O Sandia National Laboratories concluiu um estudo de cinco anos sobre a degradação de módulos solares no início da vida, examinando 834 módulos fotovoltaicos de campo, representando 13 tipos de sete fabricantes em três climas.
O relatório, publicado na Progress in Photovoltaics, estudou 23 sistemas no total. Seis dos sistemas estudados tiveram taxas de degradação que excederão os limites de garantia do painel no futuro, enquanto 13 sistemas demonstraram a capacidade de estender sua vida útil além de 30 anos. “Vida útil” neste estudo é definida como a quantidade de tempo que um painel produz eletricidade acima de 80% de sua taxa de início de vida.
O relatório observa que os custos dos módulos caíram 85% desde 2010 devido a economias de escala, maior eficiência no projeto de células, automação de linhas de produção, tamanhos de módulos maiores e mudanças nos componentes de BOM, como backsheets. Ele alertou que, embora os custos em queda tenham tornado a energia solar uma parte central da construção da infraestrutura de energia, mudanças no design e nos materiais para reduzir os custos podem levar a uma menor taxa de degradação, o que, por sua vez, pode desfazer muitos dos resultados positivos dos custos mais baixos dos módulos.
O estudo sobre a degradação revelou que é muito não linear ao longo do tempo e que existem variações sazonais em alguns tipos de módulos. Os valores de taxa de degradação média e mediana de -0,62%/ano e -0,58%/ano, respectivamente, são consistentes com as taxas medidas para módulos mais antigos.
O relatório diz que a participação de mercado dos tipos de células mudou drasticamente nos últimos anos. Em 2018, os projetos convencionais de campo de superfície traseira de alumínio (Al-BSF) dominaram a produção global de células solares, representando até 90%. Em 2020, a participação de mercado mudou para apenas 15% de AI-BSF e 80% de conceitos de célula de alta eficiência, como emissor passivado e célula traseira (PERC), emissor passivado com célula traseira difusa localmente (PERL), célula traseira de emissor passivado totalmente difusa (PERT), heterojunção de silício (SHJ) e contato passivado por óxido de túnel (TOPCon). De acordo com o relatório, faltam dados de campo de longo prazo sobre essas novas tecnologias de células e módulos.
Este estudo procurou preencher essa lacuna de dados estudando cada uma dessas tecnologias em campo ao longo do tempo. Incluiu 55% do mercado de 2020 em termos de número de empresas representadas.
As diferenças de potência nominal variaram de -3,6% a 4%, e a estabilização de potência inicial variou de -3,3% a +0,6%. As medições flash-over-flash mostraram desempenho variável, com a sazonalidade amplificando as variações.
Em geral, as taxas de degradação encontradas no trabalho ficaram dentro dos valores observados no passado de 1979 a 2014 em tecnologias de módulos para as tecnologias fotovoltaicas convencionais mais caras. A conclusão é que, embora os custos tenham caído drasticamente na última década, as taxas de degradação do módulo não parecem ser afetadas, pelo menos para a amostra investigada no relatório.
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