সোলার প্যানেল হট স্পট: কেন তাপমাত্রা গুরুত্বপূর্ণ

দ্রুত উত্তর: একটি হট স্পট তৈরি হয় যখন একটি মডিউলের একটি সেল ছায়া, মিসম্যাচ বা ফাটলের কারণে রিভার্স বায়াসে চলে যায় এবং স্ট্রিংয়ের বাকি অংশ যে শক্তি উৎপাদন করছে তা তাপ হিসেবে অপচয় করে। এটি যে তাপমাত্রায় পৌঁছায় তা-ই নির্ধারণ করে এটি একটি অসুবিধা হবে নাকি ওয়ারেন্টি দাবি: একটি সেলে ঘনীভূত তাপ ১৬০ °C-এর দিকে উঠতে পারে, যখন আশেপাশের মডিউল প্রায় ৯০ °C-এ থাকে। এরপর তাপ একটি নির্দিষ্ট ক্রমে উপকরণগুলোর উপর আক্রমণ করে — প্রথমে এনক্যাপসুল্যান্ট, তারপর ব্যাকশিট, তারপর গ্লাস এবং ইন্টারকানেক্ট জয়েন্টগুলো। বাইপাস ডায়োড এই সীমাবদ্ধতা আরোপের জন্য বিদ্যমান, যা প্রভাবিত সেল গ্রুপের চারপাশে কারেন্টকে একটি কম-রোধের পথ দেয়, এ কারণেই ডায়োড ব্যর্থতা প্রকৃত বিপদ: একটি ছায়াযুক্ত সেল পুনরুদ্ধারযোগ্য, কিন্তু একটি ব্যর্থ বাইপাস ডায়োডযুক্ত মডিউল পুনরুদ্ধারযোগ্য নয়। বাস্তবে গুরুত্বপূর্ণ হলো সেলের তাপমাত্রা ক্ষতির সীমায় পৌঁছানোর আগে ডায়োড পরিবাহী হয় কিনা।

আংশিক ছায়া বাস্তব ইনস্টলেশনে অনিবার্য। এটি ওয়ারেন্টি দাবিতে পরিণত হবে কি না তা নির্ধারণ করে ছায়া নিজে নয়, বরং একটি সেলে এটি যে তাপমাত্রা তৈরি করে, এবং মডিউল উপকরণগুলিকে কতক্ষণ তা সহ্য করতে বলা হয়।

PV মডিউল নির্ভরযোগ্যতা · হট স্পট এবং নিরাপত্তা · Jerry, Ooitech দ্বারা

1. একটি অনুচ্ছেদে হট স্পট কী

একটি মডিউলের সেলগুলি সিরিজে সংযুক্ত, তাই একই কারেন্ট তাদের সকলের মধ্য দিয়ে যেতে হয়। যখন একটি সেল ছায়াযুক্ত হয়, তার নিজস্ব ফটোকারেন্ট কমে যায়, কিন্তু স্ট্রিং তখনও তার মধ্য দিয়ে কারেন্ট চালায়। ছায়াযুক্ত সেলটি রিভার্স বায়াসে চালিত হয় এবং উৎপাদন বন্ধ করে দেয়: এটি একটি লোড হয়ে যায়। এটি যে শক্তি অপচয় করে তা প্রায় তার জুড়ে রিভার্স ভোল্টেজের সমান যা এর মধ্য দিয়ে প্রবাহিত মিসম্যাচ কারেন্ট দ্বারা গুণিত।

যেহেতু সেই শক্তি মডিউল জুড়ে ছড়িয়ে না পড়ে একটি সেলে কেন্দ্রীভূত হয়, স্থানীয় তাপমাত্রা বেড়ে যায়। সেই স্থানীয় বৃদ্ধিই হট স্পট, এবং এটি বৈদ্যুতিক হওয়ার আগে একটি উপকরণ সমস্যা।

চিত্র ১: আংশিক ছায়ার অধীনে PERC, HJT এবং IBC সেলের স্বাভাবিককৃত I-V বক্ররেখা। ছায়াযুক্ত সেলটি রিভার্স বায়াসে চালিত হওয়ার সাথে সাথে বক্ররেখাগুলি তীব্রভাবে বিচ্ছিন্ন হয়, যা সেই অঞ্চল যেখানে অপচয়িত শক্তি — এবং তাই হট-স্পট তাপমাত্রা — নির্ধারিত হয়।

