Fenomenul Hot Spot la Panourile Fotovoltaice: Cauze, Riscuri și Soluții

Instalațiile fotovoltaice în România au devenit tot mai populare datorită beneficiilor aduse de energie regenerabilă și economiilor pe termen lung. Însă, pentru a obține performanța optimă a unui sistem fotovoltaic, este esențial să cunoaștem factorii care pot afecta eficiența panourilor fotovoltaice. Unul dintre acești factori este fenomenul Hot Spot (așa-numitul punct fierbinte pe un panou fotovoltaic). În acest articol detaliat vom explica ce este efectul Hot Spot, care sunt cauzele apariției sale, riscurile pe care le prezintă asupra sistemelor fotovoltaice și, cel mai important, soluțiile tehnice pentru prevenirea și gestionarea Hot Spot-urilor. Vom oferi recomandări practice, inclusiv utilizarea de panouri fotovoltaice de calitate superioară și tehnici corecte de instalare, pentru a vă asigura că sistemul fotovoltaic produce energie la eficiență maximă în condiții de siguranță.

Ce este fenomenul Hot Spot în panourile fotovoltaice?

Fenomenul Hot Spot în panourile fotovoltaice se referă la încălzirea localizată excesivă a uneia sau mai multor celule fotovoltaice dintr-un modul fotovoltaic. Cu alte cuvinte, un Hot Spot este o zonă din panou care atinge o temperatură mult mai ridicată decât restul suprafeței panoului. Acest fenomen apare de obicei atunci când o celulă fotovoltaică din modul este defectă sau umbrită parțial, în timp ce celelalte celule din serie sunt iluminate normal. Celula afectată nu mai poate produce curent la același nivel cu celelalte, devenind în schimb un consumator de energie (ca o rezistență electrică). Curentul generat de celelalte celule trece forțat prin această celulă slabă, ceea ce duce la supraîncălzirea ei. În mod normal, panourile fotovoltaice sunt proiectate să funcționeze uniform, dar atunci când un segment mic este compromis, el poate disipa energia sub formă de căldură în loc să producă electricitate, rezultând un punct fierbinte.

Un exemplu simplu: imaginați-vă un șir de celule fotovoltaice conectate ca o echipă de cicliști care pedalează împreună. Dacă unul dintre cicliști încetinește brusc (din cauza oboselii sau a unei probleme tehnice), restul echipei fie trebuie să încetinească și ei, fie continuă să meargă înainte trăgându-l pe cel lent după ei. În panourile fotovoltaice, când o celulă este „obosită” sau blocată (de umbră ori defect), celelalte celule trag în continuare, forțând curentul să treacă prin celula problematică. Aceasta provoacă încălzirea excesivă a celulei respective – exact ceea ce numim efect de Hot Spot.

În condiții extreme, temperatura unui Hot Spot poate depăși 100°C într-o zonă foarte mică a panoului. Deși panourile sunt fabricate să reziste la temperaturi ridicate în mod uniform, o încălzire localizată atât de puternică nu este normală și poate cauza daune materiale în acea zonă. Fenomenul de Hot Spot nu numai că afectează eficiența panoului fotovoltaic, dar poate duce și la deteriorarea fizică a modulului dacă nu este remediat.

Cauzele apariției fenomenului Hot Spot

Pentru a preveni efectul Hot Spot, este important să înțelegem care sunt cauzele ce stau la baza apariției acestor puncte fierbinți în panourile fotovoltaice. În general, Hot Spot-urile apar când una sau mai multe celule din panou nu mai pot genera curent la nivelul celorlalte, creând un dezechilibru. Iată principalele cauze ale acestui fenomen:

