Solar
Inimigos da fotovoltaica: Derating, Efeito LID, Hotspot, Delaminação e LeTID
Quando uma instalação fotovoltaica cumpre adequadamente os requisitos de um fornecimento seguro e fiável, pode estabelecer-se como uma fonte principal de eletricidade em grande escala. De todas as formas, a tecnologia fotovoltaica enfrenta diariamente grandes desafios em termos de qualidade, instalação, funcionamento e desativação. Este artigo aborda os cinco grandes inimigos da fotovoltaica.
Derating
O que é o derating?
O derating é a perda de potência nos inversores fotovoltaicos devido a fatores ambientais como o calor, a altura e a tensão, que podem parar a sua produção se forem levados a extremos. Este fenómeno é especialmente crítico em zonas com altas temperaturas.
Causas do Derating
- Temperatura: Os inversores geram calor através da conversão de corrente contínua em corrente alternada. Quando a temperatura ambiente é elevada, os inversores limitam a sua potência para proteger os seus componentes internos.
- Altura da instalação: A baixa densidade do ar a grande altitude pode facilitar a ionização a altas tensões, afetando o desempenho do inversor.
- Tensão de corrente contínua: A manutenção do intervalo de tensão de funcionamento é vital para evitar o derating.
Como evitar o Derating?
- Instalação correta: Siga as recomendações do fabricante em matéria de ventilação e evite a exposição direta ao sol.
- Qualidade do equipamento: Escolha inversores com componentes de alta qualidade e ventilação eficiente, seja forçada ou por convecção.
- Monitorização regular: Verifique e realize regularmente a manutenção dos equipamentos para garantir o desempenho ideal.
Descubra tudo o que precisa de saber sobre o derating e como evitá-lo nas suas instalações fotovoltaicas no artigo completo.
Efeito LID (Light Induced Degradation)
O que é o efeito LID?
O efeito LID refere-se à degradação dos módulos fotovoltaicos devido a reações químicas nas células de silício. Este fenómeno provoca uma perda de potência e de eficiência nos módulos durante os primeiros meses de exposição solar, resultando numa diminuição de até 10% da sua potência inicial.
Causas do efeito LID
O principal responsável é a reação do boro com elementos como o oxigénio, o ferro ou o cobre presentes na célula de silício. Embora a diminuição do boro possa parecer uma solução, a sua presença é essencial para a produção de eletricidade. As reações do boro com o oxigénio formam complexos boro-oxigénio, reduzindo o fluxo de eletrões e, consequentemente, a eficiência do módulo.
O LID afeta particularmente os módulos monocristalinos do tipo P-Type devido à dificuldade de eliminar o oxigénio durante o fabrico. As células de N-Type, dopadas com fósforo em vez de boro, apresentam uma resistência superior ao LID.
Como detetar o efeito LID?
O LID não é detetável a olho nu; o primeiro sinal é uma queda no desempenho dos painéis. Para medir os danos, são utilizados equipamentos especializados de eletroluminescência, que revelam os defeitos internos do módulo.
Como prevenir o efeito LID?
• Aplicar temperaturas e correntes elevadas.
• Utilizar tecnologias avançadas de laser ou LED.
• Eliminar o oxigénio no interior da célula, embora isto seja dispendioso.
• Substituir o boro por gálio.
Para saber mais sobre o impacto do efeito LID e descobrir soluções avançadas para mitigar este problema, convidamo-lo a ler o artigo completo.
Hotspot ou ponto ativo
O que é um Hotspot?
Um hotspot é uma zona dentro do módulo fotovoltaico que se torna excessivamente quente, podendo levar à destruição do módulo ou mesmo causar um incêndio. Este problema deve-se a uma elevada resistência numa zona específica do módulo, transformando esta zona num consumidor de eletricidade que gera calor, ultrapassando os 200ºC.
O que causa os Hotspots nos módulos fotovoltaicos?
Os hotspots nos módulos fotovoltaicos são um problema crítico que afeta diretamente a eficiência da produção. Estes podem ser causados por vários fatores, como defeitos internos, sombras do meio, soldaduras danificadas devido a processos de fabrico deficientes ou manuseamento inadequado. Além disso, as interligações celulares danificadas e a sujidade acumulada, juntamente com as sombras permanentes causadas por árvores, chaminés ou outros obstáculos, também contribuem para a formação de hotspots. Identificar e mitigar estes problemas é essencial para manter a eficiência e a longevidade dos sistemas fotovoltaicos.
Como são detetados os Hotspots?
A deteção de um hotspot numa instalação fotovoltaica é crucial para evitar danos graves e manter a eficiência. Um hotspot pode começar com a rutura de um ponto de contacto, levando a um aquecimento lento e contínuo. Este aquecimento pode levar a um possível arco elétrico com a chama a permanecer no material circundante e, em casos extremos, pode culminar num incêndio na instalação fotovoltaica. Detetar estes sinais precoces e realizar inspeções regulares é vital para evitar a formação de hotspots e para garantir uma utilização segura e eficiente dos módulos fotovoltaicos.
