Peittovaurioiden sesonki: kuinka lehdet ja linnunkakka laukaisevat paneelien hotspots-alueet?

Sisällys

1. Johdanto
2. Miten hotspots syntyvät PV-moduuleissa?
3. Mitkä saasteet laukaisevat herkimmin hotspots-alueet?
4. Kuinka suuret vaikutukset hotspots-alueilla on PV-järjestelmään?
5. Kuinka hotspots-alueet tunnistetaan ja korjataan?
6. Kuinka ehkäistä hotspots-alueiden muodostumista järjestelmällisesti?

Johdanto

Syksyllä ja talvella sekä yritysten että kotitalouksien PV-järjestelmät altistuvat yhä useammin saasteiden aiheuttamille peittovaurioille. Yleistä ovat linnunkakan kertyminen, pudonneiden lehtien kasaantuminen ja pölykerrostumat, mutta niiden seuraukset voivat olla arvaamattomia. Miksi paikallinen varjo johtaa koko moduulin ylikuumenemiseen? Miten pieni likatahra heikentää koko sähköntuotantoa?

Sateita ja helteitä pahempi uhka saasteista johtuvat hotspots-alueet ovat usein huomaamattomia ja helposti aliarvioituja. Ne eivät välttämättä vaurioita moduulia heti, mutta pitkäaikainen lämpökuorma tuottaa jännitystä, joka aiheuttaa tehon heikkenemistä, lasin halkeilua ja pahimmillaan moduulin täydellisen vikaantumisen. Kun tuotanto-ongelmat ilmenevät, niiden syyt ovat usein jo jäljittämättömiä.

Saasteiden aiheuttamat hotspots-alueet eivät ole satunnaisia, vaan rakenteellinen riski. Ilman ennakoivaa tunnistusta ja ehkäiseviä toimenpiteitä ne toistuvat huippusesongeissa ja vaarantavat sekä PV-järjestelmän turvallisuuden että tuottavuuden.

1. Miten hotspots syntyvät PV-moduuleissa?

Hotspot on moduulin sisällä oleva paikallinen lämmönnousu, jossa solu lämpenee poikkeuksellisen paljon. Lähtökohta ei ole lämpötila vaan varjostus. Kun saasteet kuten linnunkakka tai lehdet peittävät solun, se ei enää tuota sähköä. Virta estyy ja solu joutuu käänteissuuntaiseen kytkentätilaan: sen sijaan että solu tuottaisi energiaa, se kuluttaa energiaa ja kuumenee – hotspot on syntynyt.

Ongelma ei rajoitu yksittäiseen soluun. Moduulissa on tavallisesti 60–100 solua sarjassa, ja useampi moduuli muodostaa stringin. Kun yhden solun virta rajoittuu, koko stringin virta laskee. Jo 5 % varjostus voi heikentää tehoa yli 30 %. Mitä tiiviimpi varjo ja suurempi virta, sitä nopeammin hotspot muodostuu ja sitä korkeammaksi lämpötila nousee.

Bypass-diodi voi kovassa varjostuksessa erottaa ongelma-alueen virtapiiristä. Diodin aktivoitumiseen vaaditaan kuitenkin 0,5–0,7 V käänteispannaus. Linnunkakan kaltaisissa tiiviissä peittotapauksissa hotspots usein syntyvät ennen diodin reagointia. Ilman huolellisesti sovitettua moduulirakennetta ja ympäristöolosuhteita hotspots toistuvat ja voivat johtaa encapsuloinnin lämpövaurioihin, juotespisteiden palamiseen ja lasin halkeiluun pitkällä aikavälillä.

Lintujen ulosteiden saastuminen

Lintujen ulosteet ovat PV-järjestelmän tyypillisin ja riskiltään korkein hotspotien laukaiseva tekijä. Kyse ei ole peittoalueesta vaan varjon keskittyneisyydestä ja täydellisestä valonläpäisemättömyydestä. Pieni läiskä ulostetta, joka peittää kokonaisen solun, aiheuttaa sarjaan kytketyssä piirissä vakavan virtakatkoksen.

PV-moduulissa kaikki kennot on kytketty sarjaan, joten virran on kuljettava tasaisesti. Kun uloste estää kennon valosähköisen tuotannon, sarjapiirin virta pakotetaan kulkemaan sen läpi. Peittynyt kenno ei voi tuottaa virtaa ja joutuu käänteispolaariseen tilaan, mikä synnyttää hotspotin.

