Hotspoty také horké místo na panelu je buňka, nebo několik buněk na FV panelu, které mají vyšší teplotu než zbylá část panelu. Tyto teplé body jsou způsobeny nerovnoměrným rozložením proudu v jednotlivých článcích solárního panelu a mohou vznikat z různých důvodů, jako jsou defekty a výrobní vady v solárních článcích, které vznikly při výrobě nebo dopravě/manipulaci při instalaci (může být způsobený mikrotrhlinami v článku vzniklými mechanický namáháním během montáže), dále hotspoty mohou způsobovat nečistoty (trus, prach, popadané listí a větve), špatné zastínění atd. V poškozeném nebo zaneseném místě tak dochází přeměně elektrické energie na tepelnou. Hotspoty proto mohou způsobovat nadměrný ohřev a poškození fotovoltaických článků, což může vést k trvalému snížení výkonu panelu a jeho předčasnému selhání (v tom lepším případě).

Co jsou to hotspoty ve fotovoltaických panelech?

Přítomnost hotspotů snižuje celkovou účinnost a životnost solárních panelů a může způsobit další poškození, jako jsou mikrotrhliny nebo delaminace, což jsou defekty ve vrstvách panelu. K prevenci hotspotů se používají různé metody, včetně výběru kvalitních materiálů použitých při výrobě solárních panelů a dodavatelů, kteří prochází důkladným testováním a mají zavedené spolehlivé systémy kontroly výroby.

Roli hraje také výběr zkušené instalační firmy, která nejenom má vyškolené pracovníky, kteří ví, jak správně manipulovat se solárními panely během instalace (pokud si instalaci fotovoltaiky neřešíte svépomocí) a mají nastavené procesy pro kontrolu nainstalované fotovoltaiky po dokončení instalace (více bezpečnostních mechanismů výrazně minimalizují jakékoliv možné pochybení, protože ani revizní technik/technik distribuce nemusí vše odhalit, proto je lepší vše odkontrolovat již po instalaci elektrárny samotnou instalační firmou, která montáž prováděla – zde platí více očí/rukou/proškolených lidí, více odhalí).

V neposlední řadě hraje velkou roli údržba solárních instalací tak, aby byly minimalizovány faktory vedoucí ke vzniku hotspotů.

Každý fotovoltaický článek má totiž své specifické silné a slabé stránky, které je možné identifikovat pomocí diagnostických nástrojů jako jsou termovizní kamery nebo elektroluminiscenční testování. Slabá místa na článcích lze rozpoznat podle zvýšené teploty oproti okolním článkům. Rozdíl teploty o 50°C nad průměrem sousedních článků může naznačovat riziko poškození panelu. Když teplota dosáhne 110 -150°C nebo více, může dojít k propálení zadní izolační fólie a trvalému poškození článku. Delší provozování takovéhoto FV panelu je již záležitostí nejenom neekonomickou, ale i bezpečnostním rizikem.