• Umbrire parțială a panoului – Umbra este cea mai frecventă cauză a Hot Spot-urilor. Când o parte a unui panou este umbrită (chiar și câteva celule), de exemplu de către crengi de copaci, clădiri înalte, coșuri de fum, stâlpi, sau chiar antene și cabluri apropiate, celulele din zona umbrită produc mult mai puțină energie. Celulele neumbrite forțează curentul prin cele umbrite, care acționează ca un element rezistiv și se încălzesc. Umbrele pot fi statice (un obiect care acoperă mereu aceeași zonă în anumite ore) sau dinamice (de exemplu, umbra unui copac în mișcare odată cu soarele). Chiar și umbrirea parțială, temporară, poate declanșa efectul Hot Spot dacă este suficient de semnificativă.
• Murdărie, praf și depuneri – Murdăria acumulată pe suprafața panourilor fotovoltaice acționează similar cu umbrirea. Straturi de praf, nisip, polen sau smog pot bloca parțial lumina. Un caz particular îl reprezintă excrementele de păsări: acestea pot crea o peliculă opacă pe o porțiune mică a panoului. Deși poate părea un detaliu minor, în practică un număr semnificativ de panouri fotovoltaice sunt afectate de hot spot-uri cauzate de excrementele păsărilor lăsate necurățate, care în timp duc la degradarea ireversibilă a celulelor de dedesubt. De asemenea, frunzele căzute, crenguțele sau alte resturi lăsate pe panou pot genera zone umbrite ce provoacă puncte fierbinți. Toate aceste depuneri reduc eficiența panourilor fotovoltaice și, dacă sunt concentrate pe o zonă mică, pot supraîncălzi celulele de dedesubt.
• Zăpadă parțial îndepărtată – În iernile din România, panourile pot fi acoperite cu zăpadă. Dacă zăpada acoperă doar o parte a panoului (de exemplu, alunecă de pe partea superioară și rămâne spre baza panoului sau în colțuri), zonele acoperite vor rămâne umbrite și inactive, în timp ce partea curată începe să producă energie când iese soarele. Acest scenariu poate crea Hot Spot-uri în zonele acoperite de zăpadă, până ce zăpada se topește complet sau este îndepărtată. Din acest motiv, umbrirea parțială cu zăpadă este un fenomen de urmărit – panourile ar trebui curățate cu grijă pentru a evita atât pierderea de producție, cât și apariția punctelor fierbinți.
• Defecte de fabricație sau celule degradate/neuniforme– Uneori, o celulă fotovoltaică defectă încă din fabricație sau care s-a degradat mai rapid în timp poate avea parametri electrici diferiți față de celelalte (de exemplu, o tensiune de circuit deschis mai mică sau curent de scurtcircuit mai mic). Această neuniformitate (numită și mismatch între celule) face ca respectiva celulă să devină veriga slabă a lanțului. Atunci când modulul funcționează, celula defectă poate intra în regim de bias invers (practic este forțată de celelalte și începe să se încălzească în loc să producă energie). Astfel de defecte pot fi cauzate de probleme în procesul de fabricație, materiale de slabă calitate (cum ar fi folia EVA sau backsheet care se deteriorează prematur) sau pot apărea ca defecte timpurii în primii ani de viață ai panoului. Producătorii de top testează panourile pentru a se asigura că nu există celule cu probleme (un test specific în standardele de certificare este chiar testul de rezistență la Hot Spot), însă panourile ieftine sau de calitate inferioară pot prezenta astfel de defecte mai des.
• Microfisuri și daune mecanice ale celulelor – Microcrăpăturile în celulele fotovoltaice apar adesea în urma manipulării necorespunzătoare a panourilor (în timpul transportului sau instalării) ori din cauza intemperiilor (grindină puternică, dilatări și contracții termice). O microfisură într-o celulă poate să nu afecteze imediat performanța, însă în timp acea celulă fisurată poate deveni un punct slab: porțiunea crăpată a celulei nu mai conduce curentul uniform, ceea ce poate duce la apariția unui Hot Spot sub sarcină. De asemenea, alte daune fizice precum sticla spartă sau laminatul delaminat expun celulele la condiții nefavorabile, care pot crea puncte fierbinți. Chiar și o clemă de prindere montată greșit (prea strâns, de exemplu) poate fisura o celulă, declanșând ulterior fenomenul Hot Spot în acea zonă.
• Conexiuni electrice slabe sau diode bypass defecte – Panourile fotovoltaice moderne integrează diode bypass (diode de ocolire) între segmentele de celule, tocmai pentru a mitiga efectul de hot spot. În mod obișnuit, un panou de 60 celule (sau 120 half-cell) are 3 diode bypass care împart panoul în 3 secțiuni. Dacă o secțiune este umbrită, dioda permite curentului să ocolească acea secțiune, prevenind supraîncălzirea celulelor umbrite. Însă dacă o diodă bypass este defectă sau absentă, panoul devine mult mai vulnerabil la hot spot în caz de umbrire. Curentul nu mai are pe unde ocoli segmentul umbrit și astfel celulele umbrite vor prelua toată tensiunea inversă și căldura. De asemenea, conexiunile slabe în interiorul panoului (lipituri imperfecte, benzi conductoare desprinse parțial) cresc rezistența local și pot genera încălzire puternică la punctul de contact (uneori vizibilă ca o arsură pe panou). Astfel de probleme sunt de obicei rare și țin de fabricație sau uzură, dar merită menționate ca posibile cauze tehnice ale efectului Hot Spot.

