Danos ao módulo: Fraunhofer CSP desenvolve classificação legalmente compatível de fissuras celulares

Microfissuras em células solares cristalinas raramente são visíveis, mas têm um enorme impacto no desempenho do módulo. Elas podem interromper a produção de energia de seções inteiras da célula. Essas fissuras podem ser causadas por diversos estresses ambientais. Essas fissuras podem ser visualizadas por meio de imagens de eletroluminescência (EL), entre outras técnicas.

Critérios para avaliação de risco desenvolvidos

Essas microfissuras já são suficientemente incômodas para os operadores da usina. No entanto, as seguradoras geralmente intervêm para cobrir os danos — e, se cobertos, a perda de produtividade. No entanto, até o momento, não havia padrões universalmente aceitos para avaliar tais fissuras. Também não foi estabelecido como essas fissuras afetam o desempenho e a segurança do módulo ao longo do tempo. Essa incerteza frequentemente leva a disputas judiciais, que afetam principalmente operadores de pequeno e médio porte.

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Classificar fissuras celulares

Por isso, pesquisadores do Centro Fraunhofer de Fotovoltaica de Silício (CSP) se propuseram a desenvolver tais padrões como parte do projeto PV-Riss. Esses padrões podem servir de base para a avaliação e regulamentação de danos no futuro. O objetivo do projeto era criar critérios robustos para a nomenclatura, classificação e avaliação de trincas em células.

Catálogo de erros padronizados

Pesquisadores do Fraunhofer CSP em Halle (Saale) investigaram, categorizaram e avaliaram sistematicamente os efeitos de trincas celulares em condições de laboratório e de campo. O resultado final foi um catálogo padronizado de defeitos para classificação de trincas. Este catálogo baseia-se em imagens de EL de módulos com trincas celulares, que foram adicionalmente complementadas por imagens de campo magnético (MFI), fotografia infravermelha (IR) e dados de desempenho.

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Padrão de fissura avaliado

No projeto PV-Riss, os pesquisadores criaram deliberadamente fissuras celulares em mais de 200 módulos. O foco principal aqui foi nos diferentes tipos de módulos. Esses módulos possuem, entre outras coisas, diferentes estruturas de contato. Quanto mais fino o contato, menor o risco de áreas celulares serem completamente cortadas. Os padrões de fissuras também influenciam o desenvolvimento posterior do desempenho do módulo. Em seguida, eles submeteram os módulos a tensões térmicas e mecânicas em laboratório e em campo aberto e observaram como eles se comportavam, como os padrões de fissuras se desenvolviam e como seu desempenho mudava. Uma bancada de testes especialmente desenvolvida foi utilizada para esse fim.

Mais erros incluídos

Com base nos dados obtidos, os especialistas desenvolveram recomendações e avaliações para lidar com rachaduras celulares. Eles atribuíram categorias adicionais a outras anormalidades visíveis nas imagens de EL. Essas incluem problemas de contato, erros de serigrafia, defeitos celulares e padrões de degradação induzidos por UV, luz e potencial.

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Novo padrão desenvolvido

Os resultados foram incorporados, entre outras coisas, à norma VDE SPEC 90031, que regulamenta as especificações para imagens EL e a avaliação dos resultados. "Trincas em células não são um fenômeno novo, mas sua avaliação tem sido caracterizada pela incerteza até agora", afirma Bengt Jäckel, gerente de projetos da Fraunhofer CSP. "Com a VDE SPEC 90031, estamos fornecendo, pela primeira vez, uma metodologia cientificamente sólida e reprodutível para classificação e avaliação – um passo crucial para a garantia da qualidade de sistemas fotovoltaicos modernos. Isso reduz as incertezas relacionadas a questões de garantia, melhora a comunicação entre fabricantes, avaliadores e operadores e contribui para uma operação mais eficiente de sistemas fotovoltaicos", afirma, destacando as vantagens da nova norma.

O SPEC 90031 está disponível para download no site da VDE.