Solar
Como é que a produção é afetada pela tecnologia dos módulos fotovoltaicos?
Os fabricantes de módulos procuram sempre o incremento da produção. Para isso, investem muitas horas e recursos tendo em vista aperfeiçoar a tecnologia das suas soluções para uma maior produção mas, tem realmente as diferentes tecnologias um impacto real na produção?
Tecnologias de células: hoje tecnologia de ponta, amanhã obsoletas
Neste momento, a indústria fotovoltaica é um dos setores industriais mais dinâmicos do mundo. Desde que surgiu pela primeira vez no mundo industrial, durante os anos 50 do século passado, a fotovoltaica sofreu uma paragem durante décadas, até que por volta do ano 2000 recebeu um primeiro impulso importante.
O setor fotovoltaico, em comparação com outros setores industriais, é relativamente jovem e, apesar disso, foi-lhe designada uma missão incrivelmente importante, a de ser um dos pilares fundamentais no fornecimento de eletricidade através de projetos fotovoltaicos, tanto a nível industrial como a nível residencial.
O módulo fotovoltaico e o seu coração, a célula, são os geradores de eletricidade e constituem um dos componentes centrais de cada instalação fotovoltaica. Os fabricantes de painéis solares estão constantemente a introduzir novas tecnologias no mercado, procurando alcançar dois objetivos: aumentar o rendimento e a segurança e reduzir os custos de produção. Parece a quadratura do círculo, mas ao longo dos últimos anos mostraram-nos que é possível.
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De células Al-BSF hacía PERC
Cada pouco tempo aparecem novas tecnologias, para dar passo em relativamente pouco tempo a uma nova. Durante alguns anos, as células tinham uma arquitetura Al-BSF (aluminium back surface field), significando que a parte traseira consistia numa lâmina de alumínio, tal como vemos na imagem seguinte:
Posteriormente, começou a desenvolver-se uma célula mais eficiente e com menos gasto de alumínio: a célula PERC (passivated emitter rear contact), como a que vemos na seguinte imagem:
Podemos ver como a BSF (superfície traseira de alumínio) foi reduzida e se introduziu uma capa dielétrica de passivação, o que deu nome à célula. Vantagens: os fabricantes puderam introduzir a nova tecnologia sem grandes alterações nas suas linhas de produção, reduzindo o uso de alumínio e aumentando a eficiência de 17% até mais de 20%. Era um marco importante também para os produtores de energia, sobretudo se tivermos em conta que cada aumento de 1% na produção representa um investimento de milhares, ou mesmo milhões de euros.
Do PERC Tipo P ao PERC Tipo N
Para continuar a aumentar a eficiência, as instituições científicas e os fabricantes de módulos fotovoltaicos desenvolveram a célula PERC, partindo das Tipo P e passando pouco a pouco para as Tipo N. A arquitetura básica da célula PERC continuava igual, somente se substituiu um ingrediente, o fósforo (p) pelo boro (n). Com esta pequena mudança aumentou-se a eficiência noutros pontos decimais, e de novo um salto em rendimento, que requeria poucos ajustes nas linhas de fabrico.
No seguinte gráfico vemos a arquitetura de uma célula PERC Tipo N comparada com a do Tipo P:
Novamente, uma mudança tecnológica que os fabricantes puderam incorporar sem grandes problemas em estruturas existentes.
Del PERC ao TOPCon
Atualmente, estamos a presenciar a transição de PERC, Tipo P para células Tipo N, mas tecnologia TOPCon. A mudança para o TOPCon é relativamente pequena, tal como mostra a imagem seguinte:
Como vemos, a arquitetura básica da célula PERC continua intacta, apenas se acrescenta uma fina capa de dióxido de silício (SiO2) à capa TOPCon (Tunnel Oxide Passivated Contact).
Este avanço proporcionou outro aumento na eficiência e, de novo, a possibilidade de incorporar um novo avanço tecnológico de forma relativamente fácil. As eficiências destes módulos fotovoltaicos estão por volta dos 22%.
Os fabricantes de painéis solares mais inovadores, como LONGi com a sua nova série HIMO 7, JA Solar com a série Deep Blue 4.0 ou TRINA com a sua série Vertex, apresentaram os seus módulos TOPCon Tipo N na última edição da Feria Intersolar, e estarão disponíveis na loja da Amara Nzero brevemente.
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Conclusões: de TOPCon a...
Segundo reza o roteiro do setor e o relatório ITPV 2023, os módulos fotovoltaicos com células TOPCon Tipo N irão dominar o mercado a partir de 2025, deixando para trás as células PERC. Por outro lado, as células Al-BSF estão condenadas à extinção a partir deste ano de 2023...
Mas, significa isso que com as células TOPCon Tipo N já terminámos com a evolução fotovoltaica? A resposta é um categórico NÃO.
Em Eternalsun Spire, por exemplo, estamos a preparar os nossos equipamentos de medição para a seguinte geração de painéis fotovoltaicos: módulos de células perovskita. Apesar de ser certo que esta tecnologia ainda gera muitas perguntas e dúvidas, alguns fabricantes veem a sua introdução em massa no mercado ao longo de 2024.
Porque, até há relativamente pouco tempo dizia-se que superar uma eficiência de 30% era fisicamente impossível e, neste momento, parece evidente que não é assim (31,25% eficiência célula perovskita - PV Magazine). O setor fotovoltaico continua e mantém-nos em constante movimento com as suas inovações e os seus recordes...
No seguinte artigo falaremos sobre a arquitetura dos módulos fotovoltaicos, como o multi-busbar, os módulos bifaciais, contactos traseiros, células cortadas, shingled e outras tendências atuais de como conectar e terminar as células descritas neste artigo.
Depois de ler este artigo e conhecer as diferentes tecnologias dos módulos fotovoltaicos, está pronto para escolher as suas placas solares?
Se assim for, facilitamos-lhe o trabalho, entre no nosso catálogo e, pela compra de 31 unidades ou mais, desfrute de 4% de desconto em módulos fotovoltaicos com o código MODULOS31.