Lisäksi ulosteella on huono lämmönjohtavuus, ja veden haihduttua jäljelle jäävä orgaaninen aines ei luovuta lämpöä. Tämä aiheuttaa lämmön voimakasta keskittymistä. DNV­tarkastusdatan mukaan ulostepeitteen alla lämpötila nousee tyypillisesti 35 °C – 70 °C, paljon enemmän kuin muissa saasteissa. Kun vain yksi kenno (noin 2 % moduulin pinta-alasta) on täysin peittynyt, moduulin teho voi laskea 25 %–30 % ja hotspot-­ilmiö käynnistyy nopeasti.

Lehtisaaste

Lehtisaasteen hotspot-riski poikkeaa ulosteesta: se riippuu peitto­muodosta ja peitto­ajan pituudesta. Yksi lehti päästää yleensä läpi 20 %–40 % valosta. Kun lehdet ovat hajallaan, valon väheneminen pienentää tuotantoa, mutta kennojen virrat pysyvät tasapainossa, eikä hotspotia synny helposti.

Kasaantuessaan, erityisesti märkinä, lehdet vähentävät valonläpäisyä alle 10 %. Tällöin useat kennot samassa alueessa tuottavat heikosti tai eivät lainkaan, paikallinen virta jumittuu ja käynnistää käänteispolarisaation. IEA PVPS Task 13 – raportin mukaan diodin bypass-­viritys viivästyy moduulin keskiosassa, ja lämpötilan nousu voi olla 20 °C – 40 °C.

Tämä riski on selkeästi kausiluontoinen. Ilman ajoissa tehtyä puhdistusta lehtikertymät voivat aiheuttaa useita hajautettuja hotspot-alueita ja vaarantaa koko stringin turvallisen toiminnan.

Pölysaastuminen

Pölysaastumisen suurin riski ei ole hotspotit, vaan järjestelmän kokonaistuotannon jatkuva heikkeneminen. Toisin kuin linnunkakka ja lehdet, pöly peittää pinnan tasaisesti, mikä vaikuttaa koko paneelin saamaan valomäärään.

Tasaisessa heikossa valaistuksessa kaikkien kennojen fotogeeninen virta laskee samanaikaisesti, ja virta pysyy edelleen tasaisena, joten paikallista käänteispolarisaatiota ei synny. Näin ollen 80–90 % pinnan peittävä pöly ei suoraan aiheuta hotspot-alueita. Infrakuvauksessa pöly aiheuttaa yleensä alle 5 °C lämpötilaerot.

NREL on pölyn vaikutuksia käsittelevässä tutkimuksessaan todennut, että pölysaaste aiheuttaa 3–7 % tuotantohävikkiä. Jos pöly kasaantuu samalle alueelle linnunkakan tai sammalen kanssa, paikalliset hotspotit voivat silti muodostua ja vaikuttaa pitkäaikaisesti tuottavuuteen.

Sammalsaaste

Sammalen vaarallisuus johtuu kiinteästä peittoalueesta, pitkästä peittoajasta ja korkeasta lämmön varastointikyvystä. Sammal kasvaa usein moduulin kehikon vesikertymäalueilla, mikä luo puolipysyviä paikallisia varjoja, ilman selkeää kausiluonteisuutta.

Sähköinen vaste on samanlainen kuin linnunkakan kohdalla: sammalahtoalueen kennot tuottavat jatkuvasti rajoitetusti virtaa ja sarjapiirin virta pakotetaan kulkemaan niiden läpi, aiheuttaen jatkuvan käänteispolarisaation. Sammalen korkea vesipitoisuus ja huono lämmönjohtavuus johtavat lämmön kasautumiseen kyseiselle alueelle.

TÜV Rheinland infrakuvauksissa kennon lämpötila nousee sammalpeitteisillä alueilla tyypillisesti 25 °C – 35 °C. Tämä krooninen hotspot ei ainoastaan vähennä energiantuottoa, vaan kiihdyttää encapsuloinnin vanhenemista, polttaa juotesaumat ja voi aiheuttaa mikrosäröjä lasiin.

