er)، عملکرد یک نیروگاه خورشیدی بزرگ مقیاس ۲۴.۹ مگاواتی در منطقه سوماترا، اندونزی طی دو سال نخست بهره برداری
در مقاله ای با عنوان “Identification of early operational defects in a 24.9 MWp PV system” منتشر شده در مجله Applied Energy (Elsevier)، عملکرد یک نیروگاه خورشیدی بزرگ مقیاس 24.9 مگاواتی در منطقه سوماترا، اندونزی طی دو سال نخست بهره برداری مورد بررسی قرار گرفته است.
این مطالعه بر پایش میدانی ۸ سایت نیروگاهی با مجموع 64,140 ماژول فتوولتائیک و 101 اینورتر متمرکز بوده و هدف آن شناسایی و طبقه بندی عیوب زودهنگام در شرایط واقعی بهره برداری است. داده های جمع آوری شده نشان می دهد که در این دوره، حدود 678 ماژول معیوب (معادل 1.05٪ از کل سیستم) شناسایی شده اند که دچار انواع مختلف خرابی عملکردی بوده اند.
بر اساس نتایج مقاله، مهم ترین عیب مشاهده شده پدیده هات اسپات (Hotspot) بوده که ناشی از سایه جزئی، عدم تطابق سلول ها و آسیب های فیزیکی است و موجب افزایش دمای موضعی و افت توان در ماژول های درگیر می شود. در ادامه، 282 مورد شکستگی شیشه ماژول ها ثبت شده که اغلب به هات اسپات یا ضربه های مکانیکی مرتبط است و می تواند منجر به نفوذ رطوبت و تخریب تدریجی ساختار داخلی شود. همچنین 350 مورد خرابی جعبه اتصال (Junction Box) گزارش شده که عمدتا ناشی از نصب نامناسب و ضعف آب بندی بوده و خطر نفوذ رطوبت، افزایش دما و ایجاد اتصال کوتاه را به همراه داشته است. علاوه بر این، 42 مورد تورم یا داغ شدگی جعبه اتصال به دلیل خرابی دیود بای پس و افزایش دمای داخلی تا حدود 82 درجه سانتی گراد مشاهده شده است.
در بخش تحلیل عملکرد اینورترها نیز اختلالات عملیاتی ثبت شده که بخشی از توقف های موقت تولید را در سطح سیستم ایجاد کرده اند. همچنین اثرات محیطی شامل گرد و غبار، آلودگی سطحی و سایه اندازی (هم خارجی و هم خودسایه اندازی آرایه ها) به عنوان عوامل تشدیدکننده خرابی ها معرفی شده اند. مقاله تاکید می کند که این عوامل می توانند با ایجاد شرایط گرمایی غیر یکنواخت، احتمال وقوع هات اسپات را افزایش دهند.
در نهایت مطالعه نتیجه می گیرد که بخش عمده خرابی های زودهنگام در این نیروگاه ناشی از ترکیب عوامل محیطی (رطوبت، دما و گردوغبار)، خطاهای نصب و محدودیت های طراحی سیستم است. همچنین نشان داده می شود که استفاده از طراحی مناسب رشته ها (کاهش تعداد ماژول در هر string)، به کارگیری ماژول های half-cut و اجرای پایش حرارتی و تصویربرداری مادون قرمز می تواند نقش موثری در کاهش نرخ خرابی و افزایش پایداری عملکرد نیروگاه داشته باشد