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1 Subscribe Share Past Issues Transl Boletim de qualidade SICES BRASIL View this in your browser Se compararmos o corpo humano com um Sistema Fotovoltaico, sem sombra de duvidas podemos dizer que os Módulos Fotovoltaicos são o coração do sistema. Por este motivo, é extremamente importante que o projetista faça uma escolha consciente de qual módulo fotovoltaico será adquirido para seu projeto. O objetivo da Newsletter deste mês é descrever de modo sucinto o que é um Módulo Fotovoltaico, quais os problemas ao longo da vida útil, quais aspectos devem ser avaliados ao tomar a decisão na escolha do fabricante para implementação do projeto. 1/11

2 O módulo fotovoltaico é o resultado da associação em série/paralelo de células solares, para produzir corrente e tensão adequadas às aplicações elétricas que se destinam. O conjunto de células é encapsulado, de forma a proporcionar a necessária proteção contra possíveis danos externos, mecânicos ou elétricos e garantir uma operação segura do sistema. Na parte traseira do módulo fotovoltaico será encontrada a caixa de junção, na mesma são colocados os 2/11

3 diodos de by-pass, responsáveis por drenar a corrente elétrica que causa o efeito de hot-spot, proveniente de uma área sombreada nos módulos. A conexão entre os módulos é realizada por meio do conector MC4, responsável por garantir uma perfeita conexão elétrica entre os módulos fotovoltaicos, evitando pontos de aquecimento, perdas elétricas e garantir a segurança durante a instalação contra choque direto e/ou indireto. O módulo fotovoltaico é responsável por converter a energia solar em energia elétrica: este fenômeno físico é conhecido como efeito fotovoltaico. Cada módulo é composto por células solares, que são o resultado da junção de material semicondutor (dopagem) do tipo-p com tipo-n. Isto possibilita absorver a energia do sol e transferir parte dessa energia para elétrons, produzindo pares de portadores de carga (Elétron-Lacuna). A energia solar é uma radiação eletromagnética que possui partículas, denominados fótons, que carregam certa quantidade de energia. A energia de um fóton depende das características espectrais de sua fonte e varia inversamente com o comprimento de onda da emissão eletromagnética. Sendo que a faixa de comprimento de onda situada entre 500 nm e 750 nm, resultam em maior conversão de energia solar em energia elétrica por metro quadrado no módulo fotovoltaico. 3/11

4 16/2/2016 Boletim de Qualidade SICES BRASIL: Módulos FV A conversão fotovoltaica é baseada em três importantes princípios; excitação dos portadores de carga devido a absorção da luz, separação dos portadores de carga e a coleta dos portadores de carga nos contatos metálicos da célula (banda de condução). A energia necessária para fazer os elétrons mudarem de banda é chamada energia de gap (EG), usualmente dada em elétron-volt (ev) e se difere em cada tipo de material. O sucesso em um projeto é baseado na confiabilidade a longo prazo dos módulos fotovoltaicos e a solidez financeira do fabricante. Para criar uma diferenciação entre as centenas de fabricantes de módulos fotovoltaicos a Bloomberg New Energy Finance, empresa analista de negócios no setor de energia com uma equipe de 200 especialistas em escritórios ao redor do mundo, classifica fabricantes em três níveis: TIER 1, TIER 2 e 4/11

