suất nhanh hơn nhưng lại không được đề cập trong các tiêu chuẩn thử nghiệm/chứng nhận hiện tại.

Cắt đôi tế bào silicon sẽ làm cho chúng có thể tạo ra điện từ ánh sáng mặt trời chiếu vào cả hai mặt là cải tiến mới mang lại khả năng tăng hiệu suất năng lượng với chi phí sản xuất tăng thêm không nhiều. Do đó, phiên bản này đã phát triển nhanh chóng trong vài năm qua, hiện là xu hướng chủ đạo trong sản xuất mô-đun và tấm quang điện mặt trời. Tuy nhiên ở chiều kia, nó lại phát sinh điểm nóng và gây giảm hiệu suất nhanh hơn song ít được đề cập.

Nghiên cứu của EA đoạt giải thưởng tại hội nghị PVSEC của EU tổ chức tại Lisbon vào tháng trước, chứng minh được điều này, gây ra các vấn đề về hiệu suất và hình thành điểm nóng trong một số điều kiện nhất định.Nhóm tác giả nghiên cứu cảnh báo, các tiêu chuẩn thử nghiệm hiện tại không thể phát hiện được sự cố nói trên trước khi xuống cấp.

Sergio Suárez, giám đốc kỹ thuật toàn cầu của EA cho biết, ông cùng các cộng sự đã kiểm tra các bộ phận của mô-đun quang điện để quan sát tiến triển hình thành điểm nóng dưới điều kiện bóng râm một phần.

“Chúng tôi đi sâu nghiên cứu hoạt động của các mô-đun nửa tế bào một mặt và hai mặt, tập trung vào sự hình thành điểm nóng và nhiệt độ mà các điểm này đạt tới. Thật thú vị, xác định được các điểm nóng phản chiếu xuất hiện ở vị trí ngược lại so với các điểm nóng thông thường mà không có lý do rõ ràng, chẳng hạn như bị bóng hoặc vỡ”, Sergio Suárez cho hay.

Nguyên nhân gây suy thoái nhanh hơn

Nghiên cứu chỉ ra rằng, thiết kế điện áp của mô-đun nửa tế bào có thể khiến các điểm nóng lan rộng ra ngoài khu vực bị bóng mờ/hư hỏng. “Các mô-đun nửa ô đưa ra một kịch bản hấp dẫn. Khi một điểm nóng xuất hiện, thiết kế song song điện áp vốn có của mô-đun sẽ thúc đẩy các khu vực không bị ảnh hưởng khác cũng phát triển các điểm nóng. Hiện tượng  này có thể gợi ý về khả năng xuống cấp nhanh hơn trong các mô-đun nửa ô do sự xuất hiện của các điểm nóng nhân lên”, nghiên cứu nhấn mạnh.

Hiệu ứng này cũng được chứng minh là đặc biệt mạnh ở các mô-đun hai mặt, đạt nhiệt độ điểm nóng cao hơn tới 10 độ C so với các mô-đun một mặt. Các mô-đun này đã được thử nghiệm trong khoảng thời gian 30 ngày trong điều kiện bức xạ cao, kể cả bầu trời nhiều mây và quang đãng.

Theo các nhà nghiên cứu, một điểm nóng duy nhất ở phần dưới của mô-đun có thể tạo ra nhiều điểm nóng phía trên, nếu không được xử lý, có thể đẩy nhanh quá trình xuống cấp tổng thể của mô-đun do nhiệt độ tăng lên. Biết được nguyên nhân này, các chủ sở hữu cần tăng cường công tác bảo trì, như làm sạch mô-đun, cũng như bố trí hệ thống và làm mát gió. Tuy nhiên, việc phát hiện sớm vấn đề sẽ tốt hơn, nhất là ở công đoạn sản xuất cần có thêm các bước mới trong thử nghiệm và đảm bảo chất lượng.

“Phát hiện của chúng tôi cho thấy, nhu cầu và cơ hội để đánh giá lại và có thể cập nhật các tiêu chuẩn cho công nghệ nửa tế bào và hai mặt. Điều cần thiết là phải tính đến yếu tố đo nhiệt độ, đưa ra các mẫu nhiệt cụ thể cho nửa tế bào và điều chỉnh chuẩn hóa gradient nhiệt theo Điều kiện thử nghiệm tiêu chuẩn (STC) cho mô-đun hai mặt”, Sergio Suárez bổ sung thêm.