Por: Sanderson Aron
Engenheiro Eletricista | CREA: 2119048266RN
Os pontos quentes são uma ocorrência comum em módulos solares fotovoltaicos e geralmente são difíceis de prever ou de detectar com antecedência. Sua ocorrência pode causar problemas no funcionamento do módulo e até mesmo – dependendo da intensidade – chegar a danificar o equipamento.
MAS O QUE É UM PONTO QUENTE?
Um ponto quente nada mais é do que uma área aquecida causada por uma queda na corrente de saída em uma ou mais células de uma coluna do módulo. Sabemos que vários fatores podem causar pontos quentes:
- – Incompatibilidade de eficiência celular;
- – Microfissuras nas células;
- – Bloqueios ou sombras;
- – Variação na velocidade de degradação celular, resultando em acúmulo de calor.
Alguns pontos quentes podem ser atribuídos a problemas durante a fabricação. Já outros ocorrem durante a operação, mais provavelmente com o passar do tempo.
Assim, os pontos quentes não apenas reduzem a eficiência do módulo, mas também causam acúmulo de calor e provável incêndio. Outras consequências produzidas por eles são:
– Danos por calor: as temperaturas das células podem ir até 150°C quando ocorre um ponto quente. Os efeitos destrutivos são permanentes e irreversíveis, como quebra de células ou do vidro, derretimento de solda, fadiga do material de encapsulamento e degradação celular. Assim, é fácil concluir como os pontos quentes são uma ameaça potencial à segurança da operação e à confiabilidade do módulo;
– Redução na potência de saída: a eficiência cairá conforme a área de sombra aumenta. Quando o diodo de bypass está sendo ativado, toda a cadeia de células será ignorada, causando uma perda de até 30% na saída do módulo.
E COMO ESSE PROBLEMA É SOLUCIONADO?
Para solucionar os problemas causados por pontos quentes, as fabricantes de módulos utilizam caixas de junção com diodos de bypass instaladas em todos os módulos para protegê-los de danos.
Tradicionalmente, a maioria dos módulos usa três diodos de bypass para proteger 60 ou 72 células, ou um diodo para cada 20 ou 24 células. Estes são instalados em cadeias de células paralelas em um módulo tradicional para reduzir ou evitar pontos quentes, causados por uma polarização reversa em uma célula sombreada.
Quando a tensão reversa atinge 0,6 V, o diodo de bypass é ativado. A string inteira (incluindo células não afetadas) será ignorada. A voltagem reversa aumentará à medida que o número de células aumenta em uma string. Com isso, a célula com problema causará mais dissipação de energia e atingirá uma temperatura mais alta. Para a mesma saída, um módulo de 72 células terá uma temperatura de ponto quente mais alta em comparação com um módulo de 60 células.
TECNOLOGIAS ATUAIS PARA ELIMINAÇÃO DOS PONTOS QUENTES
Para solucionar esses problemas e eliminar o efeito de pontos quentes nos módulos, algumas empresas já desenvolveram tecnologias como a Core Technology, na qual cada célula é protegida por um diodo de bypass. Quando a corrente de uma única célula não corresponde à corrente de toda a string, essa célula tem uma tensão reversa que, quando medir mais de 0,6 V, ativará o diodo de bypass.
Como resultado, o resto das células boas não serão afetadas pela interrupção. A célula problemática consumirá menos energia gerada pelas células boas e produzirá menos calor. Enquanto isso, apenas a célula com problema será contornada e o resto das células boas continuarão a gerar energia.
Estudos realizados pela EA Solar, também fabricante desse tipo de módulo, de acordo com a IEC61215, mostrou que essa tecnologia é capaz de reduzir os riscos de segurança causados pela alta temperatura, eliminando o superaquecimento e atendendo aos requisitos de operação do módulo à temperatura a 85°C.
Outro resultado importante mostra que o módulo resistente ao sombreamento pode gerar 30% mais potência quando comparado com um módulo tradicional de 60 células e até 80% mais potência se comparado com um módulo tradicional de 72 células.
Com isso, a tecnologia Hot-Spot Free é capaz de reduzir drasticamente a temperatura nas células de ponto quente para abaixo de 85°C dos atuais 160°C num módulo comum, eliminando assim os riscos potenciais de segurança, como incêndio e degradação de material, bem como garantindo vida útil mais longa e retornos mais elevados e satisfatórios.
Além disso, essa tecnologia previne quedas bruscas na saída do módulo causadas por pontos quentes ou sombreamento do módulo e, com otimizador inteligente, reduz a incompatibilidade de corrente e tensão para aumentar significativamente o retorno geral para instalações de telhado e solo.