Pe scurt, orice factor care face ca una sau mai multe celule dintr-un panou să aibă o performanță mult mai scăzută față de celelalte celule poate declanșa fenomenul Hot Spot. Cea mai comună cauză rămâne umbrirea parțială (inclusiv datorită mizeriei sau zăpezii), motiv pentru care proiectarea și întreținerea adecvată a sistemului fotovoltaic sunt esențiale.

Impactul și riscurile efectului Hot Spot asupra panourilor fotovoltaice

Un Hot Spot nu este doar o curiozitate tehnică – impactul său negativ asupra panourilor fotovoltaice este semnificativ. Atât eficiența energetică, cât și durata de viață a panourilor pot fi compromise de apariția acestor puncte fierbinți. Iată ce riscuri și consecințe majore implică fenomenul Hot Spot:

• Scăderea performanței și a eficienței panoului: Când apare un Hot Spot, partea de panou afectată nu mai contribuie la generarea de energie. Ba mai mult, dacă dioda de bypass nu a izolat segmentul, celula fierbinte consumă din energia produsă de celelalte celule. Chiar și cu diodele de bypass funcționale, odată ce o porțiune a panoului este ocolită, panoul respectiv va livra o putere redusă. De exemplu, dacă un panou are o secțiune (1/3) bypassată din cauza unui hot spot, producția sa poate scădea cu 30% sau mai mult. Eficiența panoului fotovoltaic scade, iar în contextul unui întreg șir (string) de panouri conectate în serie, pierderea de la un panou afectat poate reduce randamentul întregii instalații fotovoltaice.
• Încălzire excesivă și potențial de avarie: Un Hot Spot înseamnă o supraîncălzire locală. Acea celulă sau zonă poate ajunge, așa cum menționam, la temperaturi foarte ridicate (de ordinul zecilor de grade peste temperatura normală a panoului, uneori peste 100°C). Această căldură excesivă stresază materialele: rășina EVA care încapsulează celulele se poate degrada sau chiar carboniza local, folia din spate (backsheet-ul) se poate decolora sau topi în zona respectivă, iar contactele de lipit pot fi compromise. În timp, un panou care operează frecvent cu Hot Spot-uri va suferi deteriorări permanente – se pot observa vizual zone maronii sau negre (arsuri) pe suprafața celulelor sau în materialul encapsulant. Odată ce structura cristalină a celulei a fost afectată termic, acea celulă practic este pierdută definitiv, reducând capacitatea panoului chiar și dacă problema care a cauzat hot spot-ul inițial (de exemplu umbra) este rezolvată ulterior.
• Daune în lanț în sistem: Dacă un panou devine foarte fierbinte într-o porțiune, acest lucru poate afecta și componentele din jur. De exemplu, căldura intensă poate slăbi sigilarea și poate permite pătrunderea umidității în panou, ceea ce generează în timp corodarea conexiunilor sau delaminarea stratului protector. De asemenea, dacă un panou cedează total (degradează iremediabil) din cauza unui Hot Spot, restul stringului de panouri va fi afectat prin scăderea curentului (un panou mort într-un șir serie limitează curentul întregului șir). Astfel, un singur panou compromis poate reduce producția întregului sistem fotovoltaic până când este înlocuit.
• Risc de siguranță și incendiu: În mod normal, producătorii proiectează panourile fotovoltaice astfel încât riscul de incendiu din cauza Hot Spot-urilor să fie minim (prin utilizarea de materiale ignifuge și diode de bypass care să limiteze încălzirea). Totuși, în situații extreme, un Hot Spot sever, persistent, poate cauza topirea izolației cablurilor sau a materialelor plastice din jur. Dacă există un defect suplimentar (cum ar fi un arc electric generat de un contact slăbit combinat cu material topit), există un pericol de aprindere. Cazurile de incendii cauzate direct de Hot Spot-uri la panouri rezidențiale sunt rare, însă nu imposibile, mai ales dacă sistemul nu este echipat cu protecții adecvate. Oricum, chiar și fără flacără, degradarea termică este suficient de gravă încât să necesite oprirea sistemului și înlocuirea panoului afectat din motive de siguranță.
• Reducerea duratei de viață și pierderea garanției: Un panou care dezvoltă Hot Spot-uri repetate va îmbătrâni mult mai repede decât unul care funcționează în condiții normale. Șocurile termice locale pun stres pe materialele modulului, grăbind delaminarea și oxidarea contactelor. În plus, dacă Hot Spot-ul a apărut din cauze precum umbrire cronică sau întreținere necorespunzătoare (de exemplu, panoul a fost lăsat murdar foarte mult timp), producătorii ar putea considera că nu a fost respectat modul corect de exploatare, ceea ce poate afecta garanția panourilor. Multe garanții stipulează că instalația trebuie operată fără umbriri semnificative pe panouri; așadar, prevenirea fenomenului Hot Spot nu este doar o chestiune de eficiență, ci și de protejare a investiției pe termen lung.

