Guia técnico

PAINÉIS SOLARES

Como é o ciclo de produção de um painel solar?

Os módulos fotovoltaicos são considerados duplamente ecológicos:

1. Produzem energia verde-renovável

2. Eles podem ser reciclados

3. No final da sua vida útil, cada painel tem a possibilidade de ser reciclado para95%embora hoje os custos sejam maiores do que fabricá-los novamente, principalmente no processo de separação das células solares do encapsulante. A organização PV Cycle é responsável por promover a reciclagem de painéis na indústria por meio de pesquisas para melhorias de processos

4. Aproximadamente entre2 e 2,5 anospara que o módulo produza a mesma energia que foi utilizada para fabricá-lo (TRE).

Como é feito um painel solar?

Como mostra a imagem, na primeira fase temos o Silício químico com pureza de 99,9%.

Este silício é fundido, tornando-se um lingote monocristalino ou policristalino dependendo da velocidade do processo de cristalização. Os lingotes policristalinos são o resultado de um processo de cristalização mais rápido e descontrolado do que os lingotes monocristalinos. Eles têm alto desempenho em luz difusa, mas o desempenho geral do painel policristalino é inferior ao do painel monocristalino. Os lingotes monocristalinos podem ser do Tipo P ou do Tipo N dependendo da dopagem aplicada ao silício.

Uma vez obtido o lingote, ele é cortado, obtendo-se assim wafers. Existem diferentes tamanhos de wafers, mas deve-se levar em consideração que quanto menos painel tiver, menor será a queda de tensão.

Este wafer é então submetido a tratamentos químicos de superfície para aumentar seu desempenho:

•       Tratamentos anti-reflexos (AR)

•       Camadas adicionais, como a tecnologia PERC, para que a célula absorva a luz ultravioleta

•       Divida as células para que, se uma parte da célula for danificada (Célula quente) não afeta o funcionamento do restante.

•       Dedo fino

Terminadas as células, passamos à construção do painel. Geralmente são usadas 60 ou 72 células por painel. Se as células forem divididas, serão 120 ou 144 células divididas.

Por fim é feito o sistema completo, com todos os painéis necessários à instalação, bem como o material de suporte e cablagem.

Qual é o custo do processo de produção de um sistema solar?

A obtenção do silício, o processo de fundição e posterior cristalização para obtenção do lingote constitui 20% do custo total da cadeia de formação.

Os processos químicos aplicados para criar as células e montar o painel contribuem com 30% do custo total.

Os restantes 50% do custo são a integração do sistema, a montagem dos painéis nas estruturas de suporte, a sua ligação e o seu correto posicionamento.

Por isso a vantagem competitiva está nesta última etapa, uma vez que a criação do painel solar já tem um custo competitivo.

Que tipos de células existem?

Existem diferentes tipos de células dependendo da forma e dos tratamentos aplicados. Três tipos de células podem ser classificados: Policristalino de Contato Frontal: Essas células são diferenciadas por cantos retos e eficiências celulares entre 14-16%. Se o tratamento PERC (Passive Emiter Rear Cell) for aplicado, Split Cell ou Slim Fingers podem atingir eficiências de 18-20%

> Monocristalino de contato frontal: Essas células são diferenciadas por cantos retos e eficiências celulares entre 15-17%. Se o tratamento PERC (célula traseira do emissor passivo) for aplicado, célula dividida, dedos finos podem atingir eficiências de 19-23

Back Contact Monocristalino: Essas células são diferenciadas por cantos retos e sem dedos frontais, possuem eficiências celulares entre 15-17%. Se o tratamento PERC (célula traseira do emissor passivo) for aplicado, célula dividida, dedos finos podem atingir eficiências de 21-24%

De que depende a eficiência de uma célula solar?

A eficiência de uma célula solar e, em última análise, do painel fotovoltaico depende principalmente de 3 fatores:

-          Resposta espectral – capacidade de capturar a mais ampla faixa de comprimentos de onda da radiação solar. Por exemplo, tecnologia PERC (Célula Traseira do Emissor Passivo)Ele permite capturar as áreas azuis do espectro. 

-          Capacidade de reduzir as perdas de calor na circulação de corrente através das células. Por exemplo, redução da seção dos dedos

-          Redução da recombinação de elétrons, por exemplo, com célula traseira revestida de cobre ou redução do tamanho da célula (célula dividida) ou texturização de silício 

Qual é a diferença entre o silício plano e o silício texturizado?