3. Kuinka paljon hotspots vaikuttavat aurinkosähköjärjestelmään?

Tehon heikkeneminen: tuotannon jatkuva alenema

Hotspotit ovat yksi merkittävimmistä riskeistä, jotka johtavat aurinkopaneelien tehohäviöön. Kun yksittäinen kenno joutuu käänteispolarisaatioon, se ei enää tuota sähköä, vaan muuttuu jatkuvaksi energiankuluttajaksi. Tämä aiheuttaa paikallisen vian, joka sarjaan kytketyn rakenteen vuoksi vahvistuu nopeasti koko stringissä. Kun yhden kennon virta rajoittuu, koko stringin virta alenee ja paneelin teho laskee selvästi.

Vaikka varjostus kattaisikin vain 2–5 % paneelin pinta-alasta, moduulin tehohäviö voi silti olla 20–35 %. Useamman hotspotin esiintyessä koko stringin tuotanto voi laskea yli 40 %. Tämä tehohäviö ei ole satunnainen, vaan kertautuu aina, kun varjostus tai saaste palaa, heikentäen järjestelmän suorituskykyä pitkäjänteisesti.

Entistä huolestuttavampaa on, että toistuvien hotspot-kertojen seurauksena vuotuinen tuotannon alenema tyypillisesti on 5–10 %. Pienestä paikallisesta ongelmasta voi kehittyä jatkuva tuotantotappio string- tai jopa kokonaistasolla, ja se voi laukaista toissijaisia sähköisiä häiriöitä.

Encapsulationin lämpövahingot: materiaalien ikääntymisen kiihtyminen

Hotspotien aiheuttama jatkuva korkea lämpötila on pääasiallinen syy encapsuloinnin termiseen ikääntymiseen. Paikallinen lämpötila, joka pysyy pitkään yli 60 °C, käynnistää suoraan encapsulointimateriaalien lämpöikääntymisprosessin. Encapsulation alkaa keltua ja ristisilloittuminen karkaa hallinnasta, minkä jälkeen muodostuu kuplia ja delaminaatiota, ja käynnistyy irreversiibeli materiaalihajoamisen ketju.

Delaminaatio johtaa rakenteellisen suojan menettämiseen ja valonläpäisykyvyn laskuun. Hotspot-alueen ontelot laajenevat vähitellen, muodostaen höyryn pääsykanavia. Höyryn aiheuttama korroosio kiihtyy juotospisteiden rasitusta ja busbar-murtumia, mikä johtaa materiaalin ikääntymiseen ja sähkövikaan.

TÜV Rheinland ja NREL -testit osoittavat, että kuplien ja delaminaation ilmenemisaika hotspotien vaikutuksesta on tyypillisesti 12–24 kuukautta, paljon aikaisemmin kuin normaalien moduulien luonnollinen ikääntymiskaari (8–10 vuotta). Vielä piilevämmin encapsulointivirheet alkavat sisäpuolelta, eivätkä ne näy ulkoisesti, mutta vaikuttavat lopulta moduulin optisiin ominaisuuksiin, rakenteelliseen vakauteen ja pitkän aikavälin tuotantokykyyn.

Sähköviat: juotospisteiden palaminen ja piirin katkeaminen

Hotspotit eivät vain aiheuta materiaalien ikääntymistä, vaan myös haittaavat moduulin sähköisiä liitoksia. Paikallinen korkea lämpötila kuormittaa jatkuvasti juotospisteitä, busbareita ja kiskoja, mikä aiheuttaa lämpökuormituksen rasitusta metalleissa. Erityisesti 90 °C–120 °C pitkäaikaisessa kuormituksessa juote rekrystalloituu, halkeilee ja palaa, jolloin liitosten luotettavuus heikkenee merkittävästi.

Juotospisteiden heikentyessä metalliset busbarit ja kiskot murtuvat lämpöjännityksen ja virta­kuorman vaikutuksesta. Kun virtatie katkeaa, bypass-diodi aktivoituu toistuvasti, mikä aiheuttaa paikallista virran ohjautumista kiertotietä pitkin ja tuotannon jatkuvan heikkenemisen. Piirin katkeaminen johtaa moduulin poistumiseen verkosta, stringin jännitteen epätasapainoon ja voi laukaista jopa maanvikavikoja.

DNV ja PVEL -tarkastusraporttien mukaan yli 18 % hotspot-vaurioituneista moduuleista kärsii juotospisteiden palamisesta, busbar-murtumista tai kiskojen sulamisesta. Luonnolliseen ikääntymiseen verrattuna hotspotien aiheuttamat sähköviat tapahtuvat nopeammin ja leviävät aggressiivisesti, laajentaen yhden pisteen vian kokonaisen stringin sähkövikaan.