În concluzie, efectul Hot Spot afectează direct eficiența și siguranța panourilor fotovoltaice. Un sistem fotovoltaic marcat de astfel de probleme va produce mai puțină energie verde și va necesita reparații sau înlocuiri mai devreme. Din fericire, cu măsurile potrivite, Hot Spot-urile pot fi prevenite sau minimizate semnificativ. În secțiunea următoare vom discuta soluțiile și bunele practici pentru a evita apariția acestor puncte fierbinți și pentru a menține sistemul fotovoltaic în parametri optimi.

Soluții pentru prevenirea și gestionarea fenomenului Hot Spot

Abordarea efectului Hot Spot se face pe două direcții principale: prevenție (evitarea apariției Hot Spot-urilor) și gestionare (limitarea impactului dacă totuși apar). Mai jos sunt prezentate soluții tehnice și bune practici care vă ajută să vă protejați panourile solare și să mențineți eficiența panourilor fotovoltaice la nivel optim.

1. Folosirea de panouri fotovoltaice de calitate superioară

Un prim pas în prevenirea multor probleme, inclusiv a Hot Spot-urilor, este alegerea unor panouri fotovoltaice de înaltă calitate. Panourile produse de mărci recunoscute și consacrate tind să aibă un control al calității strict și să integreze tehnologii menite să reducă riscurile de puncte fierbinți.

Caracteristici ale panourilor de calitate care reduc efectul Hot Spot:

• Tehnologii anti-Hot Spot și design avansat: Producătorii de top realizează teste specifice de hot-spot conform standardelor internaționale (de exemplu, IEC 61215 include un test de anduranță la Hot Spot). Panourile care trec aceste teste oferă o garanție că, în condiții normale de umbrire parțială, nu vor atinge temperaturi periculoase. Multe panouri moderne folosesc celule half-cut (jumătate) și tehnologia multi-busbar – aceste inovații reduc curentul care străbate fiecare celulă la jumătate și distribuie mai bine fluxul de electricitate, ceea ce înseamnă că, dacă apare o umbră pe o parte a celulei, căldura generată este mai mică și șansa unui Hot Spot distructiv scade.
• Diode bypass de calitate și suficiente: Aproape toate panourile au diode bypass, însă panourile de calitate superioară folosesc diode durabile și dimensionate corect, care se activează prompt când trebuie să preia curentul în locul celulelor umbrite. Astfel se limitează supraîncălzirea. Unele modele noi de panouri au chiar 4 sau 6 diode pentru a împărți și mai mult panoul, ori implementări avansate cu diode la nivel de celulă (tehnologii aflate în dezvoltare).
• Materiale rezistente la temperaturi ridicate: Un panou bun folosește o folie EVA și un backsheet de calitate, sticlă temperată și conexiuni solide care pot rezista la stres termic fără a se degrada imediat. Asta nu previne Hot Spot-ul în sine, dar asigură că dacă apare o încălzire locală temporară, panoul nu se deteriorează instantaneu. Practic, panourile premium au o reziliență mai mare la condiții de operare dificile.
• Toleranțe strânse și sortare a celulelor: În fabrică, celulele sunt sortate pe clase de performanță înainte de asamblare. La brandurile de top, toate celulele dintr-un panou sunt atent potrivite ca parametri, astfel încât să nu existe diferențe mari (mismatch) între ele. Asta reduce riscul ca o celulă slabă să fie cuplată alături de unele mult mai puternice. De asemenea, rata de defecte ascunse (microfisuri din fabricație, impurități) este mult mai mică la producătorii renumiți.

Branduri recomandate: Giaul Energy oferă panouri fotovoltaice de la branduri de top precum Trina Solar, Canadian Solar, LONGi Solar, JA Solar și alții, cunoscuți la nivel mondial pentru fiabilitate și performanță. Astfel de panouri au integrat tot ce am menționat mai sus – de la diode bypass eficiente până la tehnologii moderne de celule – ceea ce le face mai rezistente la fenomenul Hot Spot. Alegând panouri de calitate superioară, vă asigurați că instalația dumneavoastră fotovoltaicǎ pornește cu dreptul, având un risc mult redus de probleme cauzate de puncte fierbinți sau alte defecte.