2. তাপমাত্রা হল ডিজাইন মার্জিন

দুটি মডিউল একই ছায়ার অধীনে একই পরিমাণ শক্তি হারাতে পারে এবং খুব ভিন্ন ঝুঁকি বহন করতে পারে, কারণ ক্ষতি ওয়াটের চেয়ে তাপমাত্রা দ্বারা হয়। 90 °C-এ তার মিসম্যাচ শক্তি অপচয়কারী একটি ছায়াযুক্ত সেল একটি পরিচালনাযোগ্য অবস্থা। 160 °C-এ একই সেল তার চারপাশের প্রতিটি উপকরণকে ত্বরান্বিত করছে।

এগুলি সূচকীয় পরিসংখ্যান, গ্যারান্টি নয়। প্রকৃত হট-স্পট তাপমাত্রা নির্ভর করে ছায়াযুক্ত এলাকা, পরিবেষ্টিত তাপমাত্রা, বাতাসের গতি, মডিউল এনক্যাপসুলেশন, গ্লাসের আকার, সেল ডিজাইন এবং ব্যবহৃত পরীক্ষা পদ্ধতির উপর। টেবিলের মূল বিষয় হল গতির দিক, সঠিক সংখ্যা নয়: কম তাপমাত্রা মানে বড় নিরাপত্তা মার্জিন, এবং বড় নিরাপত্তা মার্জিনই একটি অসুবিধাকে ব্যর্থতা থেকে আলাদা করে।

3. তাপ আসলে কী ক্ষতি করে

একটি হট স্পট একটি স্থানীয় তাপীয় ঘটনা, এবং স্ট্যাকের প্রতিটি উপকরণের নিজস্ব দুর্বলতা রয়েছে।

টেবিলটি একটি পদার্থবিজ্ঞান বক্তৃতার চেয়ে ওয়ারেন্টি এক্সপোজারের তালিকা হিসাবে পড়ুন। এনক্যাপসুল্যান্ট বার্ধক্য এবং ব্যাকশিট ক্ষয় বছর পরে পাওয়ার লস হিসাবে দেখা দেয়। গ্লাস ভাঙা অবিলম্বে দেখা দেয়। সোল্ডার ক্লান্তি ধীরে ধীরে বাড়তে থাকা সিরিজ প্রতিরোধ হিসাবে দেখা দেয়। পরবর্তীতে ছায়া সরিয়ে এগুলির কোনওটিই মেরামত হয় না।

4. কেন সেল আর্কিটেকচার তাপমাত্রা পরিবর্তন করে

একই ছায়ার অধীনে দুটি সেল খুব ভিন্ন তাপমাত্রায় থাকতে পারে তার কারণ তাদের রিভার্স কারেন্ট কীভাবে বিতরণ করা হয় তার উপর নির্ভর করে।

একটি প্রচলিত সেলে, রিভার্স ব্রেকডাউন স্থানীয় দুর্বল পয়েন্টে কেন্দ্রীভূত হতে থাকে: ত্রুটি স্থান, সেল প্রান্ত, ধাতবকরণ অনিয়ম, মাইক্রো-ক্র্যাক, দূষিত এলাকা বা দুর্বল প্যাসিভেশনের অঞ্চল। একই শক্তিকে একটি ছোট এলাকায় কেন্দ্রীভূত করা উচ্চ স্থানীয় পাওয়ার ঘনত্ব তৈরি করে, এবং তাপমাত্রা দ্রুত বাড়ে। উপমাটি হল একই শক্তি দিয়ে একটি ধাতব প্লেট গরম করা বনাম একটি সুচের ডগা গরম করা: ডগাটি বেশি গরম হয়।

চিত্র ২: একটি ব্যাক-কন্টাক্ট সেল ক্রস-সেকশন, বিপরীত-পোলারিটি অঞ্চলের মধ্যে ফাঁক চিহ্নিত। সেই ফাঁক, এবং পিছন জুড়ে ইন্টারলিভড p এবং n অঞ্চলের ঘনত্ব, নির্ধারণ করে রিভার্স কারেন্ট কত সমানভাবে ছড়াতে পারে এবং তাই স্থানীয় তাপমাত্রা কত কম থাকে।

একটি ব্যাক-কন্টাক্ট সেল এটিকে উল্টে দেয়। এর পিছনের অংশে প্রচুর পরিমাণে পরস্পর ছেদকারী p এবং n অঞ্চল থাকে, যা সার্কিটের দৃষ্টিকোণ থেকে একটি বড় ডায়োডের মতো নয়, বরং সমান্তরালে সংযুক্ত অনেক ছোট ডায়োডের মতো আচরণ করে। যখন সেলটিকে রিভার্স বায়াসে চালিত করা হয়, তখন পরিবাহিতা একটি একক দুর্বল বিন্দুতে কেন্দ্রীভূত হওয়ার পরিবর্তে সেই বিতরণকৃত জাংশনগুলির মধ্যে ছড়িয়ে পড়তে পারে। স্থানীয় পাওয়ার ঘনত্ব কমে যায়, এবং তাপমাত্রাও কমে যায়।

