Innholdsfortegnelse
- Innledning
- Hvordan dannes hot spots i solcellepaneler?
- Hvilke typer forurensning utløser lettest hot spots?
- Hvor stor innvirkning har hot spots på solenergisystemer?
- Hvordan identifisere og håndtere hot spots?
- Hvordan systematisk forebygge hot spots i solcelleanlegg?
Innledning
Hver høst og vinter blir solcelleanlegg – både for bedrifter og private hjem – oftere utsatt for forurensning og tildekking. Vanlige faktorer som fugleskitt, løvansamlinger og støvlag kan føre til uventede konsekvenser. Hvorfor fører lokal skyggelegging til at hele panelet varmes opp? Hvordan kan en liten flekk redusere hele anleggets produksjonseffektivitet?
Sammenlignet med kraftig regn eller høye temperaturer er hot spots forårsaket av forurensning mer skjulte og lettere å overse. De fører kanskje ikke umiddelbart til skade, men kan over tid akkumulere varmebelastning som utløser effektreduksjon, glasssprekker og til og med komponentfeil. Når produksjonsavvik først oppdages, er det ofte for sent å identifisere årsaken.
Hot spots som følge av forurensning er ikke tilfeldige hendelser, men en strukturell risiko. Uten tidlig identifisering og forebyggende tiltak, vil problemet gjenta seg i sesonger med høy forekomst, og påvirke både sikkerheten og ytelsen til solcelleanlegget.
1. Hvordan oppstår hot spots i solcellemoduler?
Hot spots er områder med unormal varmeutvikling i solcellemoduler som skyldes lokal overoppheting av enkelte celler. Utgangspunktet er ikke temperaturen, men skyggelegging. Når forurensning som fugleskitt eller løv dekker en celle, kan den ikke lenger produsere strøm normalt. Strømmen blokkeres, og omvendt forspenning oppstår, noe som gjør at cellen går fra å være en produsent til en forbruker av energi. Dette fører til lokal varmeutvikling og dannelse av hot spots.
Problemet begrenser seg ikke til én enkelt celle. For å øke spenningen kobles ofte 60–100 celler i serie i én modul, og flere moduler kobles videre sammen til en streng. Hvis strømmen i én celle begrenses, reduseres strømmen i hele strengen samtidig. Selv om bare rundt 5 % av modulens overflate er tildekket, kan produksjonen falle med over 30 %. Jo mer konsentrert skyggen er og jo høyere strømmen er, desto raskere dannes hot spots og jo høyere blir temperaturøkningen.
Bypass-dioder kan kobles inn ved alvorlig skyggelegging for å isolere det berørte området fra kretsen. Men de aktiveres først når den omvendte spenningen når 0,5–0,7 V. I tilfeller med konsentrert skygge, som fugleskitt, oppstår hot spots ofte før dioden rekker å reagere. Hvis modulens design eller driftsmiljø ikke er tilpasset for å håndtere dette, vil hot spots oppstå gjentatte ganger og kan føre til termisk skade på innkapslingen, tæring på loddinger og i verste fall glassbrudd over tid.
2. Hvilken type forurensning utløser lettest hot spots i solcellemoduler?
Forurensning fra fugleskitt
Fugleskitt er den mest typiske og risikofylte årsaken til hot spots i solcelleanlegg. Problemet ligger ikke i mengden dekning, men i hvor konsentrert og ugjennomtrengelig skyggen er. En liten flekk fugleskitt som dekker én celle fullstendig, kan skape betydelig strømbrudd i en seriekoblet krets.
I en solcellemodul er alle celler seriekoblet og må føre samme strøm. Når én celle blokkeres av fugleskitt og ikke kan generere strøm, må likevel strømmen tvinges gjennom. Dette fører til omvendt forspenning og gjør at cellen omdannes fra en energiprodusent til en energiforbruker – en hot spot oppstår.
I tillegg har fugleskitt lav varmeledningsevne. Når fuktigheten fordamper, etterlates et lag av organisk materiale som holder godt på varmen. Ifølge inspeksjonsdata fra DNV ligger temperaturøkningen i slike tilfeller ofte mellom 35 °C og 70 °C – vesentlig høyere enn ved andre typer forurensning. Bare én celle (ca. 2 % av modulens overflate) som er fullstendig dekket, kan redusere modulens effekt med 25–30 % og raskt utløse tydelige hot spots.