Rakennevauriot: mikrohalkeamista räjähdysmäiseen halkeamiseen

Hotspotien aiheuttama paikallinen korkea lämpötila uhkaa ei ainoastaan sähköisiä ja encapsulointimateriaaleja, vaan koko moduulin rakennetta. Jatkuva lämpöjännitys kohdistuu lasiin, kennoihin ja juotospisteisiin, kutsuen esiin lämpölaajenemisen ja -supistumisen syklit, jotka keskittyvät jännitykseen. Suurilla vuorokausivaihteluilla tai ääriolosuhteissa hotspot-alueesta tulee rakenteellinen heikko kohta.

Näissä termomekaanisissa sykleissä kennot kehittävät mikrohalkeamia, jotka leviävät jännityslinjoja pitkin. Halkeamien edetessä encapsulointikerros repeytyy, kehys vääntyy ja lasin pinnalle ilmestyy kulmikkaat tai läpimurron halkeamat. Paikalliset mikrohalkeamat voivat kehittyä lasin puhkeamiseksi ja encapsuloinnin repeämiseksi, mikä vakauden menettämiseen johtaa.

DNV ja PVEL -tarkastusdatan mukaan hotspotit nostavat lasin mikrohalkeamien todennäköisyyttä yli 2,5-kertaiseksi normaalimoduuleihin verrattuna, joista noin 12 % kehittyy näkyviksi halkeamiksi tai täydelliseksi murtumiseksi. Nämä rakennevauriot vähentävät valonläpäisyä ja mahdollistavat kosteuden pitkäaikaisen tunkeutumisen, mikä yhdessä encapsuloinnin ja sähköisen rappeutumisen kanssa lyhentää moduulin käyttöikää huomattavasti.

4. Kuinka tunnistaa ja käsitellä hotspots-alueet?

Hotspots-alueiden havaitseminen datan ja paikan päällä havaittavien signaalien avulla

Hotspots-alueet tunnistetaan yleensä poikkeavasta sähköntuotannosta ja fyysisistä vioista. Tehon lasku on selkein merkki, kun yhden stringin tuotanto on merkittävästi muiden alapuolella. Virran epätasapaino on myös tyypillinen: tasavirtapuolella virta on poikkeuksellisen alhainen, eikä vastaa paneelin suuntausta, varjostusta tai järjestelmän asetuksia. Invertteri saattaa näyttää virheilmoituksia, kuten “string power imbalance” tai “DC anomaly”. IV-käyrältä nähdään virrankaulan romahtaminen, taustaveto tai bypass-diodin käynnistyminen, jotka kertovat sähköjärjestelmän vaurioitumisesta.

Paikan päällä havaitut signaalit voivat sisältää:

• Paikallinen saastuminen (lintujen ulosteet, lehdet, sammal)
• Encapsuloinnin pullistumat, delaminaatio, kosteuden pääsy
• Lasin mikrosäröt, rungon muodonmuutokset

Saastuminen yhdistettynä teholaskuun osoittaa usein saastetyyppisen hotspotin, kun taas encapsuloinnin viat yhdessä jatkuvien virta-anomalioiden kanssa viittaavat rakenteelliseen tai sähköiseen hotspot-alueeseen. Yhtenäinen pölykerros aiheuttaa pelkän yleisen tuottavuuden laskun, mutta ei hotspotteja. Datan vaihteluiden ja fyysisten poikkeamien ristivahvistus auttaa nopeasti seulomaan epäillyt paneelit.

Hotspots-alueen varmistaminen mittauslaitteilla

Termografiakuvaukset ovat suorin tapa vahvistaa hotspot: jos paneelin pinnan lämpötilaero on ≥10 °C, sitä pidetään epäiltynä hotspotalueena; alle 5 °C on yleensä vain lämmön haihtelun ero. Mittaukset on tehtävä aurinkoisina, suurta kuormitusta kuormittavina hetkinä, jotta alhaisen säteilyn aiheuttamat virhehavainnot vältetään.