5 TIER 3, baseados na bankability. Os 3 níveis comprovam a estabilidade financeira do fabricante, aspecto importante em grandes projetos que envolvem financiamento bancário, afim de comprovar que o fabricante tem capacidade de atender as garantias no periodo de vida útil do equipamento. Na Europa a classificação do fabricante é um fator determinante na liberação do financiamento para os projetos. TIER 1 inclui 2% dos fabricantes solares fotovoltaicos avaliados pela Bloomberg New Energy Finance. Tratam-se de fabricantes de módulos fotovoltaicos de alta eficiência que possuem produção própria por pelo menos 5 anos, bem como controle total de cada etapa do processo de fabricação (além de ciclo produtivo robotizado e completamente automatico) e fornecimento para pelo menos três grandes projetos distintos nos últimos 2 anos, que foram financiados por três bancos diferentes. TIER 2 tratam-se de fabricantes que forneceram painéis para alguns projetos com financiamento bancário, possuem uma boa reputação na indústria e pouco ou nenhum investimento em desenvolvimento de produtos, além de uma produção parcialmente robotizada e mais recente (pouco mais de 2 anos). TIER 3 tratam-se de fabricantes que apenas realizam a montagem dos módulos fotovoltaicos, não realizando nenhum investimento em desenvolvimento de produto, com linha de produção manual e nenhuma intercorrência de financiamentos de projetos. As células solares utilizadas no processo de fabricação dos módulos fotovoltaicos são classificadas em quatro tipos (Solar Cell Grading): Célula do Tipo A componente derivado de processo de fabricação robotizado, sem qualquer defeito visual (as possíveis marcas de queimadura são resultado dos processos avançados que utilizam máquinas para manuseio da célula durante a produção), que pode apresentar uma ligeira curvatura da célula 2 mm, espessura uniforme do wafer, silício de elevado grau de pureza e proporção exata de dopagem de material tipo P e tipo N. O processo resulta em parâmetros elétricos de alta eficiência comprovados por meio de flash test. 5/11

6 Célula do Tipo B componente que apresenta pequenos defeitos visíveis, comparado a célula classificada como Tipo A. Podem apresentar curva ligeira da célula em 2mm 2,5 mm, desvio de cor (células manchadas), vazamento de pasta da solda. Célula do Tipo C componente com defeitos visuais, dados elétricos fora da especificação, célula danificada (dano inferior a ¼ da célula), falha de impressão das trilhas e barramentos, com fissuras, e marcas de água. 6/11

7 Células do Tipo D É uma célula totalmente danificada (mais do que ¾). Além dos aspectos até aqui apresentados, é necessario que o módulo fotovoltaico seja submetido a testes de stress acelerado, com o intuito de simular o stress de exposição do equipamento ao longo da sua vida útil. A qualidade do processo de fabricação das células fotovoltaicas reflete na eficiência do módulo, que necessariamente requer uma destreza em atender pré-requisitos de desempenho, qualidade e design. O módulo fotovoltaico pode apresentar diversas falhas em campo, que na maioria dos casos ocorrem por conta de materiais e processos de fabricação de péssima qualidade, entre as mais comuns se destacam: Interconexões quebradas; Fissuras na célula; Corrosão das trilhas; Delaminação; Descoloração do encapsulante (EVA); Falhas de solda; Hot-spot; Falhas de conexão na caixa de junção e no conector MC4; Falhas estruturais; Perda de isolamento elétrico; Vidro quebrado. Os módulos de Silício na forma Cristalina (Mono e Poli) são tipicamente qualificados e certificados de acordo com a norma IEC for Crystalline Silicon Modules. A IEC elenca 18 importantes ensaios que garantem a qualidade de um módulo fotovoltaico, sendo estes: 1. Inspeção visual - O objetivo é detectar qualquer um dos "defeitos visuais", analisando o módulo em uma área de forte iluminação (1000 lux). 2. Determinação da potência máxima (Pmax) - Este é o único ensaio exigido pelo Inmetro dentre os 18 obrigatórios em outros países pela IEC. É tipicamente um parâmetro de desempenho. Deve ser realizado várias vezes, antes e depois dos outros vários testes solicitados pela IEC Resistência de isolamento - É um teste de segurança elétrica. O objetivo é determinar se o módulo fotovoltaico tem um isolamento elétrico suficiente entre a sua parte interna e o quadro de alumínio. 4. Teste molhado de fuga de corrente - O objetivo é avaliar o isolamento da placa fotovoltaica 7/11