দ্বিতীয় কারণটি হল রিভার্স ব্রেকডাউন ভোল্টেজ নিজেই। যেহেতু অপচিত শক্তি রিভার্স ভোল্টেজের সাথে স্কেল করে, একটি কাঠামো যা রিভার্স ভোল্টেজকে নিম্ন স্তরে ক্ল্যাম্প করে কম শক্তি অপচয় করে। এটি অস্বাভাবিক এই অর্থে যে একটি নিম্ন ব্রেকডাউন ভোল্টেজ, সাধারণত একটি দুর্বলতা, ছায়ার অধীনে একটি প্রতিরক্ষামূলক ব্যবস্থা হয়ে ওঠে। সম্পূর্ণ বৈদ্যুতিক যুক্তি, মিসম্যাচ কারেন্ট এবং বাইপাস ডায়োড সক্রিয়করণের শর্তগুলি সহ, বর্ণিত হয়েছে কেন BC সোলার সেল ছায়া আরও ভালভাবে সামলায়.

এখানে একটি স্পষ্টীকরণ গুরুত্বপূর্ণ, কারণ এটি ব্যাপকভাবে ভুল বোঝা যায়: উত্তম হট-স্পট আচরণ ছায়া থেকে অনাক্রম্যতার সমান নয়. ছায়া পড়লে প্রতিটি সেল আউটপুট হারায়। যদি একটি সাবস্ট্রিং-এ ছায়াযুক্ত এলাকা যথেষ্ট বড় হয়ে যায়, বা বেশ কয়েকটি সেল সম্পূর্ণ ছায়াযুক্ত হয়, তাহলে বাহ্যিক বাইপাস ডায়োড সক্রিয় হবে এবং সম্পূর্ণ সাবস্ট্রিং বাইপাস করবে — এর মধ্যে থাকা ছায়াহীন সেলগুলিসহ। ভারী ছায়ার অধীনে, সুবিধাটি মূলত অদৃশ্য হয়ে যায়। BC আর্কিটেকচার যা দেয় তা হল আংশিক, স্থানীয় ছায়ায় উত্তম আচরণ যা বাস্তব ছাদে প্রকৃতপক্ষে ঘটে।

চিত্র ৩: একটি জাংশন বক্স খোলা অবস্থায় যা এর বাইপাস ডায়োডগুলি দেখাচ্ছে। এগুলি প্যাসিভ ডিভাইস: এগুলি কেবল তখনই পরিবাহী হয় যখন তাদের জুড়ে সাবস্ট্রিং ভোল্টেজ যথেষ্ট ঋণাত্মক হয়। এগুলি শেষ প্রতিরক্ষা স্তর, এবং এগুলি কেবল তখনই সক্রিয় হয় যখন সেল-স্তরের আচরণ ইতিমধ্যেই ভোল্টেজ নিচে ধরে রাখতে ব্যর্থ হয়েছে।

৫. যেখানে হট-স্পট ঝুঁকি সর্বোচ্চ

হট স্পটগুলি ছায়ার একটি ফাংশন, এবং ছায়া ইনস্টলেশনের একটি ফাংশন। কিছু কনফিগারেশন মাঝে মাঝে ঘটনার পরিবর্তে নিয়মিত অবস্থা হিসাবে আংশিক ছায়া উৎপন্ন করে।

এই কারণেই বিতরণকৃত উৎপাদনে হট-স্পট পারফরম্যান্স হেডলাইন দক্ষতার চিত্রের চেয়ে বেশি গুরুত্বপূর্ণ। খোলা মাঠে একটি মডিউল তার জীবনের বেশিরভাগ সময় অভিন্ন ইরেডিয়েন্সের অধীনে ব্যয় করে। একটি আবাসিক ছাদে একটি মডিউল বছরের পর বছর ধরে প্রতিদিন বিকেলে আংশিক ছায়াযুক্ত হতে পারে।