Forurensning fra løv
Risikoen ved løv er annerledes enn ved fugleskitt og avhenger av hvordan og hvor lenge bladene ligger. Et enkelt blad har ofte en viss lysgjennomtrengelighet (ca. 20–40 %). Når de er spredt, reduseres belysningen og dermed effekten, men strømflyten forblir balansert – hot spots dannes sjelden.
Når derimot flere blader samler seg i en fuktig haug, synker lysgjennomgangen til under 10 %. Flere celler i det dekkede området går da over i svak eller null produksjon. Den lokale strømmen hindres, og omvendt forspenning oppstår. IEA viser i sin PVPS Task 13-rapport at spesielt i midten av modulen er det en forsinkelse i aktiveringen av bypass-diodene, og temperaturøkningen kan nå 20–40 °C.
Denne typen risiko er sterkt sesongbasert. Dersom løvet ikke fjernes i tide, kan det føre til flere distribuerte hot spots som truer hele strengens driftssikkerhet.
Støvforurensning
Støv skaper vanligvis ikke hot spots, men gir gradvis svekket produksjon. I motsetning til fugleskitt og løv fordeler støv seg jevnt og reduserer solinnstrålingen over hele overflaten.
Ved jevn lysreduksjon synker strømproduksjonen i alle celler likt, og det oppstår ingen lokal ubalanse. Derfor gir selv 80–90 % dekning med støv sjelden hot spots. Termografiske undersøkelser viser at temperaturforskjellen på grunn av støv som regel er under 5 °C.
NREL rapporterer at støvforurensning vanligvis reduserer systemets produksjon med 3–7 %. Dersom støvet kombineres med fugleskitt eller mose på samme sted, kan likevel lokale hot spots oppstå med langsiktig effekt på ytelsen.
Forurensning fra mose
Mose er spesielt risikofylt fordi den har fast plassering, lang varighet og høy varmeopphopning. Den vokser ofte i vannoppsamlinger langs modulens kanter og blir en form for halvpermanent skyggelegging uten tydelig sesongvariasjon.
Elektrisk sett fungerer dette som fugleskitt: Celler under mosen mister evnen til å produsere strøm, men må likevel føre gjennom strømmen i kretsen – omvendt forspenning vedvarer.
I tillegg inneholder mose mye vann og har dårlig varmeledning, noe som fører til opphopning av varme i området. Termografiske målinger fra TÜV Rheinland viser at temperaturen i celler dekket av mose vanligvis øker med 25–35 °C. Denne kroniske typen hot spot reduserer ikke bare effekten, men fremskynder også aldring av innkapslingen, tæring på loddepunkter og kan til og med føre til mikroskopiske sprekkdannelser i glasset.
3. Hvor stor innvirkning har hot spots på solcelleanlegg?
Effekttap: Vedvarende reduksjon i ytelse
Hot spots er en hovedårsak til vedvarende reduksjon i solcellepanelenes effekt. Når enkelte solceller går inn i revers bias på grunn av lokal skygge, slutter de å produsere strøm og blir i stedet energiforbrukende elementer. Dette fører ikke bare til lokal svikt, men forsterkes raskt gjennom hele den seriekoblede kretsen. Når én celle begrenser strømmen, må hele serien redusere strømmen tilsvarende, noe som gir et betydelig effekttap.
Selv med kun 2–5 % av moduloverflaten tildekket, reduseres effekten typisk med 20–35 %. Ved flere hot spots i samme streng kan produksjonstapet overstige 40 %. Denne reduksjonen er ikke tilfeldig, men oppstår gjentatte ganger over tid som følge av periodisk forurensning og skygge, og spiser kontinuerlig av systemets langsiktige ytelse.
Viktigst er det at hot spots over tid fører til et årlig produksjonstap på 5–10 %. Små lokale problemer utvikler seg til streng- eller systemnivå tap, og kan også føre til sekundære elektriske feil.
Termisk skade i innkapslingen: Akselerert materialforringelse
Den vedvarende høye temperaturen som hot spots medfører, er en hovedårsak til at innkapslingsmaterialet i panelene eldes raskere. Når temperaturen holder seg over 60 °C over lengre tid, starter en varmeindusert aldringsprosess. Innkapslingen blir gul, kryssbindingen svikter, og det oppstår bobler og delaminering – en irreversibel kjede av materialdegradering.
