太陽熱発電システムにおける発電量への12の熱異常の影響

太陽電池モジュールは、太陽光発電システムにおいて電力を生み出す主要な構成要素であり、その役割は太陽光を電気エネルギーへ変換することです。 しかし、モジュールの変換効率に影響を与える異常が発生すると、光エネルギーから電気エネルギーへの変換量が減少します。エネルギー保存の法則により、余剰となったエネルギーは熱として放出され、これを**熱異常(ホットスポット)**と呼びます。 言い換えると、熱異常が存在すると太陽光発電システムの発電性能に影響を及ぼします。 Smart Solar O&M では IEC 62446-3 を参考に、熱異常の発生原因および推奨される対処方法に基づき、熱異常を以下の 12種類に分類しています。

いいえ。熱異常の種類PVモジュール電力の影響注釈
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
51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)海外のホットスポット効果に関する研究:0.83%~15.47%。
8セルが網掛けされたモジュール8.15%(平均)海外のホットスポット効果に関する研究:0.83%~15.47%。
9鳥の糞やホコリ8.15%(平均)海外のホットスポット効果に関する研究: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JB0.83%(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)海外研究 PIDの出力レンジへの影響:30%~70%

表はまた、推定方法の太陽電池モジュールの電力への影響に関する熱異常をリストアップし、表の値は、関連する外国の研究を参照し、例えば、モジュール電力影響範囲のホットスポット約0.83% ~ 15.47%、モジュール電力影響範囲の減衰(PID)による電位差約30% ~ 70%、ガラス破裂も深刻なセル破裂を生成する可能性があり、セル溶接とジャンクションボックスの高温現象の高抵抗値は、電力影響範囲のホットスポットの下部の温度差に近いかもしれないホットスポットの電力影響値の上限と下限に類似しています。高抵抗の電池のはんだ付けとジャンクションボックスの高温現象は、より低い温度差のホットスポットに近い可能性があり、その電力影響値はホットスポットの電力影響範囲の上限と下限に類似している。 IRUAV APPのレポートでは、ケース内の上記の熱異常の検出率とオルソマップモジュールレベルの位置決めが集計されます。

上記の計算方法は、モジュールの直列・並列接続を考慮していないため、発電損失を比較的保守的に見積もる手法です。実際には、いずれか1枚の異常モジュールは同一ストリング内の他のモジュールにも影響を及ぼします。例えば、ガラス破損したモジュールはホットスポットを生じるだけでなく、ストリング全体の電流を低下させたり、絶縁抵抗の問題によってインバータのトリップや起動遅れを招いたりする可能性があります。こうした影響はより広範囲に及び、時間の経過とともに悪化する傾向があります。したがって、熱異常を発見した場合は、早期に対処することが最善策です。

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