• EL-testaus (electroluminesenssi) tunnistaa näkymättömät viat, kuten mikrosäröt, katkenneet busbarit ja delaminaation, ja sopii hotspot-alueiden varhaiseen tai rakenteelliseen vauriotarkastukseen.
• IV-käyräanalyysi keskittyy sähköisiin poikkeamiin, kuten virrankaulan romahtamiseen, taustavedon alenemiseen ja bypass-diodin aktivoitumiseen. Se ei paikallista tarkan sijainnin, mutta vahvistaa virran yhteensopimattomuuden tai bypass-viat.
• Infrapuna­lennokki-inspektiot ovat yleisiä suurilla kentillä korkean lämpöpoikkeaman nopeaan paikantamiseen. Katolle asennetuissa jakelujärjestelmissä käytetään käsikäyttöisiä termokameroita, joita yhdistetään EL-testaukseen rakenteiden varmistamiseksi ja IV-analyysiin sähkövikojen vahvistamiseksi.

Yhdistämällä lämpökuvien lämpötilaerot, sähköiset käyrät ja rakennekartoitukset, voidaan hotspot-alueet luokitella tarkasti saastuksesta, rakenteellisista vioista tai sähköisistä vioista, ja näin toimia oikeiden korjaustoimenpiteiden mukaan.

Valitse oikea toimenpide hotspotin syyn mukaan

Riippumatta hotspotin syystä pätee seuraava periaate: saastumisesta johtuvat hotspotit ovat korjattavissa, kun taas rakenteelliset ja sähköiset hotspotit on vaihdettava uusiin moduuleihin.

• Saastumisperäiset hotspotit ovat käänteisiä riskejä ja vaativat tiheää paikan päällä tehtävää puhdistusta sekä kohdennettua huoltoa korjaantumisen varmistamiseksi. Jos saastuminen toistuu, erityisesti harjanteilla, ulokkeilla tai kosteilla lammikoilla, suositellaan lintusuojausten asentamista tai vedenpoiston parantamista.
• Rakenteelliset hotspotit, kuten encapsuloinnin pullistumat, delaminaatio tai mikrohalkeamat, ovat korjaamattomia vaurioita. Kun tällainen vika on varmistettu, moduuli on vaihdettava heti, sillä jatkotoiminta vain kiihtyttää materiaalien rappeutumista ja sähköisiä vikoja.
• Sähköperäiset hotspotit, joita esiintyy juotospisteiden palamisena, busbar-murtumina tai bypass-diodien vioittumisena, voidaan tilapäisesti eristää bypassin vikaantuessa, mutta kaikki korkean lämpötilan aiheuttamat sähköviat on korjattava moduulin vaihdolla.

Perusta jatkuva hotspotien ehkäisy- ja riskinhallintamekanismi

Hotspotien torjunnan ydin on poistaa niiden laukaisevat tekijät ja ylläpitää riskiseurannan suljettua sykliä. Täydellinen riskinhallinta pohjautuu kahteen kerrokseen:

• Ympäristön ja rakenteen suojaus
• Vikojen varhainen havaitseminen ja nopea moduulien korvaaminen

Näin muodostuu jatkuva ehkäisystä korjaukseen ulottuva sykli. Saastumisperäiset hotspotit vaativat säännöllistä puhdistusta, toimivaa vedenpoistoa ja lintusuojaimia uusintojen vähentämiseksi. Rakenteelliset ja sähköiset hotspotit edellyttävät tiukkaa moduulien laatuvalvontaa ja asennusstandardien noudattamista; rakennusvaiheessa on vältettävä jännityskeskittymiä ja hitsausvirheitä. Käytön aikana päivittäiset termografiatarkastukset yhdistettynä vuosittaisiin syvähavainteisiin pitävät seurannan jatkuvana ja reagoivat riskien muuttuviin tarpeisiin.

5. Kuinka estää hotspots-alueiden muodostuminen systemaattisesti PV-järjestelmissä?

(1) Modulirakenteen kautta tapahtuva hotspotien ehkäisy

Moduulirakenne ratkaisee, aiheuttaako varjostus hotspotin. Moduulit, joissa on kolmijakoinen kennojakautuma, useamman busbarin (multi-busbar) rakenne tai täydellinen takapintakoskettelu (IBC), pystyvät hajauttamaan paikallista virran epätasapainoa ja vähentämään hotspot-riskiä.