Delaminering fører til at strukturell beskyttelse svikter og lystransmisjonen reduseres. Hulrom i hot spot-området utvider seg, danner vanndampkanaler og fremmer korrosjon. Dette akselererer tretthet i loddepunkter, sprekker i bussbarene og elektriske feil.
Ifølge aldringstester fra TÜV og NREL oppstår bobler og delaminering i hot spot-utsatte moduler typisk etter 12–24 måneder – langt raskere enn den naturlige aldringen (8–10 år). Det mest skjulte problemet er at denne skaden starter fra innsiden, uten synlige ytre tegn, og svekker optisk ytelse, mekanisk stabilitet og energiproduksjon over tid.
Elektriske feil: Loddingsskader og brudd i kretser
Hot spots forårsaker ikke bare materialskader, men også svekkelser i de elektriske forbindelsene. Den høye temperaturen tærer på loddinger, fingerledere og strømførende skinner. Ved vedvarende eksponering for 90–120 °C begynner loddematerialet å rekrystallisere, sprekke og brenne, noe som reduserer påliteligheten.
Etter hvert som loddepunktene svekkes, oppstår det sprekker i fingerlederne og bussbarene på grunn av termisk og elektrisk belastning. Når strømveien brytes, aktiveres bypass-diodene oftere, strømmen ledes utenom defekte celler, og produksjonstapet vedvarer. Kretsbrudd fører til at moduler kobles ut, strengen blir ubalansert og det kan oppstå jordfeil.
Inspeksjonsrapporter fra DNV og PVEL viser at over 18 % av hot spot-skadde moduler har skader som loddepunktsbrenning, fingerbrudd eller smeltede bussbarforbindelser. I motsetning til naturlig aldring, oppstår slike feil raskt og spres lett – fra enkeltceller til hele strenger.
Strukturelle skader: Fra mikrosprekker til knust glass
De lokale temperaturtopper som skyldes hot spots truer ikke bare elektriske og materialmessige egenskaper, men også den fysiske strukturen til modulene. Vedvarende termisk stress på glass, celler og loddinger forårsaker termisk ekspansjon og sammentrekning, og skaper spenningskonsentrasjoner. Ved store døgnvariasjoner eller ekstremvær blir hot spot-sonene svake punkter.
Slike termomekaniske sykluser fører til mikrosprekker i cellene, som sprer seg langs stressbaner. Dette kan utvikle seg til riving i innkapslingen, bøyning i rammene og sprekker i glasset – både i hjørnene og tvers over midten. Resultatet er knust glass, sprukket innkapsling og tap av strukturell integritet.
Ifølge DNV og PVEL er forekomsten av mikrosprekker i hot spot-moduler 2,5 ganger høyere enn i normale moduler, hvorav omtrent 12 % utvikler synlige sprekker eller fullstendig glassbrudd. Slike strukturelle skader reduserer lystransmisjon, forårsaker vanndampinntrenging, og sammen med innkapslingsfeil og elektrisk degradering forkorter de modulens levetid betydelig.
4. Hvordan identifisere og håndtere hot spots?
Oppdage hot spots gjennom data og fysiske signaler på stedet
Hot spots identifiseres vanligvis gjennom avvik i produksjonsytelse og fysiske feil. Det mest direkte signalet er effekttap, som vises når en streng gir betydelig lavere utgang enn andre. Ubalanse i strøm er også typisk – for eksempel unormalt lav likestrøm som ikke kan forklares med retning, skygger eller systemkonfigurasjon. Inverteren kan vise feilmeldinger som "strengubalanse" eller "DC-feil". IV-kurver med fallende strømskulder, negativ trekk og aktivering av bypass-dioder er klare tegn på elektriske skader.
Fysiske tegn inkluderer lokal forurensning (fugleskitt, løv, mose), bobler i lamineringen, delaminering, fuktinntrengning, mikrosprekker i glasset og deformert ramme. Forurensning sammen med effekttap tyder ofte på forurensningsbaserte hot spots. Feil i innkapslingen kombinert med vedvarende strømavvik tyder på strukturelle eller elektriske hot spots. Jevnt støv fører bare til redusert total produksjon og danner ikke hot spots. Ved å kombinere datavariasjoner og fysiske observasjoner kan man raskt filtrere ut mistenkte moduler.
