Luzes e sombras dos módulos +500 Wp – Parte III

Cada vez que escrevemos sobre o lançamento de um desses supermódulos na pv magazine, o número de leitores dispara.

No entanto, em nossa rodada de perguntas, encontramos muitos objetores que nos contaram sobre inúmeras desvantagens: alguns queriam aparecer com seu nome e outros nos pediram para não fazê-lo. Fizemos a ligação às nossas próprias dúvidas, agrupadas por tema e este é o resumo que nos dá PI Berlin que, a seu ver e com base em todas as informações recolhidas, realmente existem por agora:

“No caso de módulos grandes, o primeiro problema são as propriedades mecânicas, que podem ser condensadas em 3 problemas:

1. Módulos com células grandes de 182 mm / 210 mm continuam usando vidro duplo com espessura de 2 mm / 2 mm, ou seja, embora o módulo seja muito maior, sua rigidez não aumenta proporcionalmente, pois o vidro continua a ter os mesmos espessura do que se o módulo fosse menor. Especificamente, o módulo cresceu de 1970 mm x 998 mm para 23XX mm x 11XX mm, com um aumento no comprimento e na largura de 15% e 10%, respectivamente. Mesmo que o módulo passe no teste MLT (teste de carga mecânica e que faz parte do IEC), a torção e a flexão do módulo serão maiores que a dos módulos menores aumentando o risco de rupturas nas células em condições de operação. (e mais se eles forem montados em trackers e em áreas com cargas de vento relevantes).
2. O segundo problema está relacionado com as dores de cabeça que geram nos fabricantes de estruturas devido a questões estáticas, porque:

• Esses módulos vão sofrer cargas de vento muito maiores devido à sua superfície maior (vela). Se eles já voam com dimensões menores, imagine esses supermódulos! Isso implica que a análise estrutural será mais complexa com atenção especial para a braçadeira que une o módulo ao perfil da estrutura, que é o ponto mais fraco da estrutura (o ideal em um nível estático é que o módulo seja tão o mais quadrado possível, geometrias altamente esticadas (como é o caso desses módulos) aumentam o perímetro e a complexidade da ancoragem. Em minha opinião, se o projetista estrutural quiser continuar fornecendo uma estrutura segura, especialmente contra efeitos aeroelásticos, podemos começar ver um possível aumento no preço dos mesmos, o que “comeria” a suposta redução do BOS que os fabricantes anunciam em cabos, caixas combinadoras, etc.
• Se as estruturas não forem projetadas adequadamente porque querem ser competitivas ou não aceitam pagar mais para minimizar o risco, então é bem possível que comecemos a ver como mais e mais acidentes são relatados devido à estática fraca.

3. O terceiro problema é logístico: embalagem, seguro mais caro devido ao aumento da fragilidade da mercadoria, mais peso do módulo, menos conforto para os trabalhadores, etc.

Tendo visto os problemas mecânicos, vamos analisar a parte elétrica:

Esses módulos têm tensões e correntes diferentes da geração anterior. Os fabricantes têm basicamente duas opções ao projetar os circuitos internos do módulo:

1. Aumentar a tensão do circuito aberto (Voc) e diminuir a corrente do curto-circuito (Isc). Neste caso, o número de módulos seriais por string é reduzido, o que aumenta os custos de fiação, caixas combinadoras, inversores, etc. Em suma, o BOS aumenta (e com isso já existem dois elementos que contribuem para o aumento do BOS, visto que este se junta ao aumento do custo da estrutura acima mencionada).
2. Reduzir a tensão do circuito aberto (Voc) e aumentar a corrente do curto-circuito (Isc). Esta variante permite conectar mais módulos em série e reduzir os gastos com BOS (é mais perceptível no caso em que são utilizados inversores string), ao contrário do que no caso anterior. Um exemplo é o módulo Vertex da Trina com uma corrente de curto-circuito> 18A (https://www.pv-magazine.com/2020/07/20/trina-reveals-600-w-module/) que é um salto gigantesco. Mas, isso também tem uma parte negativa, que é o aumento do risco de incêndio, aumento das perdas em série nos busbars ou o aumento da temperatura na junction box e nos conectores, o que também leva a perdas de eficiência. E a tudo isso devemos acrescentar que, por falta de experiência com esses módulos, não se sabe como se comportarão os cabos, conectores, junction box, inversores, etc. O IEC também não possui testes específicos que lançam luz sobre o possível comportamento desses módulos.

Por serem muito novos, a maioria desses módulos não passou no teste de durabilidade estendida de baterias de acordo com PQP, TÜV, RETC, etc., portanto, ainda há questões a serem respondidas.

Diverxia acrescenta: “Os fabricantes de módulos estão apostando na potência, o que é positivo em princípio. No entanto, a tecnologia fotovoltaica possui muitas outras variáveis ​​nas quais deve evoluir. Aspectos como eficiência do rastreador, eficiência do inversor e métodos de controle de planta mais avançados devem avançar no mesmo ritmo se você realmente deseja ter uma planta fotovoltaica competitiva. O crescimento e evolução do módulo devem ser acompanhados pelo crescimento e evolução do resto da tecnologia que compõe uma planta ”.

Conclusões

As vantagens desses módulos estão focadas principalmente na redução do CAPEX do BOS devido ao aumento da densidade de potência e corrente. Mas, hoje, para realmente quantificar a redução do CAPEX requer um estudo muito detalhado de cada projeto considerando as reduções no cabeamento DC, jogando com as seções dos cabos, preços de alumínio e cobre, testando com menos módulos por string, menos caixas combinadoras, ajustar a relação DC / AC do inversor, modelar corretamente as perdas por corte, etc.

Em outras palavras, há elementos suficientes para duvidar de que a suposta redução do BOS que acompanha esses módulos realmente ocorra, devido ao investimento adicional necessário para mitigar os riscos mecânicos e elétricos que esses módulos trazem.

A PI Berlin recomenda esperar um mínimo de 1 ano para que os principais fabricantes tenham enviado seus módulos aos laboratórios que realizam os testes de longa duração necessários, “isso nos dará uma ideia de sua durabilidade de longo prazo, robustez e integridade eletromecânica. Temos que esperar para ver a que leva essa briga aberta entre os fabricantes e como e quando o mercado se estabilizará. »

No próximo artigo que publicaremos amanhã veremos se estamos diante de uma tendência ou se esses supermódulos vieram para ficar. Ontem discutimos as dúvidas geradas por especialistas (principalmente engenheiros) neste tipo de módulos. No artigo anterior, falamos sobre como o aumento da potência dos módulos foi alcançado.