Triple-cut-tekniikassa kennot on jaettu kolmeen pienempään alueeseen, jolloin varjostuksen vaikutus rajoittuu entistä pienempään sektoriiin. Multi-busbar-ratkaisut tarjoavat useita virrankeräysreittejä, estäen virran kasaantumisen yhdelle pinnalle. Puolikennotekniikassa (half-cut) virta jaetaan rinnakkaisiksi haaroiksi, mikä alentaa yksittäisen haaran virrantiheyttä. IBC-moduulien erittäin lyhyet johtatie-reitit ja puuttuvat etupaneelin kontaktit tekevät niistä nykyisin suojelevimman teknologian varjostuksen aiheuttamia hotspot-ilmiöitä vastaan.

Vaikka bifaciaaliset double-glass-moduulit eivät sisällä erillistä sähköistä hotspot-suojausta, niiden korkea takapaneelin tuotto heijastavissa olosuhteissa voi osittain kompensoida etupuolen tehohävikkiä varjostuksen vuoksi.

(2) Hotspot-riskin vähentäminen asennuksella ja sijoittelulla

Asennus ja sijoittelu ovat keskeisiä hotspotien ehkäisyssä. Varjostus syntyy pääasiassa katon rakenteesta, ympäröivistä esteistä ja saastekerrostumista pitkässä toiminnassa. Huolellisella paneelirivien sijoittelulla ja paikan päällä toteutettavilla suojatoimenpiteillä hotspot-ilmiöt voidaan merkittävästi vähentää.

Asennusvaiheessa hotspot-riski johtuu ensisijaisesti varjostuksesta ja saasteista. Yleisimmät varjostavat tekijät ovat: harjanteet, kaiteet, ilmanvaihtoputket, savutorvet sekä naapurirakennukset tai puiden varjostus. Varjostus vaihtelee myös vuodenajan, auringon korkeuskulman ja kasvillisuuden muutosten myötä. Sijoita paneelirivit pois näiltä korkean riskin alueilta, erityisesti harjan varjo –kohtiin, ulokkeiden läheisyyteen ja rännien päälle. Suositeltava vapaa tila paneelien ja korkeamman esteen välillä on 30–50 cm, jotta stringin sisäinen säteily jakautuu tasaisesti ja virran epätasapaino paikallisvarjostuksesta vältetään. Katolla, jossa on pysyviä varjoja, suunnittele rivit uudelleen tai poista varjostetut alueet asennuksesta.

Käyttövaiheessa saasteperäisiä hotspot-ilmiöitä ei sovi aliarvioida. Lintusuojaimien ja lehtisuojien asentaminen, toimiva vedenpoisto sekä kosteiden alueiden minimointi vähentävät merkittävästi saasteiden kertymistä ja hotspot-riskiä. Pohjoiseen suuntautuva tai pysyvästi varjossa oleva katto on tarkastettava säännöllisesti sammalen kasvun varalta. Varjostuksen välttämättömissä tapauksissa voidaan hyödyntää moni-MPPT-inverttereitä, mikrokäänteitä tai teho-optimoijia varjostuksen aiheuttamien tehonmenetysten lieventämiseksi. On kuitenkin tärkeää muistaa, että sähköiset optimointiratkaisut parantavat ainoastaan energiantuottoa, mutta eivät poista hotspotien syntymahdollisuutta.

(3) Pitkäaikainen riskienhallinta O&M-mekanismien avulla

DNVn ja IEA PVPS Task 13n ylläpitotilastojen mukaan säännöllinen puhdistus voi vähentää saasteperäisten hotspotien esiintyvyyttä jopa 70 %, lieventäen merkittävästi syksyn ja talven lehtien ja linnunkakan aiheuttamaa paikallista lämpötilan nousua ja tuotantohäviöitä.

Saasteet ovat kuitenkin vain yksi laukaisutekijä. Hotspotit eivät ole satunnaisia ilmiöitä, vaan rakenteellisia riskejä, joita ajavat ympäristömuutokset, moduulien ikääntyminen, materiaalien rappeutuminen ja sähköiset rasitukset koko järjestelmän elinkaaren ajan. Staattisen suunnittelun optimoinnin sijaan O&M-mekanismi huolehtii näiden pitkän aikavälin riskien dynaamisesta hallinnasta.