8 numa condição de alta umidade e a possibilidade de choque elétrico derivado (chuva, neblina, orvalho, neve derretida, etc). 5. Medição dos coeficientes de temperatura - Coeficientes de temperatura são parâmetros de desempenho frequentemente utilizados para simular os rendimentos de energia dos módulos fotovoltaicos em climas quentes. 6. Medição da Temperatura Nominal de Funcionamento da Célula (NOCT) - Esse parâmetro deve ser utilizado pelo projetista do sistema fotovoltaico, para comparar o desempenho de diferentes modelos de módulos fotovoltaicos. 7. Desempenho do painel solar na STC e NOCT - Determina como o painel solar se comporta nas STC (Condições padrões de teste) e NOCT (Temperatura nominal de operação da célula fotovoltaica), quando conectado a uma carga. 8. Desempenho do painel solar em baixa irradiância - Testa o comportamento do módulo fotovoltaico em condições de escassez de luz. 9. Teste de exposição ao ar livre - O objetivo é uma avaliação preliminar da capacidade do módulo para suportar a exposição ao ar livre. 10. Teste de resistência de Hot-Spot - O objetivo é determinar a capacidade do módulo fotovoltaico para suportar o aquecimento localizado causado por rachaduras nas células, falhas de interconexão, sombreamento parcial ou sujeira. 11. Teste de resistência UV (Ultra Violeta) - O objetivo é identificar materiais que sejam susceptíveis a degradação por raios ultra-violeta (UV). 12. Ensaio de ciclagem térmica (200 ciclos) - O teste tem a finalidade de simular as tensões térmicas no interior dos materiais como resultado de mudanças abruptas de temperaturas extremas. Na maioria das vezes, as ligações entre as células que são soldadas são as que mais sofrem com este teste. 13. Teste de Umidade & Congelamento - Testa o módulo em um ciclo de aquecimento e congelamento de 85 C a -40 C com 85% de umidade relativa. 14. Teste Damp-heat (1000 horas) - A finalidade é determinar a vida útil do módulo fotovoltaico. No Damp-heat test, o módulo deve suportar a exposição a longo prazo a uma umidade de 85%, numa temperatura de 85 C, durante 1000 horas. O DH1000 é o mais criterioso dos testes pois ele reprova de 40 a 50% dos módulos submetidos a este teste. É uma das principais formas de validar a garantia de 25 anos dos fabricantes. 15. Robustez de teste terminações - O módulo passa por um teste de stress mecânico que simula a montagem normal e a manipulação do mesmo através de vários ciclos e níveis de resistência, flexão e torque. 16. Teste de carga mecânica - Tal teste de carga consiste na determinação da capacidade do módulo fotovoltaico em suportar o vento, a neve, as cargas estáticas e o gelo. 17. Teste de resistência contra granizo - É realizado para verificar a resistência do módulo ao granizo. O equipamento de teste é um lançador capaz de impulsionar várias bolas de gelo de diferentes pesos e velocidades de modo a atingir o mesmo em 11 locais específicos de impacto. O maior granizo lançado no teste é de 75mm de diâmetro, com um peso de apx. 200g, que é atirado a uma velocidade apx. 145km/h no vidro do painel solar, que deve resistir ao impacto. 18. Ensaio térmico diodo bypass - O teste do diodo bypass é um aspecto muito importante do projeto do módulo fotovoltaico. É crítico determinar o comportamento térmico do equipamento sob condições de Hot-Spot, pois isso impacta diretamente no desempenho do mesmo quando instalado em uma casa ou empresa. Além dessa norma internacional IEC 61215, existem outras normas especificas para determinadas falhas, afim de comprovar a durabilidade de um módulos fotovoltaico: IEC Photovoltaic (PV) module safety qualification - Avaliação de segurança dos módulos fotovoltaicos para o risco de choque elétrico, perigo de incêndio, mecânica e segurança estrutural. IEC Salt mist corrosion testing of photovoltaic (PV) modules - Exposição a neblina salina. É um método de ensaio normalizado utilizado para verificar a resistência à corrosão. IEC UV test for photovoltaic (PV) modules - Teste com radiação UV, utilizado para testar 8/11