Nejšastější příčiny vzniku hotspotů

1. Nečistoty – nečistoty na solárních panelech mohou mít výrazný vliv na vznik hotspotů. Tyto nečistoty snižují efektivitu článků tím, že blokují přístup slunečního světla k fotovoltaickému materiálu, což zpomaluje nebo omezuje produkci elektrického proudu. Tento fenomén vede k nerovnoměrnému rozložení proudu mezi články a zvyšuje riziko přehřívání některých částí panelu. Pro účinné odstranění těchto nečistot a minimalizaci rizika hotspotů je doporučeno pravidelná vizuální kontrola (nebo je třeba mít aplikaci/nainstalovaný optimizér, který vám pokles výkonu identifikuje/hlídá za vás) a také pravidelné čištění solárních panelů. To může být provedeno ručně nebo automatickými čistícími systémy, které zajistí, že panely zůstanou čisté a bez překážek blokujících sluneční světlo a nebude tak docházet ke zbytečnému zastínění. Zde jsou hlavní typy nečistot, které mohou ovlivnit vznik hotspotů:
   • Prach a písek – jsou mezi nejčastějšími kontaminanty, zejména v suchých a větrných oblastech. Prachové částice mohou snadno usedat na povrchu panelů a vytvářet tenkou vrstvu, která zastiňuje články a zhoršuje jejich výkon.
   • Listí a organické materiály – pád listí nebo jiných organických materiálů, jako jsou květiny a malé větve, na povrch panelů může také způsobovat zastínění. Tyto materiály mohou také hnití a zanechávat na panelu organické rezidua, které jsou těžší odstranit.
   • Ptáčí trus – je obzvláště problematický, protože kromě zastiňování může způsobit chemické poškození povrchu solárních panelů. Kyselina v ptáčím trusu může poškodit ochranné povlaky a snížit průhlednost skla nebo jiného krycího materiálu.
   • Stavební materiály – prach z betonu, malta nebo jiné stavební materiály mohou být rovněž zdrojem nečistot na solárních panelech, zejména pokud se nacházejí v blízkosti stavebních prací nebo nezpevněných cest.
   • Smog a průmyslové znečištění – v urbanizovaných nebo industrializovaných oblastech může smog nebo výfukové plyny zahrnovat částice, které se mohou usazovat na panelech. Tyto částice mohou obsahovat chemikálie, které nejenže blokují světlo, ale také reagují s materiály solárního panelu, což snižuje jeho životnost a účinnost.
2. Nevhodná manipulace/fyzické poškození – hotspot může být způsobený mikrotrhlinami v článku vzniklými mechanický namáháním během montáže, přepravy, případně nadměrným zatěžováním, při přepravě, může být poškozen během zimy (nevhodná instalace) atd. Fyzické poškození fotovoltaických článků může způsobit lokální snížení vodivosti a opět snížení výkonu nebo poškození panelu.
3. Zastínění – jedním z důvodů vzniku hot spots je zastínění (například listím, větvemi, uhynulý hmyz, nečistotami nebo stínem z okolních objektů – například komínem apod.). V případě zastínění článku panelu dochází k situaci, kdy se zastíněný solární článek přestává chovat jako zdroj elektrické energie, ale naopak energii vyprodukovanou ostatními články začíná spotřebovávat, čímž dochází k jeho přehřívání.
4. Vliv stárnutí a opotřebení – časem a působením vnějších vlivů může dojít k degradaci materiálů, které tvoří solární články. Toto opotřebení může způsobit zhoršení vodivých vlastností, což může vést k nerovnoměrnému rozložení proudu a opět následnému vzniku hotspotů.
5. Vadné nebo nekvalitní komponenty – použití nekvalitních nebo vadných elektrických komponent, jako jsou diody, vodiče nebo spojovací prvky u panelů nebo jen nevhodný materiál použitý při výrobě článků nebo výrobní postupy (proto doporučujeme používat solární panely z TIER I), může způsobit, že některé části panelu nebudou správně fungovat. To může vést k zvýšenému odporu a teplotě v určitých oblastech, což vyvolává vznik hotspotů. Kvalitu solárních panelů lépe než cena dokazují certifikace firmy. V Evropě je velmi uznávaná certifikace TÜV, ale setkat se můžete i s mezinárodními certifikacemi jako IEC (International Electrotechnical Commission) nebo UL (Underwriters Laboratories). Kromě těchto jsou v praxi používány i certifikáty CE, které jsou nezbytné pro produkty prodávané na evropském trhu, nebo různé standardizace podle ISO.
6. Nepravidelné napětí v síti – pokud jsou panely zapojeny do sítě s nepravidelným napětím nebo pokud dochází k výkyvům napětí, může to vést k nerovnoměrnému rozdělování proudu mezi články, což způsobuje místní přehřívání a vznik hotspotů.

Důsledky vzniku hotspotů

Hotspoty mohou mít za následek několik negativních důsledků:

• Snížení výkonu – lokální přehřívání části panelu snižuje jeho celkovou účinnost a výkon.
• Poškození solárního panelu – vysoká teplota může způsobit degradaci materiálů, jako jsou polymerní kryty a spojovací materiály, což může vést k delaminaci nebo mikrotrhlinám, které již budou mít trvalý charakter a bude třeba nefunkční panel zcela vyměnit. Delaminace se projevuje separací jednotlivých částí panelu, která vede ke vzniku dutin či bublin a výsledkem je porušení správné funkčnosti panelu.
• Zkrácení životnosti – opakované vystavování vysokým teplotám může zrychlit stárnutí fotovoltaických článků a snížit jejich životnost.
• Riziko požáru – v extrémních případech může dojít k tak vysokému zahřátí materiálů, že hrozí riziko vzniku požáru.

Prevence vzniku hot spotů

Prevence a řízení hotspotů vyžaduje komplexní přístup, zahrnující několik strategií:

1. Kvalitní solární panely a použité komponenty – výběr kvalitního a ověřeného dodavatele solárních panelů (TIER I), který využívá vhodné výrobní postupy, materiály a má zavedené přísné kontroly během výrobního procesu mohou minimalizovat skryté výrobní vady, které by mohly vést k vzniku hotspotů.
2. Správná instalace – odborná instalace od renomované firmys důrazem na správné zapojení a umístění panelů je klíčová pro předcházení problémům spojeným s nerovnoměrným zatížením článků. Zde zároveň doporučujeme vždy po instalaci provést kontrolu (termokamera, elektroluminiscenční testování, test sériového a paralelního odporu, výkonové měření, přístrojem pro měření UI charakteristik, za účelem zjištění výkonových parametrů a skutečného poklesu výkonuatd.).
3. Pravidelná údržba – pravidelné čištění FVE panelů a kontrola jejich stavu pomáhají identifikovat a řešit potenciální problémy, jako je zastínění nebo poškození, dříve, než dojde k vzniku hotspotů.
4. Monitoring solárního systému – moderní fotovoltaické systémy by měly již být vybaveny monitorovacími systémy, které umožňují sledování výkonu jednotlivých panelů a rychlé identifikování potenciálních problémů. Případně lze toto řešit na bázi výkonových optimizérů.