Bruk av testverktøy for å bekrefte hot spot-plassering og årsak
Termografisk inspeksjon er den mest direkte metoden for å bekrefte hot spots. En temperaturdifferanse ≥10 °C på overflaten anses som mistenkelig, mens <5 °C vanligvis skyldes forskjeller i varmeavledning. Inspeksjonen må gjøres på solrike dager med høy last for å unngå feiltolkning.
• EL-testing brukes for å oppdage usynlige feil som mikrosprekker, ødelagte fingerskinner og delaminering. Egnet for tidlig stadium eller strukturelle feil.
• IV-kurver fokuserer på elektriske avvik – typiske kjennetegn er fall i strømskulder, negativ trekk og utløsing av bypass-dioder. De kan ikke angi plassering, men bekrefter strømmismatch eller bypass-feil.
• Termografisk droneinspeksjon brukes ofte i store solparker for rask feillokalisering, mens håndholdte kameraer er vanlige i takbaserte systemer. EL-bilder hjelper å bekrefte strukturelle feil, IV-analyse bekrefter elektriske feil.
Ved å kombinere bildebasert temperaturavvik, elektriske målinger og strukturelle observasjoner, kan årsaken til hot spots nøyaktig spores til forurensning, strukturelle feil eller elektriske skader – og gi grunnlag for videre tiltak.
Velg riktig tiltak basert på hot spot-type
Uansett årsak gjelder én hovedregel: Forurensningsbaserte hot spots kan repareres, strukturelle og elektriske krever utskifting.
• Forurensningsbaserte hot spots er reversible og bør håndteres med hyppig rengjøring og målrettet vedlikehold. Ved gjentatt forurensning – spesielt nær møner, fremspring eller fuktige områder – anbefales fugleavskrekkere og forbedret drenering.
• Strukturelle hot spots som bobler, delaminering og mikrosprekker er uopprettelige feil. Når bekreftet, må de aktuelle modulene skiftes ut. Videre drift vil bare akselerere nedbrytning og feil.
• Elektriske hot spots skyldes ofte brente loddepunkter, ødelagte samleskinner eller defekte bypass-dioder. Midlertidig isolering kan være mulig, men alle feil som genererer høy varme krever umiddelbar utskifting.
Etablere forebyggende tiltak og risikokontroll for hot spots
Nøkkelen til hot spot-forebygging er å eliminere årsaker og opprettholde kontinuerlig risikokontroll. En fullstendig kontrollmekanisme krever to lag: miljømessig og strukturell beskyttelse, samt tidlig feildeteksjon og rask utskifting – og skaper en kontinuerlig sløyfe fra forebygging til håndtering. Forurensningstypene håndteres gjennom regelmessig rengjøring, god drenering og fuglevern. Strukturelle og elektriske hot spots krever kvalitetskontroll og installasjonsstandarder – spesielt i byggefase, hvor stresskonsentrasjon og sveisefeil må unngås. I drift brukes rutinemessige termografiske undersøkelser og årlige dybdeinspeksjoner for å opprettholde overvåkingsrutiner.
5. Hvordan forebygge hot spots systematisk i solcelleanlegg?
1. Forebygg hot spots gjennom modulstruktur
Modulens struktur avgjør om skyggelegging utløser hot spots. Moduler med delt celle-teknologi, multibusbar eller full bak-kontakt-design (IBC) kan effektivt redusere lokal strømmismatch og dermed risikoen for hot spots.
Tre-delte celler fininndeler de elektriske sonene, slik at skyggeeffekten begrenses til et mindre område. Multibusbar gir flere strømveier og reduserer strømkonsentrasjon. Halvcellemoduler bruker parallell fordeling for å redusere strømmen per gren. IBC-teknologi tilbyr kort strømvei og fravær av frontkontakter, og har den høyeste motstandsdyktigheten mot skygger.
Dobbelglass-bifaciale moduler har ingen spesifikk elektrisk hot spot-beskyttelse, men baksideproduksjon i reflektive miljøer kan delvis kompensere for fronttap ved skyggelegging.