2. Proiectarea atentă și instalarea corectă a sistemului fotovoltaic

O bună parte din prevenirea Hot Spot-urilor ține de cum este proiectat și instalat sistemul fotovoltaic. Chiar și cele mai bune panouri pot suferi dacă sunt montate prost sau într-un mediu nepropice. Iată câteva aspecte de care să țineți cont:

• Evitarea umbrelor în proiectare: În faza de proiect, se va analiza atent locul unde vor fi montate panourile. Este esențial să se evite, pe cât posibil, montarea panourilor în zone unde există umbră permanentă sau periodică de la structuri, copaci sau alte obstacole. Un designer de sistem fotovoltaic profesionist va folosi instrumente de simulare a traiectoriei soarelui pentru a identifica potențialele probleme de umbrire de-a lungul zilei și al anului (luând în considerare și poziția soarelui iarna, când este mai jos pe cer și umbrele sunt mai lungi). Dacă anumite umbre nu pot fi evitate total, se poate opta pentru o așezare a panourilor astfel încât panourile umbrite să fie pe un string separat (să nu tragă în jos întreg sistemul) sau să se folosească optimizatoare de putere pe acele panouri (vom detalia în secțiunea următoare).
• Orientare și înclinație optimă: Montajul panourilor la un unghi de înclinare și o orientare corectă nu doar maximizează producția de energie, dar ajută și la evitarea unor umbriri reciproce. De exemplu, la sistemele fotovoltaice montate la sol, panourile trebuie dispuse astfel încât rândurile din față să nu le umbrească pe cele din spate, în special la orele dimineții și serii. Acest lucru se realizează calculând distanța dintre rânduri în funcție de înălțimea panourilor și unghiul solar minim. De asemenea, o înclinație optimă ajută la auto-curățarea panoului (prin alunecarea apei de ploaie sau a zăpezii), reducând riscul acumulării de murdărie într-un singur loc. Un panou montat prea plat poate reține mai ușor praf și apă stagnantă care să lase depuneri – deci e bine ca unghiul să fie măcar 10-15 grade chiar și pe acoperișuri plate, pentru drenaj și evitare a depunerilor.
• Ventilație bună și răcire naturală: La instalare, panourile fotovoltaice ar trebui montate cu suficient spațiu între ele și suprafața acoperișului (sau sol) pentru a permite circulația aerului pe dedesubt. Un panou bine ventilat își menține o temperatură mai scăzută în funcționare. Chiar dacă un Hot Spot ar începe să se formeze, un flux de aer bun îl poate ajuta să se disipe mai repede, limitând creșterea excesivă a temperaturii. Evitați așadar montajele lipite direct pe suprafețe fără un spațiu de aerisire și nu acoperiți spatele panourilor cu obiecte sau folii care ar obstrucționa răcirea. Panourile fotovoltaice în România montate corect (cu distanță de 5-10 cm față de acoperiș, de exemplu) au demonstrat o performanță mai stabilă și temperaturi de funcționare mai mici, ceea ce indirect reduce și șansa apariției Hot Spot-urilor.
• Evitarea tensiunilor mecanice și a microfisurilor la montaj: Instalatorii trebuie să fie atenți la manevrarea panourilor – să nu le scape, să nu apese pe suprafața celulelor și să folosească punctele de prindere indicate de producător. La prindere, șuruburile sau clemele de montaj trebuie strânse conform specificațiilor (de obicei cu o cheie dinamometrică la cuplul recomandat). O prindere mult prea strânsă poate crăpa sticla sau celulele; prea slabă poate lăsa panoul să vibreze și să se deterioreze în timp. O instalare corectă din punct de vedere mecanic previne apariția de defecte fizice care ulterior ar putea cauza Hot Spot-uri. De asemenea, conectica electrică (mufe MC4, cabluri) trebuie făcută ferm – un contact imperfect poate genera puncte de încălzire la conexiune (nu neapărat în celulă, dar poate afecta modulul). Asigurați-vă că toate conexiunile sunt curate, intacte și bine izolate.
• Respectarea configurației de string și a puterilor: Când conectați panourile în serie (stringuri), evitați să puneți în același string panouri cu specificații diferite sau orientări diferite. Toate panourile dintr-un șir ar trebui să aibă aceeași putere nominală și să fie orientate identic către soare. Dacă amestecați panouri diferite, se pot crea dezechilibre de curent/tensiune și implicit segmente care lucrează suboptim (posibil generând Hot Spot pe panourile mai slabe). De asemenea, nu depășiți numărul maxim de panouri în serie recomandat de producătorul invertorului – un string prea lung poate avea curent prea mare la capete în anumite condiții, solicitând excesiv primele sau ultimele panouri.

