Mezinárodní skupina výzkumníků vyvinula elektronický obvod, ktery údajně účinně zmírňuje hotspoty ve fotovoltaických modulech. Využívá dva proudové komparátory, dva tranzistory NPN a obvod proudového zrcadla k identifikaci anomálií v toku proudu. Umožňuje tak přesné řízení vstupního a výstupního proudu prostřednictvím čistě odporového prvku.
Mezinárodní výzkumný tým vyrobil elektronický obvod, který může údajně snížit tvorbu hotspotů a zvýšit energetický výnos ve fotovoltaických modulech.
Navrhovaný systém využívá dva proudové komparátory, dva NPN tranzistory a obvod proudového zrcadla. Tato zařízení jsou integrována prostřednictvím automatického spínacího mechanismu. Ten podle vědců eliminuje potřebu konvenčních bypass diod, protože poskytuje dynamickou odezvu na kolísající tepelné podmínky.
V navržené konfiguraci systému proudový komparátor identifikuje anomálie v toku proudu indikující potenciální aktivní body. Zatímco obvod zrcadla proudu na tyto anomálie reaguje měřením toku proudu. ,,Tato konstrukce umožňuje přesné řízení vstupního a výstupního proudu prostřednictvím čistě odporového prvku. Což podporuje stabilnější a efektivnější provozní prostředí pro FV modul,“ vysvětlili výzkumníci.
Identifikace anomálií v toku proudu
Současný komparátor pracuje ve dvou stupních. Nejprve vyhodnotí výstupní proudy z prvního a druhého dílčího FV řetězce. Potom porovná rozdílový proud získaný z tohoto hodnocení s posledním FV dílčím řetězcem. Poslední krok vědci popisují jako kritický průchod zajišťující homogenní proud napříč všemi podřetězci, který podle nich zabraňuje výskytu hotspotů.
Elektronický obvod může fungovat tak, že získává elektřinu ze samotných solárních modulů. A podle jeho tvůrců je jeho spotřeba energie minimální.
Prostřednictvím série ověřovacích testů vystavujících obvod vysokému proudovému zatížení výzkumná skupina zjistila, že by mohl zajistit dostatečnou tepelnou stabilitu v rámci bezpečných provozních limitů. „Tento robustní výkon naznačuje vhodnost okruhu pro širokou škálu fotovoltaických instalací, od malých rezidenčních až po rozsáhlé průmyslové aplikace,“ vysvětlil s tím, že zařízení snížilo teploty hotspotu „výrazně“ z „nebezpečné“ prahové hodnoty 55 °C.
Vědci také zjistili, že použití systému může vést k vyššímu energetickému výnosu v rozmezí od 3 % do 5,35 % v solárních panelech ovlivněných sousedními a nesousedními hotspoty. Varovali ale také, že systém sice zajišťuje rovnoměrnější rozložení proudu, ale není schopen korigovat výkonové ztráty v místě závad.
„Zatímco obvod výrazně snížil teploty hotspotů, čímž je přiblížil teplotám zdravých buněk, zcela je nenormalizoval,“ uzavřeli a naznačili současná omezení zařízení.
Bylo to popsáno v článku „Fotovoltaické hotspoty: technika zmírňování a jeho tepelný cyklus“, který byl nedávno publikován v Optiku. Výzkumný tým zahrnoval vědce z University of York ve Spojeném království, Sandia National Laboratories Ministerstva energetiky USA a University of Neapol Federico II v Itálii.
Zdroj: pv-magazine, TowPoint