৬. বাস্তবে ঝুঁকি হ্রাস

পাঁচটি ব্যবস্থা, মোটামুটি আপনার তাদের উপর কতটা নিয়ন্ত্রণ আছে তার ক্রম অনুসারে।

• শুধুমাত্র দক্ষতার জন্য নয়, প্রয়োগের জন্য সেল আর্কিটেকচার নির্বাচন করুন। যেখানে আংশিক ছায়া ব্যতিক্রমের পরিবর্তে একটি ডিজাইন শর্ত, সেখানে নিম্ন হট-স্পট তাপমাত্রা ধরে রাখার ক্ষমতা নিজেই একটি স্পেসিফিকেশন আইটেম।
• বাইপাস ডায়োড কনফিগারেশন পরীক্ষা করুন। আরও সাবস্ট্রিং মানে ডায়োড সক্রিয় হলে ছোট বাইপাস করা বিভাগ, তবে এর মানে আরও ডায়োড এবং আরও সংযোগও। মডিউলের জাংশন বক্স ব্যবস্থা হট-স্পট আচরণের একটি অংশ, যেমনটি আমাদের সোলার জাংশন বক্স পৃষ্ঠায়.
• স্থায়ী ছায়াগুলির চারপাশে লেআউট ডিজাইন করুন। চিমনি, খুঁটি, প্যারাপেট এবং HVAC সরঞ্জাম পূর্বানুমেয় ছায়া ফেলে। প্রভাবিত সাবস্ট্রিংয়ের সংখ্যা কমাতে স্ট্রিং স্থাপন করা যেকোনো মডিউল আপগ্রেডের চেয়ে সস্তা।
• অ্যারে পরিষ্কার রাখুন। পাখির বিষ্ঠা, পাতা, তুষার পকেট এবং সয়লিং ব্যান্ডগুলি ছোট-এলাকা, উচ্চ-পরিণাম ছায়া ঘটনা। একটি সেলে একটি একক বিষ্ঠা ঠিক সেই অবস্থা যা সবচেয়ে খারাপ স্থানীয় তাপমাত্রা তৈরি করে।
• তাপীয়ভাবে পরিদর্শন করুন। হট স্পটগুলি চোখে দৃশ্যমান হওয়ার অনেক আগে ইনফ্রারেডে দৃশ্যমান হয়। পদ্ধতিটি বর্ণিত হয়েছে সোলার প্যানেলের জন্য তাপীয় ইমেজিং.

FAQ

সোলার প্যানেলে হট স্পট কী?

এটি আংশিক ছায়ার কারণে একটি সেলে স্থানীয় উচ্চ-তাপমাত্রার অঞ্চল। ছায়াযুক্ত সেলটি সিরিজ স্ট্রিংয়ের বাকি অংশ দ্বারা রিভার্স বায়াসে বাধ্য হয়, উৎপাদন বন্ধ করে দেয় এবং পরিবর্তে শক্তি অপচয় করে, যা তার তাপমাত্রা আশেপাশের সেলগুলির উপরে বাড়ায়।

একটি সোলার প্যানেলের হট স্পট কতটা গরম হতে পারে?

এটি ছায়াযুক্ত এলাকা, পরিবেষ্টিত তাপমাত্রা, বাতাসের গতি, এনক্যাপসুলেশন এবং সেল ডিজাইনের সাথে ব্যাপকভাবে পরিবর্তিত হয়। রিপোর্ট করা পরিসংখ্যান সু-বিতরণকৃত রিভার্স পরিবাহিতার আর্কিটেকচারের জন্য প্রায় 90 °C থেকে শুরু করে যেখানে রিভার্স ব্রেকডাউন স্থানীয় দুর্বল বিন্দুতে কেন্দ্রীভূত হয় সেই সেলগুলির জন্য 160 °C এবং তার উপরে পর্যন্ত। দিকটি যেকোনো একক সংখ্যার চেয়ে বেশি গুরুত্বপূর্ণ।

একটি হট স্পট কি একটি মডিউল স্থায়ীভাবে ক্ষতি করে?

এটি করতে পারে। দীর্ঘস্থায়ী উচ্চ তাপমাত্রা এনক্যাপসুল্যান্টের বার্ধক্য এবং ব্যাকশিটের অবক্ষয় ত্বরান্বিত করে, সোল্ডার জয়েন্টগুলিকে ক্লান্ত করে, কাচের উপর চাপ দেয় এবং প্রভাবিত সেলের জাংশন স্থায়ীভাবে ক্ষতি করতে পারে। যেহেতু ক্ষতিটি জমা হয়, বারবার ছায়া ঘটনা একটি একক ঘটনার চেয়ে বেশি পরিণতিপূর্ণ।

BC মডিউলগুলি কি ছায়া থেকে অনাক্রম্য?

