RETC divulga Índice de Módulos Fotovoltaicos 2024

Da pv magazine Global

O Centro de Testes de Energia Renovável (RETC) divulgou seu relatório Índice de Módulos Fotovoltaicos 2024, avaliando a confiabilidade, qualidade e desempenho dos painéis solares.

Os módulos solares são submetidos a uma variedade de testes de estresse acelerados para avaliar esses parâmetros. Através de resultados de testes comparativos, as partes interessadas do projeto podem selecionar os produtos mais adequados para um determinado ambiente, local ou portfólio.

Para identificar o melhor dos melhores, o RETC revisou e classificou as distribuições gerais de dados em três disciplinas: qualidade, desempenho e confiabilidade. Encontre os melhores desempenhos gerais no final deste relatório.

Confiabilidade

Durabilidade ultravioleta da folha traseira

Melhores desempenhos: JA Solar, Longi Solar, SolarSpace

A durabilidade ultravioleta da folha traseira (BUDT) incorpora uma sequência de testes de durabilidade para testar projetos de módulos fotovoltaicos de vidro na folha traseira em busca de vulnerabilidades à exposição a UV e evitar falhas relacionadas à folha traseira. Esta sequência BUDT começa com 1.000 horas de exposição ao calor úmido para enfraquecer as ligações poliméricas.

Os melhores desempenhos destacados não apresentam rachaduras na folha traseira no teste.

Teste de calor úmido

Melhores desempenhos: Astronergy, ES Foundry, Longi Solar, Runergy e Trina Solar

O teste de debulha 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 suportar exposição prolongada a ambientes úmidos e de alta temperatura. Realizado dentro de uma câmara ambiental, o teste expõe os módulos a uma temperatura controlada de 85 C (185 F) e uma umidade relativa de 85% por um determinado período de tempo.

O RETC destacou os artistas que sofreram menos de 2% de degradação após esta exposição.

Durabilidade do granizo

Melhores desempenhos: JA Solar, Longi Solar

O teste de durabilidade contra granizo do RETC leva os testes dos 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 de pontos quentes para revelar a potencial degradação do módulo a longo prazo.

Os melhores desempenhos nesta categoria resistiram a uma energia cinética efetiva de 20 Joules ou mais. Esses módulos demonstraram efetivamente resistência a uma bola de gelo de 45 mm (1,8 pol.) viajando a uma velocidade terminal de 30,7 m/s (68,7 mph).

Potencial degradação induzida (PID)

Melhores desempenhos: Astronergy, ES Foundry, GEP VN, Gstar, JA Solar, Longi Solar, Qcells, REC Solar, Runergy, SEG Solar, Silfab Solar, SolarSpace, Talesun, Trina Solar, VSUN Solar e Yingli Solar

A resistência à degradação potencial induzida (PID) testa módulos montados em rack em uma câmara ambiental, que controla a temperatura e a umidade e os expõe a uma polarização de tensão de várias centenas de volts em relação à estrutura de montagem por 192 horas (exposição PID192). O teste PID caracteriza a capacidade de um módulo de resistir à degradação devido ao vazamento de tensão e corrente resultante da mobilidade iônica entre o semicondutor e outros elementos na embalagem do módulo.

O RETC exigia que os modelos de módulos fotovoltaicos suportassem a exposição PID192 com menos de 2% de degradação na potência máxima. No outro extremo do espectro, considerou a degradação máxima de energia maior ou igual a 5% um resultado de alerta.

Teste de carga mecânica estática e dinâmica

Melhores desempenhos: Aptos Solar, Astronergy, ES Foundry, Gstar, JA Solar, Longi Solar, Runergy, Silfab Solar, SolarSpace, Trina Solar e 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 este teste de estresse de desempenho elétrico.

Este ano, o RETC exigiu que os modelos de módulos fotovoltaicos resistissem à exposição SDML com menos de 2,5% de degradação na potência máxima. Considerou a degradação máxima de energia maior ou igual a 5% como um sinal de alerta. Nesta categoria de testes, observa-se que 68% das amostras foram qualificadas como de alto desempenho, enquanto 7% retornaram resultados de alerta.

Ciclo térmico

Melhores desempenhos: Aptos Solar, Astronergy, ES Foundry, Gstar, JA Solar, Longi Solar, Qcells, Runergy, SolarSpace, Trina Solar e Yingli Solar

O teste de ciclo térmico exige módulos de ciclo em uma câmara ambiental entre dois extremos de temperatura – 85 C (185 F) na extremidade alta e –40 C (–40F) na extremidade inferior. O teste RETC executa 600 ciclos, três vezes mais que os 200 necessários para a certificação.

Cerca de 67% dos módulos neste teste alcançaram status de alto desempenho com menos de 2% de perda de energia, enquanto 9% das marcas testadas tiveram perdas de energia de 5% ou mais.

Degradação induzida por ultravioleta (UVID)

Melhores desempenhos: Trina Solar e VSUN Solar

Os testes UVID caracterizam a capacidade de um módulo fotovoltaico de resistir à degradação induzida por ultravioleta. Esta sequência de teste opcional expõe as amostras de teste a 220 kWh/m2 de exposição UV (UV220), quase 15 vezes a exposição UV necessária para a certificação do produto.

Os melhores desempenhos suportam a exposição UV220 com menos de 2% de degradação na potência máxima. Módulos de alerta que degradaram mais de 5% representaram 40% das marcas testadas.

“De forma alarmante, observamos perdas de energia de dois dígitos em alguns módulos fotovoltaicos produzidos em massa e disponíveis comercialmente, indicando que esses produtos podem degradar de 10% a 16% nos primeiros três anos de operação em campo”, disse RETC.

Desempenho

Eficiência do módulo

Melhores desempenhos: Astronergy, Mission Solar, Qcells, REC Solar e Silfab Solar

A eficiência de conversão do módulo é determinada dividindo a potência máxima nominal da placa de identificação de um produto sob condições de teste padrão pela sua área de abertura total.

O RETC reconheceu fabricantes de modelos de módulos fotovoltaicos com eficiências de conversão superiores a 21% como os de alto desempenho na categoria de teste. Cerca de 56% dos módulos testados foram listados como de alto desempenho.

Modificador de ângulo de incidência

Melhores desempenhos: Dehui Solar, ES Foundry, JA Solar, JinkoSolar, Longi Solar, Meyer Burger, Qcells, Runergy, Silfab Solar e SolarSpace

O modificador de ângulo de incidência (IAM) é uma característica de desempenho que leva em conta as alterações na saída do módulo fotovoltaico com base na mudança dos ângulos do sol em relação ao plano do conjunto. Para caracterizar o IAM, o RETC realiza testes de caracterização elétrica em diferentes ângulos de incidência, variando de 0° a 90°.

Os fabricantes de modelos de módulos fotovoltaicos com um IAM superior a 88% em um ângulo de incidência de 70° foram listados como os de alto desempenho na categoria de teste.

Resistência LeTID

Melhores desempenhos: Astronergy, Gstar, JinkoSolar, Longi Solar, Runergy, SEG Solar, Silfab Solar, SolarSpace, Talesun, Trina Solar, VSUN Solar, Waaree, Yingli Solar

Tecnologias celulares relativamente novas podem sofrer degradação a longo prazo associada à exposição à luz e temperaturas elevadas. Este fenômeno, denominado degradação induzida por luz e temperatura elevada (LeTID), 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 sujeitas a 500 horas de exposição à temperatura de 75°C, seguidas de dois ciclos adicionais de 162 horas.

Os melhores desempenhos em destaque demonstraram produtos que tiveram menos de 0,5% de perda de energia após 486 horas de exposição.

Resistência da TAMPA

Melhores desempenhos: Astronergy, GEP VN, Gstar, JA Solar, JinkoSolar, Longi Solar, Meyer Burger, Qcells, Runergy, SEG Solar, Silfab Solar, SolarSpace, Talesun, Trina Solar, VSUN Solar, Waaree e Yingli Solar

A degradação induzida pela luz (LID), ou perdas de energia devido à exposição à luz solar, afeta alguns tipos de células fotovoltaicas, mas não outros. Os módulos fotovoltaicos expostos a perdas LID perdem rapidamente o desempenho durante as primeiras horas ou dias de operação antes de se estabilizarem. RETC observa que a resistência ao LID está altamente correlacionada com o tipo de célula.

O RETC exigia que os modelos de módulos fotovoltaicos suportassem a sequência LID com degradação menor ou igual a 0,5% na potência máxima.

Eficiência do módulo

Melhores desempenhos: 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 importante 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 tipo n obteve a maior pontuação com eficiência de 25,8%, seguida por um módulo de silício monocristalino com tecnologia de heterojunção, registrando uma eficiência de 22,4%.

Arquivo PAN

Melhores desempenhos: Astronergy, Gstar, JinkoSolar, Longi Solar, Qcells, Runergy, SolarSpace, Trina Solar, VSUN Solar e Yingli Solar

Os arquivos PAN são arquivos de software somente texto que caracterizam os parâmetros de desempenho do módulo fotovoltaico de acordo com a IEC 61853-1. O RETC utiliza equipamentos de última geração sob condições controladas para gerar seus arquivos PAN de terceiros, que fornecem uma caracterização independente e financeira do desempenho do módulo fotovoltaico.

“Esses pequenos arquivos fazem muito trabalho pesado no contexto da modelagem de desempenho fotovoltaico usada para informar as avaliações de viabilidade financeira do projeto”, disse RETC. “Depois de importados para software padrão da indústria, como o PVsyst, esses parâmetros de desempenho específicos do módulo verificados de forma independente permitem estimativas de produção de energia precisas e lucrativas.”

As condições de teste apresentadas foram assumidas de uma usina solar em escala de serviço público de 10 MW 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 no PVsyst de 85% ou superior.

Coeficiente de temperatura

Melhores desempenhos: Astronergy, JinkoSolar, Meyer Burger, Qcells, REC Solar, Runergy e Silfab Solar

Esta característica de desempenho é responsável pelas alterações na potência, corrente e tensão máximas do módulo fotovoltaico com base nas alterações das condições de temperatura da célula. Especificamente, o coeficiente de temperatura descreve a variação percentual na potência para cada grau Celsius (%/°C) em relação às condições de teste padrão (25°C).

Módulos com valores de coeficiente de temperatura inferiores a 0,3%/°C (absoluto) foram listados como de alto desempenho na categoria de teste.

Melhores desempenhos em geral

“Analisando os resultados dos nossos testes anuais de módulos fotovoltaicos, 8% dos modelos testados atenderam aos rigorosos padrões do RETC para nosso maior prêmio – ou seja, o reconhecimento como ‘Maior Realizador Geral’ – enquanto 14% dos modelos testados mostraram algum tipo de sinal de alerta”, disse RETC .

Melhores desempenhos (ordem alfabética): Astronergy, ES Foundry, Gstar, JA Solar, Longi Solar, Runergy, SolarSpace, Trina Solar e Yingli Solar