Quanto tempo dura um painel solar residencial? O que devo levar em consideração para escolhê-lo?

Os fabricantes de painéis solares oferecem garantias de produtos de cerca de 20 anos (exceto alguns fabricantes que chegam a 40 anos). Mas quanto tempo os painéis realmente duram e quão resistentes eles são?

Como discutimos na série sobre baterias, a vida útil dos painéis depende de vários fatores, como o clima, o tipo de módulo e o sistema de montagem. Embora não haja uma “data de validade” específica para um painel em si, a perda de produção ao longo do tempo geralmente leva à desativação do equipamento.

Ao decidir entre manter seu painel funcionando em 20 ou 30 anos ou substituí-lo por um novo, a melhor maneira de tomar uma decisão informada é monitorar os níveis de produção. A perda de desempenho ao longo do tempo, chamada degradação, é tipicamente de 0,5% a cada ano, de acordo com o National Renewable Energy Laboratory (NREL) dos EUA.

Tendo em conta a taxa de degradação anual de referência de 0,5%, um painel com 20 anos é capaz de produzir cerca de 90% da sua capacidade original.

“É precisamente no setor residencial que a garantia do produto é altamente valorizada”, disse Asier Ukar, da PI Berlin, à pv magazine. Fabricantes como Sunpower ou Solyco (antiga Solon), que oferecem garantia 30/30 (ou seja, 30 anos de garantia do produto e também de desempenho) têm, nesse sentido, «um grande valor diferencial», segundo Ukar. «Também está se espalhando um costume importado da Alemanha: que o fabricante pague ao instalador uma certa quantia – e não desça – por cada módulo que substituir devido a falhas no mesmo», acrescenta o diretor geral da PI Berlin Espanha.

A qualidade dos painéis pode influenciar nas taxas de degradação. De acordo com o NREL, os fabricantes premium têm taxas de cerca de 0,3% ao ano, enquanto algumas marcas rebaixam até 0,80%. Após 25 anos, esses painéis premium ainda poderiam produzir 93% de sua produção original, e o exemplo mais degradado poderia produzir 82,5%.

Uma parcela significativa da degradação é atribuída a um fenômeno chamado degradação potencial induzida (PID), um problema vivenciado por alguns painéis, mas não por todos. O PID ocorre quando o potencial de tensão do painel e a corrente de fuga conduzem a mobilidade de íons dentro do módulo entre o material semicondutor e outros elementos do módulo, como o vidro, o suporte ou a estrutura. Isso faz com que a capacidade de produção de energia do módulo diminua, em alguns casos significativamente.

Alguns fabricantes constroem seus painéis com materiais resistentes a PID nas barreiras de vidro, envasamento e difusão.

Todos os painéis também sofrem de algo chamado Degradação Induzida por Luz (LID), em que os painéis perdem eficiência nas primeiras horas de exposição ao sol. A degradação induzida pela luz varia de painel para painel, dependendo da qualidade das pastilhas de silício cristalino, mas normalmente resulta em uma perda de eficiência de 1-3%, de acordo com o laboratório de testes PVEL, PV Evolution Labs.

As falhas podem ser evitadas?

As falhas do painel solar ocorrem em uma porcentagem baixa. De acordo com um estudo realizado pelo NREL em mais de 54.500 sistemas instalados em todo o mundo entre os anos de 2000 e 2015, a taxa média de falhas foi de 5 painéis por 10.000 por ano.

No entanto, os sistemas instalados entre 1980 e 2000 tiveram uma taxa de falha que foi o dobro do grupo após-2000, então parece que a qualidade está melhorando. «Os novos módulos estão falhando menos e, em geral, são muito mais seguros do que alguns anos atrás», diz Asier Ukar.

Questionado sobre se devem ser considerados aspectos específicos para instalações residenciais na Espanha, Ukar afirma que, mais do que o módulo, “em residencial, a experiência do instalador é essencial. O setor residencial é onde há menos controle e onde se fazem mais falsificações, por isso é importante ter instaladores profissionais”, afirma. Nesse sentido, a norueguesa Otovo oferece garantias na instalação de três anos para os clientes que adquirirem a instalação e 20 para quem a alugar.

Exceto para instalações próximas à costa – é aconselhável que tenham proteção contra névoa salina, IEC 61701 – e perto de uma fazenda de animais, onde é recomendada proteção contra corrosão por amônia – não é necessário considerar muito mais, segundo ukar.

“No residencial há um aspecto estético: se a instalação é visível, geralmente prevalecem os módulos full black, ou aqueles que também têm o fundo preto, o backcontact, que se parece com folhas pretas e parece parte do próprio telhado”, conclui.

Condições meteorológicas

A exposição às condições climáticas é o principal fator na degradação do painel. Como a pv magazine discute neste artigo, o calor é um fator chave tanto no desempenho do painel em tempo real quanto na degradação ao longo do tempo. O calor ambiente afeta negativamente o desempenho e a eficiência dos componentes elétricos, explica o NREL. Um estudo na Índia analisou 36 projetos solares em operação e descobriu que a degradação média anual dos projetos foi de 1,47%, mas as instalações localizadas nas regiões mais frias degradaram pouco menos da metade, em 0,7%”.

Consultando a folha de dados do fabricante, você pode encontrar o coeficiente de temperatura de um painel, que demonstrará sua capacidade de funcionar em temperaturas mais altas.

O coeficiente explica quanta eficiência em tempo real é perdida para cada grau Celsius de aumento da temperatura padrão de 25 C. Por exemplo, um coeficiente de temperatura de -0,353% significa que para cada grau Celsius acima de 25, a temperatura é perdida. 0,353% da capacidade total de produção.

A instalação adequada pode ajudar a resolver problemas relacionados ao calor. Os painéis devem ser instalados alguns centímetros acima do telhado, para que o ar convectivo possa fluir por baixo e resfriar o equipamento. Materiais de cores claras podem ser usados ​​na construção de painéis para limitar a absorção de calor. E componentes como inversores, cujo desempenho é especialmente sensível ao calor, devem estar localizados em áreas sombreadas, sugere a CED Greentech.

O vento é outra condição climática que pode danificar os painéis solares. O vento forte pode fazer com que os painéis flexionem, o que é chamado de carregamento mecânico dinâmico. Isso também causa microfissuras nos painéis, o que reduz a produção. Algumas soluções de estantes são otimizadas para áreas ventosas, protegendo os painéis de fortes forças de levantamento e limitando microfissuras. Normalmente, a folha de dados do fabricante fornece informações sobre os ventos máximos que o painel pode suportar.

O mesmo vale para a neve, que pode cobrir os painéis durante as tempestades mais fortes, limitando a produção.

Para garantir que um determinado painel tenha uma vida longa e funcione conforme o esperado, ele deve passar por testes de certificação. Os painéis passam por testes da Comissão Eletrotécnica Internacional (IEC), que se aplica a painéis monocristalinos e policristalinos.

Os painéis que atendem ao padrão IEC 61215 são testados quanto às características elétricas, como correntes de fuga úmida e resistência de isolamento. Além disso, passam por um teste de carga mecânica, tanto de vento como de neve, e testes climáticos que comprovam sua fraqueza contra pontos quentes, exposição a raios UV, umidade e frio, calor úmido, impacto de granizo e outras exposições externas.

A norma IEC 61215 também determina os parâmetros de desempenho de um painel sob condições de teste padrão, como coeficiente de temperatura, tensão de circuito aberto e potência máxima.