Falando sobre painéis solares e sua garantia vitalícia que varia de 19 a 30 anos, sua eficiência é perdida neste período. Todos estão cientes disso, mas às vezes seus módulos solares perdem eficiência em um curto espaço de tempo, digamos, um ou dois anos. Isso é estressante, mas em algum lugar tanto o fabricante quanto o cliente são responsáveis por isso. Falta de informação é outra coisa, mas obter um painel solar não certificado pode ser uma causa potencial para Degradação Potencial Induzida de seus painéis solares. Vamos discutir a degradação potencial induzida de células e painéis solares, suas causas, testes e medidas preventivas.
O que é Degradação Potencial Induzida?
A degradação ocorre devido à alta diferença de potencial entre a célula (semicondutor) e outras partes do módulo, como a montagem, a estrutura de alumínio e o vidro. Como resultado dessa diferença de potencial, há um vazamento de corrente que causa a migração de íons positivos e negativos.
- Íons negativos: Começa a vazar da estrutura de alumínio.
- Íons positivos: Também chamados de íons de sódio, começam a migrar e vazar em direção à superfície da célula.
Esse vazamento reduz o efeito fotovoltaico poluindo a célula, o que leva ainda mais a perdas de energia. Perdas de energia devido à degradação induzida potencial podem ser de até 20%. No entanto, você pode não perceber imediatamente, e leva meses e anos para que o defeito se torne perceptível.
O que é Degradação Potencial Induzida de Células e Painéis Solares?
Vários painéis solares são formados por células solares interligadas. Os principais componentes em questão são as células solares e sua estrutura de alumínio. A degradação induzida por potencial ocorre nos painéis e células solares quando um painel solar é polarizado com uma alta tensão negativa. No entanto, há uma variação considerável de tensão na estrutura de alumínio e na célula.
O quadro é geralmente aterrado, portanto, há 0 potencial para a corrente. Devido à presença de impurezas e uma distância muito curta entre as células solares e seu quadro, uma corrente é gerada entre a célula e o quadro. Isso resulta em vazamento da corrente de todo o módulo fotovoltaico.
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O que é efeito PID em energia solar? O que causa perda de PID em energia solar?
Resumindo, é um sinal do envelhecimento das células e painéis solares . Basicamente, leva à deterioração do desempenho dos painéis. A Degradação Induzida por Potencial (PID) é o resultado de inúmeros fatores que atuam em conjunto ao longo de um longo período. Não acontece da noite para o dia.
1. Localização
Isso inclui a localização da sua casa em termos de longitude e latitude, juntamente com as condições climáticas. Além disso, a exposição à umidade e ao calor intenso são fatores relacionados ao local onde o painel solar será instalado. Esses fatores variam de um lugar para outro.
2. Possíveis medidas de mitigação da degradação induzida
Dispositivos especialmente projetados para minimizar o efeito da degradação induzida por potencial (PID) não estão instalados corretamente e há aterramento negativo . Dispositivos melhores reduzirão a influência da PID, caso contrário, o problema se agravará com o tempo.
3. Qualidade das matérias-primas
O vidro, o material encapsulado, a presença de impurezas (sódio), etc., são considerados matérias-primas da célula solar. A qualidade das matérias-primas é importante porque elas são os componentes básicos da célula solar . Por exemplo, a presença de sódio durante a fabricação do vidro causará efeitos prejudiciais ao seu desempenho.
4. Qualidade dos componentes do painel solar
A qualidade dos componentes dos painéis solares, como os tipos de células fotovoltaicas utilizadas ou o material de encapsulamento, também é um fator que causa a Degradação Induzida por Potencial (PID). Isso inclui se eles são certificados como resistentes à PID ou não. E se esses componentes passaram por testes de confiabilidade rigorosos?
5. Tensão e tamanho do sistema
Sistemas de alta voltagem significam uma maior possibilidade de degradação induzida potencial. No entanto, um sistema de 1000 V corre menos risco do que um sistema de 1500 V.
O que é o teste de degradação induzida por potencial?
É um tipo de teste de garantia de qualidade para módulos solares fabricados. Seu objetivo é estimar o desempenho desses módulos solares sob diferentes condições ao longo de um período prolongado. Um teste PID para módulos solares submete o módulo às seguintes condições:
- Temperatura de 140° Fahrenheit (60° Celsius)
- Humidade em torno de 85%
- Carga abaixo de 1000v
- Período de 96 horas
- Polarizações de tensão de +1000 V, -1000 V, +1500 V ou -1500 V (conforme características do módulo fotovoltaico)
O período de tempo define o nome do teste que neste caso é PID (96h). Durante este período de tempo, os módulos serão expostos às condições acima mencionadas e seu efeito na perda de potência dos módulos solares será levado em conta.
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Quais equipamentos são usados no teste PID para módulos solares?
Para realizar um teste confiável, certos equipamentos são usados durante um teste de degradação induzida por potencial.
1. Eletroluminescência (EL)
Esta é uma poderosa ferramenta de imagem usada para determinar as propriedades eletrônicas e ópticas do módulo. Através da imagem por eletroluminescência, defeitos como PIC (circuito integrado fotônico), microfissuras e fraturas nas células são facilmente detectados. A intensidade da eletroluminescência observada é proporcional ao número de cargas minoritárias disponíveis nos módulos.
2. Tipos de painéis
Um módulo monocristalino ou policristalino é geralmente usado para teste PID. O tipo de módulos também define o tipo de técnicas de detecção a serem usadas para teste.
Como detectar PID?
