Por que não se deve pisar nos módulos fotovoltaicos?

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Você já se perguntou porque devemos evitar pisar sobre os módulos fotovoltaicos? Descubra agora neste post!

Há diversos motivos que podem causar danos permanentes aos módulos fotovoltaicos, principalmente com a ocorrência de microfissuras, que não são visíveis em uma inspeção visual. Entre os mais comuns estão: impactos por granizo, erros durante o processo de fabricação, choques mecânicos durante o transporte e erros de instalação.

Entre as muitas técnicas de caracterização de módulos fotovoltaicos há a análise de eletroluminescência. Nesta técnica, o módulo a ser examinado é posto em um ambiente escuro (sem incidência de radiação), sendo submetido a uma tensão com valor superior à tensão de circuito aberto (Voc) nominal. Nestas condições, as células fotovoltaicas emitem uma radiação de baixa intensidade na região do infravermelho, normalmente na ordem de 800 a 1150 nm.

Essa radiação eletroluminescente é emitida devido à recombinação de portadores. Quando os elétrons cruzam a junção da camada n para p nas células fotovoltaicas há a recombinação com as lacunas, resultando na emissão de fótons com energia similar à energia da banda proibida. Esta emissão também ocorre quando as lacunas passam do lado p para o n, recebendo elétrons.

Não se sabe ao certo como as microfissuras afetam a potência do módulo fotovoltaico, apesar da eficácia do método de análise de eletroluminescência já ter sido verificada. Já foi constatado que as fissuras de alta intensidade afetam a potência imediatamente. Entretanto, quando se trata de microfissuras as células podem continuar conduzindo e o módulo pode não ser afetado significativamente na potência.

Em diversas ocasiões os danos não são visíveis facilmente, deste modo, a análise de eletroluminescência funciona como uma ferramenta auxiliar para a identificação de alguns tipos de defeitos que não foram identificados na inspeção visual.

Na Figura 1 é apresentado a imagem de um módulo que não apresentou danos visíveis na inspeção visual. Entretanto, com o ensaio de eletroluminescência é possível identificar algumas células quebradas. A ocorrência de eletroluminescência indica que o efeito fotovoltaico ocorre na região emissora. A ausência de radiação eletroluminescente pode ser um indicativo de possíveis defeitos de contato, fissuras, microfissuras, corrosão e/ou curto-circuito.

Figura 1 - Inspeção visual de um módulo(esq.) e imagem de eletroluminescência do mesmo módulo (dir.). Fonte: (Matos, 2020)

Verificando o desempenho do módulo no simulador solar foi constatada uma diferença de 10% na potência máxima. A potência nominal máxima informada no catálogo era de 260 W, porém a potência verificada foi de 234 W.

É possível encontrar diversas fissuras em células fotovoltaicas que podem impactar de diferentes maneiras na potência do módulo, de acordo com o tamanho e o sentido no qual a fissura se propaga. Apesar disso, há casos de fissuras que acabam não resultando em perda de desempenho do módulo.

Portanto, evite pisar e caminhar sobre os módulos!

Matos, Lucas de. Uso de imagens de eletroluminescência para detecção de danos mecânicos nos módulos fotovoltaicos. Dissertação de Mestrado. Universidade Federal do Rio Grande do Sul. 2020.

 

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