Uma equipe de pesquisadores liderada pela fabricante chinesa de energia solar Trina Solar desenvolveu uma nova abordagem para prever a degradação de campo da degradação induzida potencial (PID) para contatos passivados por óxido de túnel (TOPCon) configuração de módulo de vidro duplo com acetato de vinila de etileno duplo (EVA) como encapsulante.
“Os atuais padrões de teste de qualificação de módulos fotovoltaicos são insuficientes para avaliar o impacto abrangente da luz operacional real no efeito PID dos módulos fotovoltaicos, pois os módulos fotovoltaicos são expostos à iluminação e ao PID simultaneamente em ambientes reais”, disseram os cientistas. “A pesquisa sobre testes PID e a previsão de degradação de energia em módulos sob condições iluminadas permanecem limitadas.”
A metodologia proposta é baseada na chamada equação de Arrhenius, uma equação empírica que descreve o efeito da temperatura na velocidade de uma reação química. É a base de todas as expressões preditivas usadas para calcular constantes de taxa de reação.
Os acadêmicos utilizaram a equação para ajustar a degradação de energia em termos de data PID da câmara de teste em estado estacionário sob iluminação.
A configuração experimental compreendia módulos solares TOPCon tipo N bifaciais de vidro duplo baseados em 134 células medindo 210 mm × 182 mm e fabricados por meio da tecnologia de otimização de contato aprimorada a laser (LECO). Os painéis contavam com vidro sodo-cálcico de 2,0 mm de espessura e dois filmes frontais e dois traseiros de EVA comercial com espessura de 0,35 mm.
Eles conduziram os testes PID no Centro de Certificação Geral da China em uma câmara de teste sob diferentes condições de teste de calor úmido a 75 °C, 85 °C e 95 °C, com fonte de luz de iluminação de estado estacionário de 800 W/m². “Para garantir umidade absoluta consistente em diferentes condições de temperatura, as configurações foram ajustadas para 100% de umidade relativa a 75 °C, 75% de umidade relativa a 85 °C e 55% de umidade relativa a 95 °C”, explicaram, observando que a umidade na câmara de teste é significativamente maior do que a umidade do ambiente externo real.
Os testes incluíram as condições de alta temperatura de Hainan, na China, e da Arábia Saudita, bem como a alta umidade da energia fotovoltaica offshore. Ele mostrou que o PID em Hainan pode atingir 1,57% de degradação em um período de 30 anos, enquanto na Arábia Saudita esse valor atingiu 1,13%. Quanto à energia fotovoltaica offshore, o PID de 30 anos foi estimado em um valor muito maior de 4,01%.
“O padrão IEC61215:2021 incorpora PID baseado em recuperação de luz, mas muitos clientes permanecem inconscientes dos mecanismos subjacentes”, concluiu a Trina Solar. “Essa abordagem inovadora, que facilita a exposição simultânea ao PID e à luz, é mais prontamente adotada pelos clientes. Além disso, essa metodologia facilita a transição da indústria fotovoltaica para EVA duplo, trazendo implicações significativas para o setor.”
A nova metodologia foi introduzida no artigo “Prediction of potential induced degradation for TOPCon PV modules working in field based on accelerated stress testing“, que foi publicado recentemente na Solar Energy.
A equipe de pesquisa incluiu o CEO da Trina, Jifan Gao, bem como acadêmicos da Universidade de Nanchang, na China, e da fornecedora chinesa de fornos de vidro fotovoltaico Jiangxi Caihong Photovoltaic Co. Ltd.
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