Com o uso de dispositivos e técnicas como a imagem por eletroluminescência, a detecção da degradação induzida por potencial (PID) tornou-se mais fácil . Medições das curvas IV de módulos solares antes e depois da obtenção das imagens mostram a possibilidade de PID. A mudança na inclinação da Voc indica um aumento na Rs (resistência total). As alterações nas curvas IV são os indicadores.
O que é Anti PID para Painel Solar?
Para minimizar o efeito da degradação induzida por potencial (PID), utiliza-se uma caixa anti-PID . Trata-se de um dispositivo acoplado ao inversor dos módulos solares. Ele polariza todos os módulos fotovoltaicos que foram afetados de forma oposta pela tensão negativa. Com essa caixa, cada string alterna sua polarização constantemente, evitando que permaneça em uma polarização constante por um longo período.
A caixa anti PID aumenta a possibilidade dos módulos se recuperarem do potencial negativo já sofrido por eles. Ela também reduz a probabilidade de PID.
O que são painéis solares anti PID?
Como o PID ocorre devido a uma série de razões, sendo a qualidade do material e do sistema a principal delas. As indústrias decidiram fabricar painéis solares anti-PID. Para isso, selecionaram:
- Células solares com Sem PID projetos
- Módulo de alta resistência materiais de encapsulamento
Esses painéis solares são conectados à string e não são danificados pela alta voltagem da string. Isso induz mais produção pelos painéis solares por períodos mais longos. Obtenha o painel solar anti-PID aqui
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O que é configuração de sistema fotovoltaico?
Existem 5 configurações diferentes para um Sistema Fotovoltaico que precisam ser finalizadas antes da instalação do sistema de painéis solares.
1. Conexão à rede que alimenta toda a eletricidade solar para a rede
Nessa configuração, toda a eletricidade produzida pelo seu sistema solar é injetada na rede elétrica. Você precisa comprar a quantidade necessária de eletricidade das distribuidoras. Esse sistema tem um custo de instalação menor e você pode até ganhar dinheiro vendendo energia para as distribuidoras por meio de uma tarifa de injeção na rede . Esse regime tarifário está disponível apenas em locais específicos. Onde estiver disponível, as distribuidoras compram energia por quilowatt-hora pelo preço acordado.
2. Conexão à rede que alimenta apenas a rede com o excedente de eletricidade solar
Essa configuração permite que você utilize a energia solar gerada pelos seus painéis. Além disso, se houver geração de energia adicional, ela será injetada na rede elétrica. Você precisará comprar a energia necessária da concessionária, se for o caso. Essa configuração é vantajosa, pois reduz a dependência das grandes concessionárias de energia elétrica . É ideal para climas quentes e ensolarados, além de ser adequada para pessoas que consomem a maior parte da energia gerada pelos módulos. No entanto, uma queda de energia da rede elétrica significa também uma queda de energia do sistema solar.
3. Conexão à rede com bateria de reserva
Este sistema também é conhecido como sistema interativo com a rede, pois é instalado com um banco de baterias . Em caso de cortes de energia, você obtém um fornecimento constante de energia com a energia armazenada nessas baterias . É mais caro devido às baterias e controladores adicionais.
4. Autônomo com função de carga de energia da rede
Essa configuração é ideal para aplicações domésticas quando a energia solar é insuficiente para atender às necessidades. Este sistema carrega a bateria automaticamente utilizando a corrente alternada (CA) da rede elétrica.
5. Autônomo sem função de carga de energia da rede
Também conhecido como sistema isolado da rede, é fornecido para locais onde não há outra fonte de energia disponível. Este sistema é o único fornecedor de energia. Possui uma geração de energia de pico inferior a 1 quilowatt e geralmente é menor.
Como prevenir a potencial degradação induzida?
Vários fatores devem ser determinados para reduzir ou prevenir a degradação potencialmente induzida de seus painéis e módulos solares.
1. Certificação
Um painel solar deve possuir um certificado de teste interno e da Comissão Eletrotécnica Internacional (IEC) . Esses sistemas testam os módulos quanto à resistência à degradação induzida por potencial (PID) de acordo com a norma IEC 62804. É altamente recomendável verificar os certificados fornecidos para o sistema e a lista de materiais utilizados nos módulos.
2. Componentes do painel solar
a) Materiais encapsulantes
Materiais encapsulados resistentes à Degradação Potencial Induzida devem ser usados durante a fabricação e instalação dos módulos. O encapsulante é uma camada de proteção adicional contra a degradação potencial induzida. Ele também garante maiores saídas dos sistemas em diferentes estações.
b) Células fotovoltaicas
As células solares são a principal causa e o componente mais afetado pela degradação induzida por potencial (PID). Portanto, as células solares utilizadas devem ser certificadas como resistentes à PID. É altamente recomendável que testes adicionais de PID sejam realizados pelo fabricante e após a instalação. Testes regulares devem ser feitos por um laboratório especializado.
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3. Projeto do sistema solar
a) Aterramento
Para reduzir o risco e o efeito da potencial degradação induzida, é recomendado que o aterramento seja negativo para sistemas de painéis solares.
b) Dispositivos resistentes a PID ou caixa de compensação anti-PID ou PV
Os componentes de um sistema de painéis solares são igualmente importantes para reduzir o impacto da Degradação Induzida pelo Potencial (PID). Portanto, a instalação desses dispositivos é uma vantagem. Assim como uma caixa de compensação fotovoltaica, ela inverte a tensão no sistema de painéis solares após o pôr do sol. Dessa forma, garante que os painéis solares tenham o melhor desempenho por mais de 25 anos.
Bem, a degradação induzida por potencial é prejudicial aos painéis solares, mas você precisa prestar atenção aos fatores que a causam. Além disso, medidas preventivas por meio de dispositivos de mitigação, como painéis solares anti-PID, devem ser tomadas. Precaução é melhor do que perder.
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