Prevenção de Hotspots
• Comprar material de marcas reconhecidas e comprovadas com processos de fabrico certificados.
• Assegurar o transporte adequado dos módulos.
• Seguir as instruções de instalação do fabricante durante a instalação.
• Limpar os módulos regularmente de acordo com as condições do local.
• Controlar e monitorizar periodicamente a instalação, utilizando equipamentos de medição especial.
Para saber mais sobre como prevenir e detetar hotspots nas suas instalações fotovoltaicas, convidamo-lo a ler o artigo completo.
Delaminação
O que é a delaminação?
A delaminação é a perda de aderência das diferentes camadas que compõem um módulo fotovoltaico. Este defeito pode aparecer numa fase inicial e agravar-se durante a vida útil do módulo.
O que causa a delaminação de um módulo fotovoltaico?
A delaminação pode ser causada por um fabrico incorreto e/ou pela utilização de materiais de baixa qualidade. Fatores como o transporte deficiente e o manuseamento inadequado durante a instalação também aumentam a probabilidade de delaminação. A exposição permanente a fatores climáticos como a temperatura, a humidade e a radiação UV pode acelerar este processo em módulos de baixa qualidade.
Deteção e prevenção da delaminação
A delaminação pode ser detetada mediante uma inspeção visual, observando alterações de cor, manchas leitosas na parte da frente do módulo e a formação de bolhas na parte de trás.
Como é que se evita a Delaminação?
- Comprar material de marcas conhecidas e comprovadas com processos de fabrico certificados.
- Assegurar um transporte correto, mantendo os módulos em paletes e sem peso em cima.
- Durante a instalação, manusear os módulos com cuidado, seguindo as instruções do fabricante.
- Inspecionar regularmente as instalações, efetuando inspeções visuais e de equipamentos especiais pelo menos uma vez por ano.
Como é que a delaminação afeta os módulos fotovoltaicos?
As delaminações afastadas da borda do módulo podem afetar o desempenho sem constituir um problema imediato de segurança. No entanto, se se estenderem até à borda, podem permitir a entrada de ar e humidade, causando corrosão e destruição irreversível do módulo, afetando a integridade da instalação.
Para obter um guia completo sobre a deteção, as causas e a prevenção da delaminação em módulos fotovoltaicos, não perca o nosso artigo completo.
Efeito LeTID (Light and Elevated Temperature Induced Degradation)
O que é o efeito LeTID?
O efeito LeTID é um fenómeno recente, descoberto em 2012, que afeta os módulos fotovoltaicos, nomeadamente os que possuem células PERC. De forma semelhante ao LID, o LeTID provoca uma perda de potência devido à exposição à luz solar, mas manifesta-se a temperaturas de funcionamento superiores a 50°C (no módulo), enquanto o LID ocorre a temperaturas mais baixas.
Quais são as causas do Efeito LeTID e como é detetado?
As investigações apontam para o hidrogénio como principal suspeito. Durante o fabrico das células, os átomos de hidrogénio difundem-se de outras camadas para a zona larga da célula. As altas temperaturas de processamento parecem aumentar esta difusão, aumentando o risco de LeTID.
O problema é que o efeito LeTID não é visível sem equipamentos adequados e é, portanto, detetado por uma descida anormal no desempenho dos painéis. Ao excluir outros defeitos, como hotspots ou delaminações, são utilizados equipamentos de eletroluminescência para diagnosticar o LeTID, à semelhança do processo utilizado para o LID e outros defeitos.
Prevenção do efeito LeTID
Os laboratórios e os fabricantes estão a trabalhar para compreender e mitigar o LeTID. Algumas medidas no fabrico de células PERC incluem:
- Utilização de materiais com baixo teor de hidrogénio.
- Redução das temperaturas de processamento das células.
- Utilização de pastilhas mais finas.
Para uma visão geral completa do efeito LeTID e das estratégias para evitar o seu impacto nos módulos fotovoltaicos, convidamo-lo a ler o artigo completo.
Conclusão
Para evitar os efeitos de LID, hotspots, a delaminação, o LeTID ou o derating, é crucial selecionar cuidadosamente os materiais e os fabricantes, otimizar os tratamentos das pastilhas e seguir práticas adequadas de transporte, instalação e manutenção. A prevenção e a deteção precoce destes defeitos não só garantem uma maior eficiência e uma vida útil mais longa das instalações fotovoltaicas, como também resultam em benefícios económicos a longo prazo. Na Amara NZero, trabalhamos diariamente em soluções de qualidade com fabricantes experientes para garantir a máxima eficiência e durabilidade das suas instalações. Visite o nosso catálogo e descubra uma vasta gama de produtos que cumprem as mais rigorosas normas de fabrico, desempenho e qualidade.