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16/2/2016
Boletim de Qualidade SICES BRASIL: Módulos FV
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Boletim de qualidade SICES BRASIL
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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.
http://us9.campaign-archive1.com/?u=135bef7c652f26621a67fd7c7&id=47998c8c66
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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
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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.
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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
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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”.
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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.
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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 61215 for Crystalline Silicon Modules.
A IEC 61215 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 61215. 3. 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
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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 61730 - 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 61701 - 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 61345 - UV test for photovoltaic (PV) modules - Teste com radiação UV, utilizado para testar
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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,
14001 e OHSAS 18001.
· 1º fabricante de propriedade a possuir laboratório de testes compatível a IEC
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17025, aprovando todos os materiais recebidos e executando 100% dos testes
necessários da norma IEC 61215 / IEC 61730.
· Primeira fabricante a adotar ISO: TS 16949 (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
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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.
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