Módulos fotovoltaicos maiores têm menor durabilidade?

Estudo da Risen Energy desmistifica relação entre tamanho e durabilidade de módulos fotovoltaicos
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Canal Solar Módulos fotovoltaicos maiores têm menor durabilidade
Risen Energy realizou testes num laboratório certificado pelo Serviço Nacional de Acreditação de Avaliação de Conformidade da China

As inovações tecnológicas continuam a ser o principal motor do rápido crescimento da indústria solar, e agora a indústria entrou numa nova era na qual os módulos de grandes dimensões estão cada vez mais dominantes.

A busca por mais baixo custo nivelado da energia (LCOE) e custo de balanço do sistema (BOS) e os avanços tecnológicos tornaram os módulos de grandes dimensões, principalmente os módulos com células de 210 mm e 182 mm,  a escolha preferida dos clientes.

De acordo com dados da Associação da Indústria Fotovoltaica da China, os módulos de grande dimensão acima mencionados, em conjunto, representaram 82,8% do setor fotovoltaico em 2022 e espera-se que este percentual atinja 93,2% em 2023.

As usinas fotovoltaicas podem ter os custos do balanço do sistema (BOS) e do LCOE  significativamente reduzidos utilizando módulos de grande dimensão. Como resultado, a velocidade com que os módulos de alta potência estão ganhando o mercado torna inevitável esta tendência.

Alguns rumores têm flutuado no mercado ultimamente, implicando que os módulos de tamanho 2384 x 1303 mm, compostos por 132 células solares half-cell de 210 mm, dado que são maiores do que os módulos de tamanho 2278 x 1134 mm de 144 células de 182 mm, são 40% a 60% mais propensos a deformarem-se sob a mesma condição de carga, aumentando o risco de microfissuras e reduzindo o nível de confiabilidade.

Será esta a verdade?

Para verificar a validade de tais declarações a Risen Energy realizou testes num laboratório certificado pelo Serviço Nacional de Acreditação de Avaliação de Conformidade da China.

Durante os testes comparou-se, em termos de deformação, um módulo de vidro duplo Titan 132 células 210 mm com um módulo de vidro duplo de 144 células 182 mm, ambos com estrutura de alumínio.

Para os testes utilizou-se a mesma instalação,  sem viga e com fixação pelos quatro furos exteriores, montados sob condições de carga.

Instalação de montagem externa com quatro furos, com viga cruzada paralela ao comprimento

Os resultados dos testes mostraram que em comparação com o módulo de 144 células de 182 mm, o módulo de 132 células de 210 mm demonstrou 1% menos deformação no lado curto e 4% mais deformação no centro do vidro.

O teste de eletroluminescência (EL) revelou que não ocorreram microfissuras, quando instalado de forma sem viga com fixação pelos quatro furos exteriores sob uma carga de 3600 Pa (lado frontal).

Ao mesmo tempo, a Risen Energy realizou um segundo teste durante o qual um módulo de células Titan de vidro duplo com 132 células de 210 mm com estrutura de aço foi comparado com um módulo de 144 células de 182 mm de vidro duplo com estrutura de alumínio, utilizando o mesmo tipo de instalação, sem viga e com fixação pelos quatro furos exteriores sob uma carga de 3600 Pa (lado frontal).

Os resultados do teste mostraram que em comparação com o módulo de células de 182 mm,  o módulo com maior tamanho (132 células de 210 mm) com estrutura de aço demonstrou 53% menos deformação no lado curto e 15% menos deformação no centro do vidro, sem microfissuras reveladas após o teste EL.

Contra fatos, não há argumentos

Os resultados dos dois testes mostram que não há diferença particular na deformação entre o módulo de 132 células de 210 mm e o módulo de 144 células de 182 mm, quando ambos têm estrutura de alumínio.

Neste mesmo teste, o módulo de maior tamanho, com células de 210 mm, teve uma deformação significativamente menor quando tem estrutura de aço.

O limite de escoamento (σ), ou limite de elasticidade, é o parâmetro que determina a tensão máxima que um material pode suportar sem sofrer deformação plástica. Todas as deformações causadas por pressões que não excedem σ são deformações elásticas, também conhecidas como deformações recuperáveis.

Estas deformações não danificam a estrutura do material, uma vez que, apenas as pressões que excedem o limite de escoamento (σ) podem causar deformações plásticas destrutivas.

É normal que os módulos sofram diferentes graus de deformação sob diferentes cargas, mas avaliar a capacidade de carga e confiabilidade de um módulo simplesmente observando as suas deformações não é considerada uma abordagem rigorosa ou cientificamente válida. Em suma, é simplesmente errado afirmar que quanto maior for um módulo, mais deformações deve ter.

Geralmente é verdade que quanto maior e mais longo for um objeto, maior é a probabilidade de se deformar, no entanto, isto pode ser totalmente controlado através de uma concepção adequada.

Por exemplo, um pedaço de aço afundará quando colocado na água, mas pode flutuar se for projetado para ser um barco. Os módulos fotovoltaicos são todos criados sob um rigoroso processo de desenvolvimento durante o qual os materiais e o design não podem ser finalizados até que a validação e testes rigorosos e detalhados estejam concluídos.

Esta abordagem foi rigorosamente seguida em todas as fases de concepção e desenvolvimento da série de 210 mm da Risen Energy.

Com remessas superiores a 25 GW desde o seu lançamento em 2019, a série tem sido amplamente utilizada numa variedade de cenários de aplicação a nível mundial, incluindo plantas fotovoltaicas de grande escala, telhados industriais e comerciais, bem como telhados residenciais, recebendo, ao mesmo tempo, elogios tanto de clientes nacionais como estrangeiros pelo seu excelente desempenho.


As opiniões e informações expressas são de exclusiva responsabilidade do autor e não obrigatoriamente representam a posição oficial do Canal Solar.

Imagem de Risen Energy
Risen Energy
A Risen Energy é uma das pioneiras na indústria solar e é conhecida como uma especialista em P&D devido ao alto investimento em novas tecnologias.

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