Käytännön toimintaympäristössä saasteperäiset hotspotit eroavat rakenteellisista ja sähköisistä heteistä:

• Saasteperäiset hotspotit ovat kausisidonnaisia ja vaativat tiheää paikan päällä tehtävää tarkastusta ja välitöntä puhdistusta jatkuvaa riskien lieventämistä varten.
• Rakenteelliset ja sähköiset hotspotit johtuvat materiaalien rasitusvaurioista, virran epätasapainosta tai valmistusvirheistä ja edellyttävät säännöllisiä syvällisiä tarkastuksia ja varhaista puuttumista.

Ilman tehokasta hallintaa hotspotit kehittyvät paikallisista lämpöpoikkeamista encapsuloinnin rappeutumiseen, juotospisteiden palamiseen ja virran epätasapainoihin, kunnes stringit katkeavat ja koko järjestelmän tuotantokyky rappeutuu rakenteellisesti.

Vankka O&M-mekanismi muodostaa hotspot-riskien hallinnan suljetun kehän. Sen toiminnot eivät rajoitu pelkkään saasteiden poistoon tai vikojen korjaukseen, vaan se hyödyntää moniulotteista seurantaa – kuten termografiaa, EL-tutkimuksia ja IV-käyräanalyysiä – poikkeamien jatkuvaan kvantifiointiin, riskikehityksen seurantaan ja tarkastustaajuuksien, detektiostrategioiden sekä reagointipolkujen dynaamiseen säätöön, jotta järjestelmän lämpötila­vakautta ja sähköistä eheyttä pystytään ylläpitämään koko elinkaaren ajan.

Nykyisissä PV-asset-hallinnan standardeissa hotspot-riski tunnustetaan keskeiseksi rakenteelliseksi muuttujaksi, joka heikentää tuotantotehoa, nopeuttaa moduulien rappeutumista, nostaa O&M-kustannuksia ja heikentää sijoitetun pääoman arvoa. Ilman suljettua hallintakiertoa riski levittäytyy palautumattomasti suorituskyvyn alentuessa ja kustannusten noustessa.

Hotspotien hallinta ei siten ole enää yksittäinen huoltostrategia, vaan järjestelmän terveys­hallinnan perusosaaminen. Moduulirakenteen optimoinnin, järjestelmän sijoittelun ja O&M-strategioiden yhteispelin avulla hotspot-riski muutetaan järjestelmän hallittavaksi toimintarajaksi, mikä on välttämätön edellytys PV-järjestelmän pitkäaikaisen tuotto- ja rakenteellisen arvon vakaudelle.

Vuodesta 2008 Maysun Solar on ollut sekä sijoittaja että valmistaja aurinkoenergiateollisuudessa tarjoten nollainvestoinnin kaupallisia ja teollisia kattopaneeliratkaisuja. 17 vuoden kokemuksella Euroopan markkinoilla ja 1,1 GW:n asennetulla kapasiteetilla tarjoamme täysin rahoitettuja aurinkopaneeliprojekteja, joiden avulla yritykset voivat rahastaa katoillaan ja vähentää energiakustannuksia ilman ennakkoinvestointeja. Kehittyneet IBC, HJT ja TOPCon -moduulimme sekä parvekkeelle asennettavat aurinkovoimalat varmistavat korkean tehokkuuden, kestävyyden ja pitkäaikaisen luotettavuuden. Maysun Solar hoitaa kaikki hyväksynnät, asennukset ja huollot, varmistaen sujuvan ja riskittömän siirtymisen aurinkoenergiaan samalla, kun se tarjoaa vakaita tuottoja.

Lähteet

DNV. (2021). PV Module Reliability Scorecard 2021. DNV Energy Systems.
https://www.dnv.com/services/pv-module-reliability-scorecard-2021-200178
PVEL. (2023). PV Module Reliability Scorecard 2023. PV Evolution Labs (PVEL).
https://www.pvel.com/pv-module-reliability-scorecard/
NREL. (2022). Impact of Soiling on PV System Performance: Review and Analysis. National Renewable Energy Laboratory.
https://www.nrel.gov/docs/fy22osti/82015.pdf
IEA PVPS Task 13. (2020). Soiling of Photovoltaic Panels: Literature Review, Measurement, and Modeling. International Energy Agency.
https://iea-pvps.org/research-tasks/task-13/
TÜV Rheinland. (2021). Quality Monitor: Global PV Module Reliability Testing. TÜV Rheinland Group.
https://www.tuv.com/media/corporate/products_1/renewables_1/solar/solar_quality_monitor.pdf
Saatat myös pitää: