O Centro de Teste de Energia Renovável (RETC) divulgou seu relatório PV Module Index de 2023, avaliando a confiabilidade, qualidade e desempenho dos painéis solares.
Os módulos solares são submetidos a uma variedade de testes para avaliar esses parâmetros. Por meio de resultados de testes comparativos, as partes interessadas podem selecionar os produtos mais adequados para um determinado ambiente, local ou portfólio de projetos.
Qualidade
Durabilidade granizo
Melhor desempenho (ordem alfabética): JA Solar, JinkoSolar, Trina Solar
O teste de durabilidade de granizo do RETC leva os testes de padrões UL e IEC um passo adiante, expondo os módulos solares a um impacto cinético mais alto para refletir o risco representado pelo granizo ao longo de uma vida operacional de 25 ou 30 anos. Além dos testes de impacto balístico, o RETC realiza testes de ciclo térmico e pontos quentes para revelar a possível degradação do módulo a longo prazo.
Os oito melhores nesta categoria resistiram a uma energia cinética efetiva de 20 Joules ou mais. Esses módulos efetivamente demonstraram resistência a uma bola de gelo de 45 mm a uma velocidade terminal de 30,7 m/s (68,7 mph).
Teste Debulhador
Melhor desempenho: Astronergy, JA Solar Longi Solar, Runergy
O teste de debulha é um somatório de uma série de testes que colocam os módulos sob uma variedade de tensões ambientais vigorosas para fornecer dados quantitativos por trás dos modos de degradação. Queda de energia, fuga de corrente e observações visuais também são feitas no teste.
O teste RETC coloca backsheets, módulos e conectores através de tensões aceleradas. Os testes de debulha incluem ciclos de umidade e congelamento, ciclos térmicos, exposição ao calor úmido, testes de carga estática e dinâmica e absorção de UV. Os de alto desempenho nesta categoria alcançaram consistentemente menos de 2% de degradação de energia.
Desempenho
Resistência LeTID
Melhor desempenho: Aptos Solar, Astronergy, JA Solar, Runergy, SEG Solar, Silfab Solar, Solar Space, Trina Solar, Yingli Solar
Tecnologias de células relativamente novas podem sofrer degradação a longo prazo associada à exposição à luz e temperaturas elevadas. Esse fenômeno, chamado degradação induzida por luz e temperatura elevada (LeTID, na sigla em inglês), é testado com um protocolo de imersão em luz, seguido de exposição à temperatura de 75 C (167 F) por dois ciclos de 162 horas para identificar degradação significativa (> 5%) . Posteriormente, as amostras de teste são submetidas a 500 horas de exposição à temperatura de 75 °C, seguidas por dois ciclos adicionais de 162 horas.
Os melhores desempenhos destacados demonstraram produtos com menos de 0,75% de perda de energia após 486 horas de exposição.
Resistência à degradação induzida pela luz
Melhor desempenho: Dehui Solar, Longi Solar, Merlin Solar
A degradação induzida pela luz (LID, na sigla em inglês), ou perdas de energia devido à exposição à luz solar, afeta alguns tipos de células fotovoltaicas, mas não outras. Os módulos fotovoltaicos expostos às perdas de LID perdem rapidamente o desempenho nas primeiras horas ou dias de operação, antes de se estabilizarem.
O RETC observa que a resistência do LID está altamente correlacionada com o tipo de célula. Os melhores desempenhos foram todos de painéis de silício monocristalino, que experimentaram um aumento no desempenho ou uma diminuição modesta de menos de um décimo de um por cento.
Eficiência do módulo
Melhor desempenho: Auxin Solar, JA Solar, Longi Solar, Meyer Burger, Mission Solar, Qcells, REC Solar, Silfab Solar, Trina Solar, Yingli Solar
A eficiência do módulo, ou a porcentagem de energia solar incidente convertida em energia elétrica, é uma métrica bem conhecida e chave para o desempenho solar. Está altamente correlacionado com a tecnologia celular e o design do módulo.
Os 14 módulos com maior pontuação obtiveram eficiências de 20% ou mais. Uma célula TOPCon do tipo n obteve a maior pontuação com 25,8% de eficiência, seguida por um módulo de silício monocristalino com tecnologia de heterojunção, registrando uma eficiência de 22,4%.