9 a resistência do revestimento. Determina a capacidade que um módulo fotovoltaico tem de suportar exposição a ultra- violeta (UV) de 280 nm a 400 nm. Uma vez que o fabricante apresenta além da certificação mínima, as certificações adicionais, o módulo apresenta a confiabilidade necessária para o seu projeto. Os Módulos Fotovoltaicos fornecidos pela SICES Brasil atendem a todos os aspectos de qualidade aqui apresentados, garantindo assim a excelência em seu projeto. A Canadian Solar, uma das maiores empresas de energia solar do mundo, não mede esforços para fornecer produtos com a mais alta qualidade e melhor desempenho no mercado de energia solar atualmente. Principais Motivos para adquirir módulos fotovoltaicos Canadian Solar Em 2011, a Canadian Solar foi escolhida como o fornecedor de módulo fotovoltaico principal para a maior instalação solar do mundo na Alemanha totalizando mais de 166 MWp. Como um dos três maiores fornecedores de módulos em todo o mundo, Canadian Solar vendeu mais de 4 GWp para clientes em mais de 50 países. A experiência técnica, a bankability e 11 anos de experiência no campo, a torna um parceiro confiável de longo prazo, com um impressionante histórico de alto desempenho e baixa manutenção. Empresa caraterizada por um processo contínuo de melhoria na tecnologia das células, atingindo uma das maiores eficiências de conversão, resultando então numa maior potência para os módulos e proporcionando maior retorno sobre o investimento. Controle de teste e qualidade para garantir o processo de fabricação: Gestão de qualidade internacional somada a normas ambientais: ISO 9001, e OHSAS º fabricante de propriedade a possuir laboratório de testes compatível a IEC 9/11

10 17025, aprovando todos os materiais recebidos e executando 100% dos testes necessários da norma IEC / IEC Primeira fabricante a adotar ISO: TS (o padrão de controle de qualidade da indústria automotiva) para controle de qualidade PV. 10 anos de garantia sobre defeitos do produto e 25 anos de garantia de desempenho. Todos os produtos cumprem as normas IEC, CE, MCS e UL, e são REACH compatível. Resistente a neblina salina e amônia, de alta resistência PID e qualificado para suportar cargas de até 5400 Pa. Empresa classificada em TIER-1, a garantia de 25 anos é complementada de seguro de 25 anos apoiado por operadora de seguros, minimizando o risco de garantia, ajudando a financiar os seus projetos. Jinko Solar é líder global na indústria de energia solar fotovoltaica com as operações de produção em Jiangxi e Zhejiang na China e escritórios de vendas e de marketing em Xangai e Pequim na China, na Alemanha, Itália, Suíça, Estados Unidos, Austrália, Canadá, Cingapura, Japão e África do Sul. Jinko Solar possui uma cadeia de valor do produto solar, verticalmente integrada, com uma capacidade anual de aproximadamente 1,8 GW para os módulos solares fotovoltaicos. Principais Motivos para adquirir Módulos Fotovoltaicos Jinko Todo o processo de produção é acompanhado de perto. Cada célula e módulo é submetido pelo menos a 36 etapas de controle de qualidade rigorosos, e submetidos a testes completos internos no laboratório mais avançado de testes e certificação UL. Os produtos são testados em condições extremas, tais como umidade tropical, calor do deserto, névoa de sal ou amônia agrícola. Por tais motivos, a Jinko Solar mantém um dos mais elevados padrões industriais para o design, desempenho e acabamento de seus produtos solares com intuito de garantir um fornecimento de 10/11

11 energia de confiança. Em 2012 o Photon International Lab num teste de campo avaliaram da seguinte forma: - Painéis Jinko apresentaram o melhor desempenho em altas temperaturas e alta umidade ambiente do que outros, graças às suas características livres de PID; - Excelente performance em campo nas condições reais de impacto forte e resultados superiores de resistência mecânica e estresse químico; - Elevada geração no início da manhã e no final do dia, bem como em dias nublados, resultado da elevada tecnologia aplicada no desenvolvimento e pesquisa das células. Baixa degradação por exposição a luz, garante um resultado fiável ao longo do tempo. Fornecedor classificado como Tier 1, com certificações ISO9001:2008; ISO14001:2004; OHSAS18001; IEC61215; IEC61730; IEC62716 e IEC61701 Copyright 2016 SICES BRASIL Ltda, All rights reserved. Want to change how you receive these s? You can update your preferences or unsubscribe from this list 11/11