Prin urmare, o proiectare judicioasă și o instalare profesionistă reduc masiv probabilitatea apariției Hot Spot-urilor. Colaborarea cu instalatori acreditați, precum instalatorii certificați Giaul, vă va asigura că toate aceste detalii sunt luate în considerare de la bun început.

3. Întreținere periodică și monitorizare activă

Chiar și cu echipamente de calitate și instalare perfectă, întreținerea periodică este cheia pentru a preveni apariția problemelor precum hot spot-urile pe durata exploatării sistemului. Iată ce măsuri puteți lua pe parcursul utilizării:

• Curățarea panourilor fotovoltaice: Mențineți suprafața panourilor cât mai curată. În mediul urban sau rural din România, panourile pot aduna praf, polen, frunze uscate sau excremente de păsări, mai ales în anumite anotimpuri. Se recomandă inspectarea vizuală a panourilor măcar o dată la câteva luni. Dacă observați porțiuni vizibil murdare sau pătate, programați o curățare a panourilor fotovoltaice. Curățarea se face ideal dimineața devreme sau seara, când panourile sunt reci, folosind apă călduță și un burete/moale (fără detergenți abrazivi). Înlăturați ușor murdăria, mai ales punctele concentrate de murdărie (cum ar fi cuiburile de gândaci sau excrementele de păsări). Prin menținerea panourilor curate, asigurați iluminarea uniformă a celulelor și preveniți formarea de Hot Spot-uri cauzate de zone opace. În plus, panourile curate înseamnă și o energie regenerabilă mai abundentă, deci e câștig dublu.
• Toaletarea vegetației din jur: Dacă aveți panourile montate la sol sau pe o structură aproape de vegetație, asigurați-vă că tăiați periodic crengile copacilor care ar putea crește și umbri panourile. De asemenea, înlăturați buruienile sau arbuștii care pot crește în fața panourilor (existǎ cazuri unde plante înalte au ajuns să umbrească panourile de la sol și au generat hot spot-uri pe celule, distrugându-le). O curățenie a vegetației în jurul și sub panouri, mai ales la final de primăvară și pe timpul verii, este esențială. Pentru instalațiile de pe acoperiș, verificați dacă nu apar plante agățătoare sau muschi pe acoperiș care să se întindă către panou.
• Înlăturarea zăpezii în mod prudent: Iarna, dacă stratul de zăpadă este gros și nu alunecă singur, puteți curăța parțial panourile pentru a porni producția de energie. Totuși, evitați situațiile în care rămâne zăpadă doar pe o parte a panoului. Ideal, dacă curățați, curățați întreg panoul sau întregul rând superior de panouri, pentru a evita scenariul în care jumătate de panou e iluminat și jumătate acoperit (situație ce poate duce la Hot Spot). Folosiți unelte blânde (o perie cu coadă lungă, de exemplu) și nu aplicați forță mare pe panouri. De asemenea, fiți atenți la siguranța personală când urcați pe acoperiș sau lucrați cu zăpada.
• Monitorizarea performanței sistemului: Un sistem fotovoltaic modern vine de obicei cu un invertor inteligent sau sistem de monitorizare care arată în timp real producția de energie. Urmăriți indicii de performanță – de exemplu, dacă observați că un string de panouri produce sistematic mai puțin decât celălalt, sau că producția este sub așteptări chiar în zile senine, poate fi un semn de problemă. Unele sisteme și optimizatoare (de ex. SolarEdge sau Huawei cu optimizare, sau microinvertoare Enphase) permit monitorizarea la nivel de panou. Dacă aveți o astfel de soluție, veți putea vedea imediat dacă un anumit panou are o producție neobișnuit de mică – ceea ce ar putea indica un Hot Spot sau alt defect local. Detecția timpurie vă permite să acționați înainte ca panoul să se deterioreze iremediabil. Chiar și fără monitorizare avansată, fiți atent la semne: de pildă, decolorări sau arsuri vizibile pe suprafața unui panou (se pot observa ca niște pete maronii-încărcate vizual pe celule) sunt un indiciu clar de Hot Spot deja format. Într-un asemenea caz, apelați la un specialist pentru a verifica panoul. Uneori, un panou cu Hot Spot poate fi salvat prin pur și simplu curățarea suprafeței (dacă era murdar) sau îndepărtarea sursei de umbră, dar dacă deja a apărut arsura, e posibil să fie nevoie de înlocuirea modulului respectiv.
• Revizii tehnice periodice: Recomandăm ca la fiecare 1-2 ani să efectuați o inspecție profesională a sistemului fotovoltaic. Aceasta poate include o scanare termografică (cu cameră cu infraroșu) a panourilor, foarte utilă pentru a identifica puncte fierbinți incipiente invizibile cu ochiul liber. De asemenea, verificarea diodelor bypass (dacă funcționează corect) și a conexiunilor electrice face parte dintr-o întreținere temeinică. Un electrician sau inginer specializat poate depista și remedia contactele oxidate, diodele arse sau alte probleme care ar putea duce la hot spot-uri, înainte ca acestea să cauzeze pagube.

