ผลกระทบของจุดร้อนและมาตรการรับมือของโมดูลโฟโตโวลตาอิคแบบฟิล์มบาง

ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี เทคโนโลยีการผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์จึงถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายทั้งในและต่างประเทศ รูปแบบการใช้งานมีหลากหลายและกระจายตัวอยู่ทั่วไป เช่น การติดตั้งในอาคาร ไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์ ฯลฯ ในพื้นที่เหล่านี้ อาคาร ต้นไม้ ร่มเงา ปล่องไฟ ฝุ่น เมฆ ฯลฯ ย่อมบดบังแผงเซลล์แสงอาทิตย์ ดังนั้น ประชาชนจึงกังวลว่าสถานการณ์เช่นนี้จะส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้าของเซลล์แสงอาทิตย์มากน้อยเพียงใด และจะแก้ไขอย่างไร

ในทางปฏิบัติ เซลล์แสงอาทิตย์มักเชื่อมต่อแบบอนุกรมหรือขนานกับส่วนประกอบแบตเตอรี่หลายชิ้นเพื่อให้ได้แรงดันหรือกระแสไฟฟ้าตามที่ต้องการ เพื่อให้มีประสิทธิภาพการแปลงพลังงานแสงสูง เซลล์แต่ละเซลล์ในชุดประกอบเซลล์ต้องมีคุณสมบัติที่คล้ายคลึงกัน ในระหว่างการใช้งาน แบตเตอรี่หนึ่งก้อนหรือหลายก้อนอาจไม่เข้ากัน เช่น รอยแตก การเชื่อมต่อภายในล้มเหลว หรือแสงสะท้อน ฯลฯ ทำให้คุณสมบัติไม่สอดคล้องกับภาพรวม ภายใต้สภาพแสงที่เหมาะสม เซลล์แสงอาทิตย์ที่ถูกแสงสะท้อนในสาขาแบบอนุกรมจะเปลี่ยนจากหน่วยผลิตไฟฟ้าเป็นหน่วยบริโภคไฟฟ้า เซลล์แสงอาทิตย์ที่ถูกแสงสะท้อนไม่เพียงแต่ไม่ได้ส่งผลต่อกำลังไฟฟ้าของโมดูลเท่านั้น แต่ยังใช้พลังงานจากแบตเตอรี่อื่นๆ อีกด้วย โดยจะสร้างความร้อนเมื่อโมดูลร้อน ซึ่งเรียกว่าปรากฏการณ์จุดร้อน

เมื่อเปรียบเทียบกับซิลิคอนผลึก ความหนาของฟิล์มของส่วนประกอบแบตเตอรี่แบบฟิล์มบางซิลิคอนอะมอร์ฟัสค่อนข้างสม่ำเสมอทั่วทั้งส่วนประกอบ และการจับคู่กระแสไฟฟ้าของเซลล์ย่อยหลายเซลล์ทำได้ดี และไม่มีรอยแตกหรือรอยร้าวแอบแฝงในส่วนประกอบซิลิคอนผลึก ด้วยเทคโนโลยีการผลิตที่ยอดเยี่ยม และโมดูลโฟโตวอลตาอิกซิลิคอนอะมอร์ฟัสที่ผลิตด้วยระบบการควบคุมคุณภาพที่เข้มงวด จึงแทบไม่มีปัญหาเรื่องการเชื่อมต่อภายในของเซลล์ย่อยแต่ละเซลล์ในโมดูลฟิล์มบาง นอกจากนี้ สำหรับเซลล์แสงอาทิตย์ซิลิคอนผลึก การบังแสงเพียงเล็กน้อยอาจทำให้สูญเสียพลังงานจำนวนมาก ส่งผลให้ส่วนประกอบมีอุณหภูมิสูงเกินไป ซึ่งจะทำให้ส่วนประกอบไหม้และอาจเกิดเพลิงไหม้ร้ายแรงได้ แต่ความหนาแน่นกระแสไฟฟ้าของเซลล์ฟิล์มบางซิลิคอนอะมอร์ฟัสมีน้อย และการบังแสงจึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง แบตเตอรี่แบบฟิล์มบางก็ส่งผลกระทบเช่นกัน แต่ผลกระทบจะน้อยกว่าแบตเตอรี่ซิลิคอนผลึกมาก