2. Reduser hot spot-risiko gjennom installasjon og utforming
Installasjon og layout er avgjørende faktorer i hot spot-forebygging. Skygger kommer fra takstruktur, omkringliggende miljø og forurensningsansamling under drift. Gjennom god layout og miljøtilpasning reduseres risikoen betydelig.
Under installasjonen er hovedrisikoene skygge og forurensning. Vanlige skyggeskilder inkluderer møner, brystninger, ventilasjonsrør, eksostårn og nærliggende bygninger eller trær. Skygger endrer seg også med årstid, solhøyde og vegetasjon. Unngå disse områdene i designet – særlig møne, utstikk og drensrenner. Hold 30–50 cm avstand mellom paneler og høye objekter for å sikre ensartet belysning og unngå strømmismatch. Ved permanente skygger, juster layout eller ekskluder disse områdene fra installasjonen.
Under drift må man ikke ignorere forurensningsbaserte hot spots. Bruk av fuglepigger, løvfangere og effektiv drenering reduserer opphopning. Nordvendte eller skyggefulle tak bør kontrolleres jevnlig for mose. Ved uunngåelig skyggelegging bør systemet utstyres med multi-MPPT invertere, mikroinvertere eller optimizere for å redusere effekttap. Merk at elektrisk optimalisering ikke fjerner hot spots – kun effektreduksjon.
3. Langsiktig risikokontroll gjennom drift og vedlikehold
Ifølge DNV og IEA kan regelmessig rengjøring redusere forekomsten av forurensningsbaserte hot spots med omtrent 70 %, og dermed dempe effekttap og lokal overoppheting i høst- og vintersesongen.
Men forurensning er kun én årsak. Hot spots er i sin natur strukturelle risikoer, utløst av miljøendringer, aldring, materialnedbrytning og elektrisk stress – og følger hele livssyklusen til anlegget. Vedlikehold er avgjørende for å håndtere disse langsiktige risikoene.
Forurensningsrelaterte hot spots og strukturelle/elektriske hot spots har ulik risikoatferd:
- Førstnevnte skyldes miljø og årstid, og krever hyppig inspeksjon og umiddelbar rengjøring.
- Sistnevnte stammer fra materialtretthet, strømmismatch eller produksjonsfeil, og må oppdages tidlig gjennom dypere testing og forebyggende tiltak.
Uten god kontroll utvikler hot spots seg fra lokal overoppheting til innkapslingsfeil, loddepunktbrann, strømmismatch – og til slutt strengutfall med varig ytelsesnedgang.
Effektiv drift og vedlikehold utgjør kjernen i hot spot-risikohåndtering. Formålet er ikke bare å fjerne overflateforurensning, men å bruke termografi, EL-testing og IV-kurver til kontinuerlig overvåking, fange opp utviklingstrender, og dynamisk justere inspeksjonsfrekvens, teststrategi og responsrutiner. Dette sikrer termisk stabilitet og elektrisk integritet.
I dagens solenergistandarder anses hot spots som en nøkkelrisiko som påvirker ytelse, fremskynder komponentforringelse, øker vedlikeholdskostnader og svekker eiendelsverdien. Manglende kontroll fører til uopprettelig risiko langs ytelsesfall og kostnadsøkning.
Hot spot-håndtering er ikke lenger bare en driftstaktikk, men en grunnleggende del av systemhelseforvaltningen. Gjennom optimal modulstruktur, god systemlayout og lukket vedlikeholdssyklus kan hot spot-risiko omformes fra sviktfaktor til kontrollerbar driftsbetingelse – og dermed sikre stabil ytelse og verdi gjennom hele levetiden.
Siden 2008 har Maysun Solar vært både investor og produsent innen solenergi, og tilbyr kommersielle og industrielle soltakløsninger uten behov for investering. Med 17 års erfaring på det europeiske markedet og en installert kapasitet på 1,1 GW, tilbyr vi fullfinansierte solenergiprosjekter som gjør det mulig for bedrifter å tjene penger på takene sine og redusere energikostnader uten forskuddsbetaling. Våre avanserte IBC, HJT, TOPCon-moduler og balkongsolcelleanlegg garanterer høy effektivitet, lang levetid og pålitelig ytelse over tid. Maysun Solar tar seg av alle tillatelser, installasjoner og vedlikehold, og sikrer en sømløs og risikofri overgang til solenergi, samtidig som vi leverer stabile avkastninger.
Referanser
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
Anbefalt lesning