Cientistas em Espanha testaram módulos fotovoltaicos em condições de sombra parcial, com o objetivo de compreender melhor a formação de pontos críticos que prejudicam o desempenho.O estudo revela um problema potencial que afeta particularmente os módulos de meia célula e bifaciais, que pode causar perda acelerada de desempenho e não é coberto pelos padrões atuais de teste/certificação.
No estudo, os módulos dos painéis solares foram sombreados intencionalmente para induzir pontos de acesso.
Cortar as células de silício pela metade e torná-las capazes de gerar eletricidade a partir da luz solar que atinge ambos os lados são duas inovações que trouxeram a possibilidade de aumentar o rendimento energético com um pequeno custo extra de produção.Consequentemente, ambos cresceram rapidamente nos últimos anos e agora representam a corrente principal na fabricação de células solares e módulos.
Nova pesquisa, que esteve entre as vencedoras do prêmio de pôster noConferência PVSEC da UErealizada em Lisboa no mês passado, demonstrou que a combinação de designs de células semi-cortadas e bifaciais pode contribuir para a formação de hotspots e problemas de desempenho, sob certas condições.E os padrões de teste atuais, alertaram os autores do estudo, podem não estar equipados para detectar módulos vulneráveis a este tipo de degradação.
Os investigadores, liderados pela consultoria técnica espanhola Enertis Applus, cobriram partes de um módulo fotovoltaico para observar o seu comportamento sob sombreamento parcial.“Forçamos o sombreamento para nos aprofundarmos no comportamento dos módulos de meia célula monofaciais e bifaciais, com foco na formação de pontos quentes e nas temperaturas que esses pontos atingem”, explicou Sergio Suárez, gerente técnico global da Enertis Applus.“Curiosamente, identificamos pontos quentes espelhados que emergem na posição oposta em relação aos pontos quentes normais sem razões aparentes, como sombras ou quebras.”
Degradação mais rápida
O estudo indicou que o projeto de tensão dos módulos de meia célula pode fazer com que os pontos quentes se espalhem além da área sombreada/danificada.“Os módulos de meia célula apresentaram um cenário intrigante”, continuou Suárez.“Quando surge um hotspot, o design de tensão paralela inerente ao módulo leva outras áreas não afetadas a desenvolverem hotspots também.Este comportamento pode sugerir uma degradação potencialmente mais rápida em módulos de meia célula devido ao aparecimento desses pontos de acesso multiplicados.”
O efeito também se mostrou especialmente forte em módulos bifaciais, que atingiram temperaturas de hotspot até 10 C mais altas do que os módulos unilaterais do estudo.Os módulos foram testados durante um período de 30 dias sob condições de alta irradiância, com céu nublado e claro.O estudo deverá ser publicado na íntegra em breve, como parte dos procedimentos do evento 2023 EU PVSEC.
Segundo os pesquisadores, esses resultados revelam um caminho para a perda de desempenho que não é bem coberto pelos padrões de teste de módulos.
“Um ponto de acesso único na parte inferior do módulo pode instigar vários pontos de acesso superiores, que, se não forem resolvidos, poderão acelerar a degradação geral do módulo através do aumento da temperatura”, disse Suárez.Ele observou ainda que isso poderia dar importância adicional às atividades de manutenção, como limpeza de módulos, bem como layout do sistema e refrigeração eólica.Mas detectar o problema logo no início seria preferível a isso e exigiria novas etapas de testes e garantia de qualidade na fase de fabricação.
“Nossas descobertas destacam uma necessidade e uma oportunidade de reavaliar e possivelmente atualizar os padrões para tecnologias de meia célula e bifaciais”, disse Suárez.“É essencial levar em consideração a termografia, introduzir padrões térmicos específicos para meias células e ajustar a normalização dos gradientes térmicos às Condições de Teste Padrão (STC) para módulos bifaciais.”
Horário da postagem: 17 de outubro de 2023