태양광 패널의 핫스팟

Hot Spot, ‘열점’의 의미를 확대하면, “특정 영역에서 열이 발생한다”가 됩니다. ‘특정 영역’은 당연히, 태양광 패널의 일부분입니다.

핫 스팟이 생기는 원인은 명확합니다. 전류가 흐르고 있는데 어떤 구간의 저항값이 존재하면, 다음 일반 공식에 따라 온도가 상승합니다.

전력, 열(W) = 전압의 곱 ÷ 저항. 즉, 저항이 커지면 W 값이 커진다.

저항이 0이면 열도 0입니다. 저항이 극단적으로 커져서, 무한대에 가까운 1000… 000Ω이 되어도 열은 무한대에 가까운 것이 됩니다. 즉, “양 극단에서는 열이 발생하지 않는다”라고 표현해도 무방합니다. 문제는 그 중간의 값입니다. 예를 들어, 50V에 10오움 저항이 있다고 하면, 250V ÷ 10 = 25W가 됩니다. 25W 정도면, 너무 뜨거워서 사람이 손으로 만질 수 없을 정도입니다.

열에 대한 상대 분포도를 생각하면, “패널 특정 영역의 저항이 커졌고 그것에 의해 발열하였으며, 해당 영역의 온도가 다른 영역보다 높다”를 생각하게 됩니다. 그 상황을 효과적으로 관찰할 수 있는 수단이, 열화상 카메라입니다.

(태양광 모듈의 핫스팟 효과: (a) 태양광 모듈; (b) 태양광 모듈의 적외선 이미지)

열화상 카메라는 기준 온도를 색으로 표현해서 보여주는데, 주변 색 A에 비해 특정 영역의 색 B가 그것과 다르다면 핫스팟으로 진단할 수 있습니다. 핫스팟의 이유는, 앞서 언급한 대로 ”저항값 증가’ 때문입니다.

저항값 증가의 가장 대표적인 원인으로, 반복적인 포토 셀 음영 효과 또는 기타 전기적인/전자적인 손상, 물리적 손상이 있습니다. 핫스팟이 생긴 패널은 저항값 문제 즉, 전류 흐름이 원활하지 않다는 점 때문에 기대 전력을 생산할 수 없으므로, 적당 시점의 교체를 생각해야 합니다.

태양광 패널의 바이패스 다이오드 (1)
모듈단위 전력관리 장치, MLPE

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• 이미지 : https://uni-t-shop.eu/products/uti720e-enhanced-thermal-camera