Medição da bifacialidade dos módulos fotovoltaicos

Artigo publicado na 14ª edição da Revista Canal Solar

A norma IEC 60904-1:2020 (Photovoltaic devices – Part 1: Measurement of photovoltaic current-voltage characteristics) descreve os procedimentos gerais para a determinação da curva I-V e das características elétricas (tensão, corrente e potência) dos módulos fotovoltaicos. 

Em complemento a esse primeiro documento, a publicação IEC 60904-1-2:2019 (Photovoltaic devices – Part 1-2: Measurement of current-voltage characteristics of bifacial photovoltaic devices”) trata dos procedimentos específicos para lidar com módulos bifaciais. 

Precisamos conhecer as definições dos termos que são utilizados quando estamos tratando de módulos bifaciais, principalmente quando estamos trabalhando com a IEC 60904-1-2. 

Pode parecer trivial, mas é importante conhecer as definições de dispositivo bifacial, bifacialidade e ganho de potência devido à irradiância traseira (conhecido como BiFi) apresentados na norma.

Um dispositivo bifacial é um dispositivo fotovoltaico (célula ou módulo) em que ambos os lados são usados para coletar a luz solar.  

A bifacialidade é uma propriedade que expressa a relação entre as principais características da parte traseira e da parte frontal de um dispositivo fotovoltaico bifacial quantificada por coeficientes de bifacialidade específicos, referenciados em condições padrão de teste (STC – 1000 W/m², 25 °C, AM1,5). 

As principais definições de bifacialidade são: bifacialidade de corrente de curto-circuito; bifacialidade de tensão de circuito aberto; e bifacialidade de máxima potência. 

O ganho de potência devido à irradiância traseira (BiFi) indica o acréscimo de potência, além daquela obtida em condições de STC, por unidade de irradiância traseira, sendo expresso em W/Wm². 

De forma geral o desempenho de dispositivos fotovoltaicos bifaciais em uma usina solar depende não apenas da irradiância que incide sobre a superfície frontal, mas também daquela que incide na superfície traseira do dispositivo, que é afetada por condições específicas de cada local, como o albedo, tamanho da superfície refletiva, estruturas de montagem, elevação dos dispositivos e seu ângulo de inclinação.

Devido aos fatores citados anteriormente, e a fim de obter resultados de medição que possam ser comparáveis, a medição da curva I-V é realizada de modo que seja possível quantificar a bifacialidade do dispositivo e o ganho de potência devido à irradiação traseira que ele pode coletar.

Assim, a bifacialidade torna-se uma propriedade intrínseca do dispositivo, diferentemente das condições específicas do local, como o albedo (medida de refletividade de uma superfície).

De acordo com a norma IEC 60904-1-2, as condições de medição dos dispositivos bifaciais devem ser proporcionais à sua bifacialidade. Isso pode ser garantido com o espectro da luz solar natural desde que em condições adequadas ou em um simulador solar que pode ter seus níveis de irradiância ajustados.

Ainda que todos os requisitos sejam cumpridos, as condições de medição nunca serão perfeitas, havendo um desvio nas medições – por essa razão a IEC 60904-1-2 estabelece desvios permitidos para obter medições válidas.

Neste artigo, são descritos os procedimentos para a medição das características de corrente e tensão de dispositivos fotovoltaicos. 

Neste caso, o experimento aqui realizado foi feito em um módulo bifacial comercial sob luz simulada, para a comparação entre os dados obtidos em laboratório e os mostrados pela fabricante na folha de dados.

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