Se for utilizado silício plano para os módulos, a luz incidente (I) impacta a superfície com reflexo R. R varia de 0 a 1. A luz refletida pela superfície (RI), é refletida com o mesmo ângulo que incide. Por outro lado, em uma superfície rugosa, a luz refletida (RI), pode impactar novamente a superfície do silício, reduzindo assim a reflexão R2I.

Quais são as principais inovações na fabricação de células/ painéis nos últimos 2 anos?

Nos últimos anos, foram aplicadas diferentes tecnologias nas células solares para aumentar o rendimento do painel solar. As mais destacadas são:

Split cell (células divididas): Os painéis de 72 células passam a ter 144 já que são divididos em dois. Esta nova configuração faz com que a corrente que circula por cada célula individual seja metade, reduzindo assim as perdas de calor em cada célula. Isto permite que o painel inteiro trabalhe a uma temperatura mais baixa o que aumenta o rendimento do mesmo. Esta nova configuração aumenta o rendimento do painel em cerca de 1%.

Barra multibus: Os painéis/células de contato frontal mais simples possuem 2 barramentos (condutores) por célula que são responsáveis por coletar os elétrons para conduzi-los até a saída do painel. Atualmente, cada célula possui 4 ou mais barramentos, o que reduz a recombinação de elétrons, pois a distância que os elétrons percorrem é menor. Esta tecnologia ajuda a capturar fótons e reduz a resistência em série do painel. Além disso, aumenta a eficiência do painel em 1,5%-2% Tecnologia PERC (Passive Emitter Rear Cell): Consiste em uma passivação/revestimento na parte traseira da célula que permite a captura dos fótons do aspecto azul da radiação solar. O PERC atua como um espelho e é capaz de introduzir os fótons que passariam pelo silício de volta à célula. Conseqüentemente, muitos painéis antigos são azuis, pois é a única cor visível a olho nu que não é capturada pela célula. A tecnologia PERC aumenta o desempenho em 1-3%.

Qual é a estrutura de um painel solar?

Os painéis solares de silício, independentemente da tecnologia celular que utilizam, possuem o mesmo esquema construtivo indicado a seguir:

A. De vidro temperado para obter maior resistência mecânica, especialmente ao impacto e à flexão. São baixos em ferro para evitar perdas por calor

B.      Eles são tratados com uma camada antirreflexa (revestimento AR) para reduzir o coeficiente de reflexão e aumentar a refração dos fótons. O tratamento do vidro aumenta a eficiência do painel em 3-5%.

Matriz de células: As células são interconectadas entre si através da soldagem das bus bars». O material utilizado é uma liga leve tipicamente constituída por prata ou chumbo com estanho (Sn60Pb40 ou Sn96Ag4). É um processo delicado e que uma pressão excessiva nos contactos ou um excesso de entrada de calor pode produzir fissuras.

VÉSPERA: É um polímero termoplástico com alto grau de transparência, com alta flexibilidade e boas propriedades mecânicas para embeber as células fotovoltaicas. O EVA é o principal factor da fabricação de painéis solares que afeta o PID (Power Induced Degradatio) devido à perda de isolamento elétrico ao longo do tempo.

TEDs: É assim que o fluoreto de polivinila (PVF) é comumente conhecido. É uma resina adesiva que oferece um equilíbrio ideal entre durabilidade, resistência ao desgaste e à água, bem como alta resistência ao fogo.

RTVO acrônimo é Room Temperature Vulcanization» silicone. Trata-se de um adesivo polimérico altamente utilizado na indústria para fixar a caixa de ligações ao TEDLAR. A utilização deste material reside no seu elevado grau de compatibilidade adesiva com o PVF e no seu baixo custo.

Qual a diferença entre os painéis solares bifaciais?

É importante salientar que os painéis bifaciais NÃO têm o dobro das células dos painéis monofaciais. Trata-se do mesmo painel com duas diferenças fundamentais:

-          A folha traseira ou Tedlar é substituída por uma camada de Tedlar transparente ou outro vidro(glass-glass painel solar)

-          As células estão conectadas em ambos os lados. Os ônibus de estanho circulam na parte frontal e traseira do painel solar para coletar os elétrons gerados em ambos os lados.

Qual a diferença entre células monocristalinas e policristalinas?

As células monocristalinas comportam-se melhor sob radiação direta. As policristalinas funcionam melhor em condições de radiação difusa.

Por que os painéis solares de diferentes potências têm a mesma ficha técnica?

Porque é omesmo painelcom poderes diferentes. Cada célula é classificada de acordo com a potência porflash test. Se agrupan por categorías para dar diferentes familias de potencia .