Trinta anos de degradação do módulo fotovoltaico

Da pv magazine Global

À medida que a energia solar passa a desempenhar um papel maior nos sistemas de energia em todo o mundo, a tecnologia precisa aprender a lidar com terrenos e climas mais adversos e também a operar por uma vida útil mais longa com perda mínima de desempenho.

Há uma grande quantidade de pesquisas sobre os mecanismos que podem afetar os componentes individuais de um módulo solar quando instalado ao ar livre por um longo período de tempo, e a indústria mostrou que pode se adaptar rapidamente quando problemas inesperados são descobertos.

Um grupo de cientistas liderados pela Universidade de Tecnologia de Eindhoven, na Holanda, conduziu uma revisão exaustiva da literatura sobre degradação de células e módulos fotovoltaicos publicada nos últimos 30 anos. Seu trabalho procura fornecer um guia detalhado para os principais fatores de estresse enfrentados pelos módulos fotovoltaicos no campo e um guia componente por componente para os modos comuns de degradação e falha enfrentados por cada um.

O guia, “Revisão dos fenômenos de degradação e falha em energia fotovoltaica“, foi publicado na íntegra em Renewable and Sustainable Energy Reviews. Entre as principais descobertas que eles obtêm ao analisar a pesquisa existente dessa maneira, está que o próximo passo para melhorar a confiabilidade do módulo é entender o efeito combinado de várias tensões em diferentes períodos de tempo e desenvolver testes que possam levar isso em consideração.

“Os testes de qualidade e confiabilidade chegaram a um estágio em que a durabilidade de cada componente sob uma única tensão pode ser bem prevista, mas as estimativas precisas de confiabilidade para uma combinação de materiais sob uma combinação de tensões variáveis no tempo permanecem desafiadoras”, explica o grupo. “Com base nesse conhecimento, estratégias para melhorar a vida útil operacional dos sistemas fotovoltaicos e, assim, reduzir o custo da eletricidade e melhorar a sustentabilidade podem ser concebidas e a vida útil dos módulos fotovoltaicos pode ser estendida.”

Eles observam os esforços da DuPont com seu teste sequencial acelerado de módulo, o teste de módulo acelerado combinado do Laboratório Nacional de Energia Renovável dos EUA e o método de degradação in-situ da Solliance da Europa como líderes dos progressos nessa área.

“Todos os três combinam vários fatores de estresse, como luz, umidade, temperatura, chuva, carga mecânica e estresse de tensão”, afirma o grupo. “Vale lembrar que os fatores de estresse e os níveis de estresse ao ar livre são descontrolados e variam com o tempo, enquanto as abordagens convencionais de testes de vida acelerada têm um caráter mais monótono.”

O documento também destaca as reações rápidas da indústria fotovoltaica e das comunidades de pesquisa no desenvolvimento de testes para alertar antecipadamente sobre a fraqueza dos mecanismos de degradação à medida que são descobertos – como na degradação potencial induzida. E os cientistas alertam que a combinação completa de fatores deve ser considerada com qualquer novo material que os produtores solares planejem adotar.

“Novos materiais devem funcionar dentro de todo o pacote do módulo e em conjunto com os outros materiais presentes”, acrescentam os cientistas. “Testes de estresse combinados agnósticos precisam ser usados, de modo que, também desconhecidos, novos modos de falha relacionados a projetos específicos ou BOMS possam ser acionados durante a fase de desenvolvimento. A padronização de tais testes de estresse agnósticos será fundamental para o desenvolvimento de módulos de longa vida útil e a necessária aceitação do mercado e valorização de reivindicações de longa vida”.