Avaliação de longo prazo da degradação de painéis fotovoltaicos em climas tropicais quentes e úmidos

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Cientistas da Universidade Szent István da Hungria e da Universidade de Tecnologia de Eindhoven na Holanda conduziram uma avaliação de 12 anos das taxas de degradação de módulos solares em um gerador de energia solar fora da rede localizado em Koforidua, no leste de Gana.

O objetivo principal da pesquisa foi medir os níveis de degradação de módulos fotovoltaicos em climas quentes, úmidos e tropicais.

O sistema fotovoltaico montado no solo é baseado em painéis solares de 50 W do fabricante norte-americano Helios montados em um ângulo de 15 graus. «Cada módulo fotovoltaico é feito de vidro frontal temperado, encapsulante de etileno vinil acetato (EVA), folha traseira de polímero e moldura de alumínio», explicaram os pesquisadores, acrescentando que todos os módulos foram eletricamente isolados uns dos outros e submetidos a investigação individualmente.

As características I-V e P-V dos módulos foram obtidas por meio de um traçador de curva I-V simultaneamente com os dados de irradiação e a temperatura dos painéis. Sensores de temperatura também foram colocados na parte traseira dos módulos e a análise termográfica foi realizada com uma câmera infravermelha (IR). “As imagens IR revelam módulos fotovoltaicos afetados por pontos quentes, falta de homogeneidade na temperatura da célula, diodo de bypass de circuito aberto, degradação induzida por potencial, células quebradas [e] diodos e cabos. bypass aquecido ”, especificaram os acadêmicos.

Segundo a equipa holandês-húngara, os resultados dos testes mostraram que o desempenho dos módulos fotovoltaicos diminuiu entre 34,6% e 41,4%, e que a perda média anual foi de 3,19%. A queda da corrente de curto-circuito (Isc) ficou entre 7,1% e 16,4%, enquanto a tensão em circuito aberto (Voc) caiu entre 11,4% e 17,1%. “A diminuição do fator de preenchimento (FF) ficou entre 11,3% e 24,2%”, explicaram. «Em média, a diminuição do FF foi a mais significativa, seguida pelo Voc e depois pelo Isc, como a menos significativa.»

As falhas mais frequentes detectadas pelos pesquisadores foram escurecimento do EVA, escurecimento da fita de interconexão celular e corrosão das juntas de solda.

As conclusões da pesquisa foram apresentadas no “Analysis of long-term performance and reliability of PV modules under tropical climatic conditions in sub-Saharan”, publicado na Renewable Energy.

Em março, pesquisadores da Universidade de Ciência e Tecnologia Kwame Nkrumah de Gana em Kumasi e da Universidade Teesside do Reino Unido identificaram parâmetros e técnicas que eles acreditam poder ser usados para projetar e fabricar módulos fotovoltaicos robustos e resistentes às intempéries e a  umidade dos trópicos.