Prin aplicarea acestor măsuri de întreținere și monitorizare, preveniți acumularea factorilor de risc și vă asigurați că instalația dvs. fotovoltaicǎ operează în condiții ideale. În fond, panourile fotovoltaice sunt o investiție pe termen lung într-o sursă de energie regenerabilă; puțină grijă periodică vă va recompensa cu zeci de ani de funcționare fără probleme.

4. Tehnologii de optimizare și protecție la nivel de panou

O soluție tot mai populară pentru a gestiona efectele umbririi și implicit ale Hot Spot-urilor este utilizarea tehnologiilor de optimizare la nivel de modul (MLPE - Module Level Power Electronics). Acestea includ optimizatoare de putere și microinvertoare, dispozitive care se montează de regulă la fiecare panou sau pe fiecare grup mic de panouri. Rolul lor este să controleze fluxul de energie astfel încât fiecare panou să funcționeze independent de restul sistemului, la punctul său optim.

• Optimizatoare de putere (ex: SolarEdge, Tigo): Un optimizer este un dispozitiv DC-DC care se atașează la panou și reglează curentul și tensiunea furnizate de acel panou. În condiții de umbrire parțială, optimizatorul limitează curentul care iese din panoul afectat, astfel încât acel panou să nu tragă în jos întreg stringul. Prin faptul că reduc curentul atunci când e necesar, optimizatoarele pot preveni încălzirea excesivă a unei celule umbrite – practic panoul umbrit va produce mai puțin, dar nu se va supraîncălzi pentru că nu este forțat să livreze curentul pe care nu îl poate genera. De asemenea, optimizatoarele monitorizează parametrii fiecărui panou și în cazul unor anomalii (cum ar fi creștere bruscă de temperatură sau scădere mare de tensiune la un panou) pot semnala problema. Branduri precum SolarEdge (disponibil la Giaul) sunt lideri în astfel de soluții, oferind optimizatoare la nivel de panou care maximizează producția și protejează modulele.
• Microinvertoare (ex: Enphase): Un microinveror înlocuiește practic optimizatorul și invertorul central – este un invertor de mici dimensiuni instalat la fiecare panou (sau la fiecare 1-2 panouri) care convertește direct energia în AC și gestionează individual performanța modulului. Cu microinvertoare, fiecare panou este complet independent electric de celelalte. Astfel, dacă un panou este umbrit și ar putea suferi un Hot Spot, microinverorul nu va lăsa acel panou să afecteze pe altele și va regla sarcina astfel încât panoul respectiv operează la un punct sigur. În plus, sistemele cu microinvertor au monitorizare pe fiecare modul, deci orice tendință de supraîncălzire poate fi detectată. Giaul comercializează soluții cu microinvertoare Enphase, brand recunoscut pentru fiabilitate și ușurința cu care integrează monitorizarea fiecărui panou.
• Junction box inteligente și diode active: O altă tehnologie emergentă sunt diodele bypass active sau cutiile de conexiuni inteligente ale panourilor. Anumiți producători (de exemplu, tehnologia TIGO TS4 Optimizer poate fi și în modul bypass inteligent) oferă dispozitive care înlocuiesc diodele pasive cu unele electronice, care se deschid și închid mai eficient și chiar comunică dacă un bypass a fost activat frecvent (semn de umbrire). Aceste soluții pot limita pierderile de energie pe diodă (scad căderea de tensiune) și pot reacționa la nivel de doar câteva celule, prevenind încălzirea lor.

Deși aceste tehnologii adaugă un cost inițial sistemului, ele pot fi extrem de benefice pentru instalațiile unde umbrirea parțială este inevitabilă (de exemplu, acoperișuri cu coșuri sau clădiri prin preajmă). În contextul prevenirii Hot Spot-urilor, optimizatoarele și microinvertorele acționează ca un gardian electronic: nu lasă panoul umbrit să devină victima curentului celorlalte panouri. În plus, avantajul lor major este creșterea producției totale în condiții mixte de insolare, deci investiția se recuperează și prin energie suplimentară generată.

