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Autoren
OldBo
18.12.2022
Von einem Hot-Spot spricht man, wenn innerhalb von Solarmodulen einzelne Solarzellen aufgrund von Teilverschattungen keinen Strom mehr liefern, aber aufgrund des Stroms der anderen, in Reihe geschalteten Zellen, stark erhitzen. Dieser Effekt kann innerhalb einer Solarzelle auftreten oder ein komplettes Solarmodul tangieren. Ein Hot-Spot kann im schlimmsten Fall zur Zerstörung des Moduls führen. hat aber auf jeden Fall eine Ertragsminderung zur Folge.
Wärme, die in einer verschatteten Zelle abgeführt wurde, verursachte einen Bruch des Moduls.
 Wärme, die in einer verschatteten Zelle abgeführt wurde, verursachte einen Bruch des Moduls.
Quelle: Bosy

Von einem Hot-Spot spricht man, wenn innerhalb von Solarmodulen einzelne Solarzellen aufgrund von Teilverschattungen keinen Strom mehr liefern, aber aufgrund des Stroms der anderen, in Reihe geschalteten Zellen, stark erhitzen. Dieser Effekt kann innerhalb einer Solarzelle auftreten oder ein komplettes Solarmodul tangieren. Ein Hot-Spot kann im schlimmsten Fall zur Zerstörung des Moduls führen. hat aber auf jeden Fall eine Ertragsminderung zur Folge.

Die Entstehung eine Hot-Spots hat immer eine Teilverschattung eines Photovoltaik Moduls zur Ursache. Kommt es zur Verschattung einzelner Bereiche eines Solarmoduls, zum Beispiel durch Verschmutzung, produziert die betroffen Solarzelle keinen Strom mehr und ihr Innenwiderstand steigt. Da aber andere Zellen in Reihe verschaltet sind und diese weiter Solarstrom produzieren, wird deren Strom durch die verschattete Zelle gezwungen. Durch den hohen Innenwiderstand und den durchfließenden Strom entsteht eine Verlustleistung, die die Erhitzung des Photovoltaik Moduls zur Folge hat. Ist ein komplettes Solarmodul verschattet, kann sich auch das ganze Modul aufheizen.

Beispiel

Eine verschattete Zelle in einer Kette reduziert den Strom durch die intakten Zellen, was dazu führt, dass die intakten Zellen höhere Spannungen erzeugen, die die verschattete Zelle oft in Sperrrichtung vorspannen können.

Nähert sich der Betriebsstrom des gesamten Reihenstrings dem Kurzschlussstrom der verschatteten Zelle, wird der Gesamtstrom durch die verschattete Zelle begrenzt. Der von den intakten Zellen erzeugte zusätzliche Strom spannt dann die intakten Solarzellen in Vorwärtsrichtung vor. Wenn die Reihenkette kurzgeschlossen ist, dann spannt die Vorwärtsspannung über all diese Zellen die schattierte Zelle rückwärts vor.

Eine Hot-Spot-Erwärmung tritt auf, wenn eine große Anzahl von in Reihe geschalteten Zellen eine große Sperrvorspannung über der verschatteten Zelle verursacht, was zu einer großen Verlustleistung in der verschatteten Zelle führt. Im Wesentlichen wird die gesamte Erzeugungskapazität aller intakten Zellen in der verschatteten Zelle in thermische Energie umwandelt. Die auf engstem Raum auftretende enorme Verlustleistung führt zu lokalen Überhitzungen (Hot-Spots), die wiederum zu zerstörerischen Effekten (Zell- oder Glasrisse, Lotschmelzen, Degradation der Solarzelle) führen.

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