熱欠陥は太陽光発電プラントの発電にどのような影響を与えますか?

太陽能模組是太陽光電系統電能產生的主要單元,其功能就是把太陽光轉成電能,若有影響太陽能模組轉換效率的異常發生,光能轉換成電能就會變少,根據能量守恆原理,此時就會產生額外的熱能,這就是我們所稱的熱缺陷。換言之,若有熱缺陷的存在就會對系統發電產生影響,參考 IEC 62446-3,依照熱缺陷形成原因與後續處理方式,將熱缺陷分成下列十二種:
いいえ。 | 熱欠陥の種類 | PVモジュール電力の影響 | 注釈 |
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1 | 開回路のモジュール | 100% | モジュールは電力を生成しません |
2 | モジュールの短絡 | 100% | モジュールは電力を生成しません |
3 | ガラスが割れたPVモジュール | 15.47%(概算) | ホットスポット電力低下の上限を適用する |
4 | 短絡中の部分文字列 | 33.33% | 1/3モジュールは発電しない |
5 | 1つの部分文字列が開回路になっている | 33.33% | 1/3モジュールは発電しない |
6 | 開回路の2つの部分文字列 | 66.66% | 2/3モジュールは発電しない |
7 | 温度差のある単一細胞 | 8.15%(平均) | 研究によると、ホットスポットの電力への影響範囲は0.83%~15.47% |
8 | セルが網掛けされたモジュール | 8.15%(平均) | 研究によると、ホットスポットの電力への影響範囲は0.83%~15.47% |
9 | 鳥の糞やホコリ | 8.15%(平均) | 研究によると、ホットスポットの電力への影響範囲は0.83%~15.47% |
10 | セル接続部における伝達抵抗 | 0.83%(概算) | ホットスポット電力低下の下限を適用する |
11 | 加熱されたJB | 0.83%(概算) | ホットスポット電力低下の下限を適用する |
12 | 電位誘導劣化 | 50%(平均) | 研究によると、PIDが電力に与える影響の範囲は30%~70%です。 |
上の表は、関連研究に基づき、熱欠陥がPVモジュールの発電出力に及ぼす影響の推定値を示しています。例えば、ホットスポットはモジュールの発電量を約0.83%から15.47%低下させる可能性があり、一方、電位誘起劣化(PID)は、その程度に応じて30%から70%の損失につながる可能性があります。
上記の計算では、PVモジュールの直列接続および並列接続の影響が考慮されていないため、発電損失の推定値は比較的控えめなものとなっています。実際には、異常なモジュールは、同じ直列内の他のモジュールの性能に影響を与える可能性があります。 例えば、ガラスが破損したモジュールは、ホットスポットを発生させるだけでなく、ストリング全体の電流を低下させる可能性があります。さらに、絶縁抵抗の問題はインバータの停止につながり、発電損失をさらに増大させる可能性があります。時間の経過とともに、これらの影響は累積し、システム全体の効率に重大な影響を与えます。 したがって、熱的欠陥を早期に検出し、タイムリーに介入することが、電力損失を最小限に抑え、システムの安定した運用を確保する上で不可欠です。