5. Alegerea partenerilor potriviți și consultanță de specialitate

Nu în ultimul rând, colaborarea cu specialiști în domeniul fotovoltaic vă poate scuti de multe griji. De la faza de consultanță și proiectare, până la instalare și service post-instalare, este important să aveți alături o echipă cu experiență. Profesioniștii vor ști să vă recomande echipamentele potrivite (de exemplu, ce panouri au cea mai bună reputație pentru durabilitate, ce soluții de optimizare ar fi necesare sau nu în funcție de locație) și vor instala sistemul conform bunei practici. De asemenea, veți primi instrucțiuni clare despre întreținere și monitorizare.

Giaul Energy, de exemplu, nu este doar un magazin online de echipamente fotovoltaice, ci și un furnizor de soluții complete, având parteneriate cu instalatori și oferind suport tehnic clienților. Prin blogul de pe Giaul oferim informații educative (precum acest articol) tocmai pentru ca posesorii de sisteme fotovoltaice să fie informați și să își poată exploata corect investiția. Beneficiind de o astfel de consultanță profesională, veți ști încă din start cum să evitați probleme precum Hot Spot-urile, cum să dimensionați corect sistemul la nevoile dvs. și ce așteptări să aveți pe termen lung.

Concluzie – Protejați-vă panourile și maximizați producția fotovoltaicǎ

Fenomenul Hot Spot este un inamic tăcut al panourilor fotovoltaice, care poate reduce eficiența instalației fotovoltaice și poate provoca daune dacă este neglijat. Vestea bună este că, prin prevenție activă și alegeri informate, acest risc poate fi aproape eliminat. Alegând panouri fotovoltaice de calitate, instalându-le corect (fără umbriri, cu ventilație și grijă la detalii) și efectuând o întreținere periodică (curățare, monitorizare, inspecții), veți ține la distanță punctele fierbinți. Tehnologiile moderne precum optimizatoarele de putere și microinvertoarele pot adăuga un nivel suplimentar de protecție și eficiență, mai ales acolo unde condițiile de montaj nu sunt ideale.

În final, scopul este ca sistemul dumneavoastră fotovoltaic să producă energie regenerabilă în mod fiabil, timp de decenii, într-un mod sigur și eficient. Dacă doriți să aflați mai multe despre cum puteți implementa un sistem fotovoltaic optim (fie acasă, fie pentru afacerea dvs.) și să preveniți probleme ca efectul Hot Spot, echipa Giaul vă stă la dispoziție. Contactați-ne astăzi pentru un calcul personalizat al costurilor și consultanță adaptată nevoilor dvs. specifice. Vizitați pagina noastră de contact și un specialist vă va ghida în alegerea celor mai bune soluții fotovoltaice pentru situația dumneavoastră. Investiți inteligent în energia fotovoltaicǎ și bucurați-vă de beneficiile ei, fără grija defectelor ascunse – noi vă ajutăm să faceți lumină în orice „punct fierbinte” al proiectului dumneavoastrǎ fotovoltaic!

FAQ 

Ce este fenomenul Hot Spot și cum apare?

Hot Spot = încălzire localizată excesivă a unor celule din panou, de obicei când o celulă este umbrită/defectă și devine „consumator” în loc de generator. Curentul forțat prin acea zonă produce supraîncălzire.

Care sunt cele mai frecvente cauze ale Hot Spot-urilor?

Umbrare parțială (crengi, coșuri, antene, zăpadă), murdărie concentrată (praf, polen, excremente păsări), microfisuri/daune mecanice, defecte de fabricație sau diode bypass/conexiuni slabe.

Ce riscuri implică un Hot Spot pentru sistem?

Scăderea puterii (până la bypassarea unei secțiuni), degradare accelerată a modulului (EVA/backsheet arse), posibile probleme de siguranță în cazuri extreme și risc de pierdere a garanției dacă exploatarea a fost necorespunzătoare (umbriri, întreținere lipsă).

Cum pot depista din timp apariția unui Hot Spot?

Monitorizare (la nivel de string/panou), comparații de producție între stringuri, inspecție vizuală (pete maronii/arsuri), termografie IR periodică; alarme/telemetrie de la optimizatoare sau microinvertoare.

Cum previn și cum remediez Hot Spot-urile?

Proiectare fără umbre, montaj corect și ventilare, curățare periodică, toaletarea vegetației, îndepărtarea uniformă a zăpezii, utilizarea de panouri premium (half-cut, MBB, diode de calitate) și MLPE (optimizatoare/microinvertoare). Dacă un modul este deja afectat sever, se înlocuiește.