না। ছায়া পড়লে প্রতিটি সেল আউটপুট হারায়, এবং ভারী ছায়ার অধীনে বাহ্যিক বাইপাস ডায়োড সক্রিয় হয় এবং সেল আর্কিটেকচার নির্বিশেষে সম্পূর্ণ সাবস্ট্রিং বাইপাস করে। BC আর্কিটেকচার যা উন্নত করে তা হল আংশিক, স্থানীয় ছায়ার অধীনে আচরণ: নিম্ন রিভার্স ভোল্টেজ, আরও সমানভাবে বিতরণকৃত রিভার্স কারেন্ট, এবং তাই নিম্ন হট-স্পট তাপমাত্রা।

বাইপাস ডায়োড কখন দায়িত্ব নেয়?

যখন একটি সাবস্ট্রিং-এ ছায়াযুক্ত সেলগুলির জুড়ে মোট রিভার্স ভোল্টেজ অবশিষ্ট ছায়াহীন সেলগুলির সম্মিলিত ফরওয়ার্ড ভোল্টেজ প্লাস ডায়োডের নিজস্ব ফরওয়ার্ড ড্রপ ছাড়িয়ে যায়। সেই বিন্দু পর্যন্ত মডিউলটি সেলগুলির নিজস্ব রিভার্স আচরণের উপর নির্ভর করে। একবার ডায়োড পরিবাহী হলে, সম্পূর্ণ সাবস্ট্রিং — ছায়াযুক্ত এবং ছায়াহীন সেল উভয়ই — বাইপাস হয় এবং অবদান রাখা বন্ধ করে।

আমি কীভাবে জানব যে আমার অ্যারেতে হট স্পট আছে?

ইনফ্রারেড পরিদর্শনই হলো ব্যবহারিক পদ্ধতি। কোনো হট স্পট দৃশ্যমান ক্ষতি হওয়ার অনেক আগেই আশপাশের সেলের তুলনায় একটি স্পষ্ট উষ্ণ এলাকা হিসেবে দেখা যায়। লোডের অধীনে পর্যায়ক্রমিক তাপীয় সমীক্ষা, সাথে অপ্রত্যাশিত সিরিজ রেজিস্ট্যান্স বৃদ্ধির জন্য I-V কার্ভ পরীক্ষা, বেশিরভাগ বিকাশমান সমস্যা ধরে ফেলে।

কোনটি বেশি গুরুত্বপূর্ণ, হট-স্পট তাপমাত্রা নাকি মডিউল দক্ষতা?

এগুলো বিকল্প নয়, এবং সঠিক উত্তর নির্ভর করে ইনস্টলেশনের উপর। সমান বিকিরণযুক্ত খোলা মাঠে দক্ষতাই প্রধান। ছায়াযুক্ত আবাসিক ছাদ বা সীমাবদ্ধ বারান্দার অ্যারে-তে, যে মডিউল কম হট-স্পট তাপমাত্রা ধরে রাখে, তার আয়ুষ্কালের ফলাফল সাধারণত ভালো হয় এবং ওয়ারেন্টি ঝুঁকি কম থাকে, তুলনায় এমন মডিউলের যা কেবল উচ্চতর পিক রেটিং রাখে।

চূড়ান্ত চিন্তা

বেশিরভাগ বিতরণকৃত ইনস্টলেশনে ছায়া ডিজাইনের মাধ্যমে দূর করা যায় না, তাই ব্যবহারিক প্রশ্নটি হলো কোনো মডিউল আংশিক ছায়ার সম্মুখীন হবে কি না তা নয়, বরং সম্মুখীন হলে তা কেমন আচরণ করে। হট-স্পট তাপমাত্রাই সেই চলক যা নির্ধারণ করে সেই অভিজ্ঞতা আপনার কিছু উৎপাদন খরচ করবে নাকি মডিউলটাই খরচ করাবে, কারণ তাপমাত্রাই এনক্যাপসুল্যান্টের বয়স বাড়ায়, ব্যাকশিটের ক্ষয় করে, গ্লাসে চাপ দেয় এবং ইন্টারকানেক্ট ক্লান্ত করে। স্থায়ী বাধাযুক্ত ছাদের জন্য মডিউল নির্ধারণ করার সময়, হট-স্পট আচরণকে ডেটাশিটের পাদটীকা নয় বরং একটি পারফরম্যান্স ও নিরাপত্তা স্পেসিফিকেশন হিসেবে বিবেচনা করুন। যদি আপনি ছায়াযুক্ত বিতরণকৃত অ্যাপ্লিকেশনের জন্য নির্ধারিত মডিউলের একটি লাইন পরিকল্পনা করছেন, আমাদের লক্ষ্য বাজার ও মডিউল ফরম্যাট জানান এবং সেল ও জাংশন বক্স স্পেসিফিকেশনে কী কী থাকা উচিত তা আমরা কাজ করে বের করব।