สำหรับผลกระทบจากจุดร้อนของผลิตภัณฑ์โฟโตโวลตาอิกแบบฟิล์มบาง คณะกรรมการอิเล็กโทรเทคนิคระหว่างประเทศ (International Electrotechnical Commission) ได้กำหนดมาตรฐานการทดสอบการรับรองที่เข้มงวด และผลิตภัณฑ์ต้องทนทานต่อผลกระทบจากจุดร้อนภายใต้สภาวะที่รุนแรงอย่างยิ่งยวด หลังจากโมดูลโฟโตโวลตาอิกแบบฟิล์มบางผ่านการทดสอบความทนทานต่อจุดร้อนแล้ว จะมีการตรวจสอบด้วยสายตาก่อน จากนั้นจึงบันทึกหรือถ่ายภาพรอยแตก ฟองอากาศ หรือการแยกชั้น หากพบข้อบกพร่องร้ายแรงตามที่ระบุไว้ในมาตรฐาน เช่น พื้นผิวด้านนอกแตก ร้าว บิดเบี้ยว ไม่สม่ำเสมอ หรือเสียหาย ชั้นฟิล์มบางใดๆ ในพื้นที่ทำงานที่มีประสิทธิภาพของโมดูลมีพื้นที่เซลล์มากกว่า 10% ของพื้นที่เซลล์ มีการกัดกร่อนที่มองเห็นได้ การเกิดฟองอากาศต่อเนื่องหรือการแยกชั้นระหว่างขอบของส่วนประกอบและส่วนใดๆ ของวงจร เป็นต้น การสูญเสียความสมบูรณ์เชิงกลซึ่งส่งผลต่อการติดตั้งหรือการทำงานของส่วนประกอบที่ได้รับผลกระทบจะถือว่าไม่มีคุณสมบัติ หากมีข้อบกพร่องด้านรูปลักษณ์ภายนอก แต่ไม่เข้าข่ายข้อบกพร่องด้านรูปลักษณ์ภายนอกที่ร้ายแรงดังที่กล่าวข้างต้น เช่น ชั้นฟิล์มใดๆ ในพื้นที่การทำงานที่มีประสิทธิภาพของส่วนประกอบมีช่องว่างและการกัดกร่อนที่มองเห็นได้ สายไฟขาออกมีการกัดกร่อนที่มองเห็นได้ เป็นต้น ให้ถ่ายภาพและบันทึกไว้ หากการทดสอบอื่นๆ ในภายหลังไม่ได้ผล ถือว่าโมดูลโฟโตวอลตาอิกแบบฟิล์มบางผ่านการทดสอบผลกระทบจากจุดร้อน หากได้รับผลกระทบ จะมีการเลือกโมดูลอื่นอีกสองโมดูลเพื่อทำการทดสอบผลกระทบจากจุดร้อนซ้ำ นอกจากนี้ การลดทอนกำลังขับสูงสุดของโมดูลภายใต้เงื่อนไขการทดสอบมาตรฐานต้องไม่เกิน 5% ของค่าก่อนการทดสอบ ความต้านทานฉนวนต้องเป็นไปตามข้อกำหนดเดียวกันกับการทดสอบครั้งแรก

ลูกค้าสามารถวางใจได้ว่าปัจจุบันผู้ผลิตโมดูลฟิล์มบางในประเทศหลายราย รวมถึง Pule New Energy ได้ผ่านการรับรองประสิทธิภาพและความปลอดภัยของผลิตภัณฑ์ที่เข้มงวดและเชื่อถือได้มากที่สุดในโลก ทั้งนี้ ในระหว่างการออกแบบ การก่อสร้าง และการใช้งานโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์แบบเชื่อมต่อโครงข่ายไฟฟ้า ควรพิจารณาผลกระทบของการบังแดดที่มีต่อโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์และระบบพลังงานแสงอาทิตย์อย่างถี่ถ้วน เพื่อลดผลกระทบของระบบพลังงานแสงอาทิตย์ให้เหลือน้อยที่สุด