Hot-Spot-Effekt

 

In der Photovoltaik bezeichnet der Hot-Spot-Effekt (wörtlich übersetzt: Heißer-Fleck-Effekt) die Überhitzung eines Bereich eines Solarzellenmoduls aufgrund ungleichen Lichteinfalls, der im Extremfall einen Brand verursachen kann.

Der Hot-Spot-Effekt tritt auf, wenn einzelne Solarzellen innerhalb der Reihenschaltung im Solarmodul verschattet werden. Diese abgeschatteten Zellen können selbst keine elektrische Spannung erzeugen und wirken stattdessen wie ein elektrischer Widerstand, da sie im Sperrbereich ihrer Strom-Spannungs-Kennlinie betrieben werden. Die anderen in Serie geschalteten Zellen erzeugen weiterhin eine elektrische Spannung. Übersteigt diese Spannung die Sperrspannung der abgeschatteten Zellen, so wird die Sperrspannung durchbrochen und es fließt der volle Strom. Der Strom wird dann wie in einem elektrischen Widerstand in Wärme umgesetzt, die Zelle kann sich bis zur Zerstörung überhitzen.

Um den Hot-Spot-Effekt zu vermeiden, werden bei größeren Modulen Bypass-Dioden antiparallel zu einer bestimmten Anzahl der seriell verbundenen Solarzellen geschaltet. Eine mangelhaft kontaktierte Freilaufdiode fällt im Normalbetrieb nicht auf. Erst beim Sonderfall der teilweisen Beschattung wird diese benötigt.

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