Arquivo PAN
Melhor desempenho: Dehui Solar, JA Solar, Longi Solar, Qcells, Runergy, Yingli Solar
O teste de arquivo PAN é um teste de caracterização do módulo com 22 parâmetros definidos pelo software de modelagem PVsyst. Os desenvolvedores de projetos usam o PVsyst para avaliar sites potenciais com base na produção de energia e desempenho financeiro.
Forma assumidas as condições de teste arquivadas de uma usina solar de 10 MW em geração centralizada em Midland, Texas, com montagens de solo de inclinação fixa e inversores centrais de 500 kVA. Os melhores desempenhos no teste PAN alcançaram uma taxa de desempenho em PVsyst de 85% ou mais.
Confiabilidade
Teste de calor úmido (Damp heat test)
Melhor desempenho: Astronergy, JA Solar, Longi Solar, Qcells, Runergy, Trina Solar, Yingli Solar
O teste da debulhadora RETC inclui um teste de calor úmido que expõe os módulos por 2.000 horas, o dobro da quantidade necessária para a certificação do produto. O teste avalia a capacidade de um módulo de resistir à exposição prolongada a ambientes úmidos e de alta temperatura. Ocorrendo dentro de uma câmara ambiental, o teste expõe os módulos a uma temperatura controlada de 85 ºC e uma umidade relativa de 85% por um determinado período de tempo.
RETC destacou artistas que sofreram menos de 2% de degradação após esta exposição.
Resistência à degradação potencial induzida (PID)
Melhor desempenho: Astronergy, JA Solar, JinkoSolar, Qcells, Runergy
A resistência à degradação potencial induzida (PID, na sigla em inglês) testa os módulos montados em rack em uma câmara ambiental, que controla a temperatura e a umidade, e os expõe a uma tensão de várias centenas de volts em relação à estrutura de montagem. Normalmente, os tempos de exposição variam de 96 horas a até 500 horas. O teste PID caracteriza a capacidade de um módulo de resistir à degradação devido ao vazamento de tensão e corrente resultante da mobilidade de íons entre o semicondutor e outros elementos no encapsulamento do módulo.
Quase 28% das amostras de teste sofreram menos de 1% de degradação durante o período de teste. Em comparação, menos de 9% dos módulos atingiram mais de 5% de perda de energia.
Teste de carga mecânica estática e dinâmica
Melhores desempenhos: Astronergy, JA Solar, JinkoSolar, Longi Solar, Runergy, Trina Solar, Yingli Solar
Este teste expõe os módulos a 1.000 ciclos de cargas de +1.000 pascal e –1.000 pascal a uma frequência de três a sete ciclos por minuto. As medições foram feitas após o desempenho elétrico da taxa de teste de estresse.
Este ano, quase 47% dos módulos que o RETC submeteu a ventos simulados e tensões ambientais atingiram menos de 2% de degradação de energia. Aproximadamente 17% do total de amostras de teste experimentaram menos de 1% de degradação na potência após a sequência SDML. O RETC observa que os resultados nesta categoria representam uma melhoria modesta em relação ao ano anterior.
Ciclo térmico
Melhor desempenho: Astronergy, JA Solar, JinkoSolar, Longi Solar, Qcells, Runergy, Saint Gobain, Trina Solar, Yingli Solar
O teste de ciclo térmico exige a ciclagem de módulos em uma câmara ambiental entre dois extremos de temperatura: 85 °C na extremidade superior e –40 °C na extremidade inferior. O teste RETC executa 600 ciclos, três vezes mais que os 200 necessários para a certificação.
Aproximadamente 80% dos módulos neste teste atingiram menos de 2% de perda de energia, enquanto apenas 2,4% tiveram perdas de energia de 4% ou mais.
Melhor desempenho geral
“Para identificar o melhor dos melhores, revisamos e classificamos as distribuições gerais de dados em todas as três disciplinas: qualidade, desempenho e confiabilidade. A Matriz de Resultados Gerais à direita resume os resultados desta análise, que destaca oito grandes empreendedores com base na maior realização geral na fabricação”, disse RETC.
Melhor desempenho (ordem alfabética): Astronergy, JA Solar, JinkoSolar, Longi Solar, Qcells, Runergy, Trina Solar, Yingli Solar
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