Painéis solares residenciais são frequentemente vendidos com empréstimos ou arrendamentos de longo prazo, com os proprietários firmando contratos de 20 anos ou mais. Mas quanto tempo os painéis duram e quão resilientes eles são?
A vida útil do painel depende de vários fatores, incluindo clima, tipo de módulo e sistema de rack utilizado, entre outros. Embora não haja uma "data final" específica para um painel em si, a perda de produção ao longo do tempo frequentemente força a desativação de equipamentos.
Ao decidir se você manterá seu painel funcionando por 20 a 30 anos no futuro ou se buscará uma atualização naquele momento, monitorar os níveis de saída é a melhor maneira de tomar uma decisão informada.
Degradação
A perda de produção ao longo do tempo, chamada degradação, normalmente fica em torno de 0,5% ao ano, de acordo com o Laboratório Nacional de Energia Renovável (NREL).
Os fabricantes normalmente consideram 25 a 30 anos como um ponto em que já ocorreu degradação suficiente para considerar a substituição de um painel. O padrão da indústria para garantias de fabricação é de 25 anos para um módulo solar, afirmou o NREL.
Considerando a taxa de degradação anual de referência de 0,5%, um painel de 20 anos é capaz de produzir cerca de 90% de sua capacidade original.
A qualidade dos painéis pode ter algum impacto nas taxas de degradação. O NREL relata que fabricantes premium como Panasonic e LG apresentam taxas de degradação de cerca de 0,3% ao ano, enquanto algumas marcas apresentam taxas de degradação de até 0,80%. Após 25 anos, esses painéis premium ainda podem produzir 93% de sua produção original, e o exemplo com maior degradação pode produzir 82,5%.
(Ler: "Pesquisadores avaliam degradação em sistemas fotovoltaicos com mais de 15 anos“)
Uma parcela considerável da degradação é atribuída a um fenômeno chamado degradação induzida por potencial (PID), um problema enfrentado por alguns painéis, mas não por todos. A PID ocorre quando o potencial de tensão e a corrente de fuga do painel influenciam a mobilidade iônica dentro do módulo, entre o material semicondutor e outros elementos do módulo, como o vidro, a montagem ou a estrutura. Isso faz com que a capacidade de saída de energia do módulo diminua, em alguns casos significativamente.
Alguns fabricantes constroem seus painéis com materiais resistentes a PID em seus vidros, encapsulamento e barreiras de difusão.
Todos os painéis também sofrem uma degradação induzida pela luz (DIL), na qual perdem eficiência nas primeiras horas de exposição ao sol. A DIL varia de painel para painel com base na qualidade das pastilhas de silício cristalino, mas geralmente resulta em uma perda única de eficiência de 1% a 3%, afirmou o laboratório de testes PVEL, da PV Evolution Labs.
Intemperismo
A exposição às condições climáticas é o principal fator responsável pela degradação dos painéis. O calor é um fator-chave tanto no desempenho em tempo real quanto na degradação ao longo do tempo. O calor ambiente afeta negativamente o desempenho e a eficiência dos componentes elétricos.de acordo com NREL.
Ao verificar a ficha de dados do fabricante, é possível encontrar o coeficiente de temperatura de um painel, o que demonstrará a capacidade do painel de funcionar em temperaturas mais altas.
O coeficiente explica quanta eficiência em tempo real é perdida a cada grau Celsius acima da temperatura padrão de 25 graus Celsius. Por exemplo, um coeficiente de temperatura de -0,353% significa que para cada grau Celsius acima de 25, 0,353% da capacidade total de produção é perdida.
A troca de calor causa a degradação do painel por meio de um processo chamado ciclo térmico. Quando está quente, os materiais se expandem e, quando a temperatura cai, eles se contraem. Esse movimento causa a formação lenta de microfissuras no painel ao longo do tempo, reduzindo a produção.
Em seu anualEstudo do Cartão de Pontuação do MóduloA PVEL analisou 36 projetos solares em operação na Índia e encontrou impactos significativos da degradação térmica. A degradação média anual dos projetos foi de 1,47%, mas os painéis localizados em regiões montanhosas mais frias apresentaram quase metade dessa taxa de degradação, 0,7%.
Uma instalação adequada pode ajudar a lidar com problemas relacionados ao calor. Os painéis devem ser instalados alguns centímetros acima do teto, para que o ar convectivo possa fluir por baixo e resfriar o equipamento. Materiais de cores claras podem ser usados na construção dos painéis para limitar a absorção de calor. E componentes como inversores e combinadores, cujo desempenho é particularmente sensível ao calor, devem ser localizados em áreas sombreadas.sugeriu CED Greentech.
O vento é outra condição climática que pode causar danos aos painéis solares. Ventos fortes podem causar flexão dos painéis, o que é chamado de carga mecânica dinâmica. Isso também causa microfissuras nos painéis, reduzindo a produção. Algumas soluções de rack são otimizadas para áreas com ventos fortes, protegendo os painéis de fortes forças de elevação e limitando microfissuras. Normalmente, a ficha técnica do fabricante fornece informações sobre os ventos máximos que o painel é capaz de suportar.
O mesmo se aplica à neve, que pode cobrir os painéis durante tempestades mais fortes, limitando a produção. A neve também pode causar uma carga mecânica dinâmica, degradando os painéis. Normalmente, a neve desliza dos painéis, pois eles são escorregadios e esquentam, mas em alguns casos, o proprietário pode decidir remover a neve dos painéis. Isso deve ser feito com cuidado, pois arranhar a superfície de vidro do painel teria um impacto negativo na produção.
(Ler: "Dicas para manter seu sistema solar de telhado funcionando a longo prazo“)
A degradação é uma parte normal e inevitável da vida útil de um painel. Instalação adequada, remoção cuidadosa da neve e limpeza cuidadosa do painel podem ajudar na produtividade, mas, em última análise, um painel solar é uma tecnologia sem partes móveis, exigindo pouquíssima manutenção.
Padrões
Para garantir que um determinado painel tenha uma vida útil longa e opere conforme o planejado, ele deve ser submetido a testes de conformidade para certificação. Os painéis estão sujeitos aos testes da Comissão Eletrotécnica Internacional (IEC), que se aplicam a painéis monocristalinos e policristalinos.
EnergySage disseOs painéis que atendem à norma IEC 61215 são testados quanto a características elétricas, como correntes de fuga úmidas e resistência de isolamento. Eles são submetidos a um teste de carga mecânica, tanto para vento quanto para neve, e a testes climáticos que verificam a vulnerabilidade a pontos quentes, exposição a raios UV, umidade e congelamento, calor úmido, impacto de granizo e outras exposições externas.
A IEC 61215 também determina as métricas de desempenho de um painel em condições de teste padrão, incluindo coeficiente de temperatura, tensão de circuito aberto e potência máxima de saída.
Também comumente visto na ficha técnica de um painel é o selo do Underwriters Laboratories (UL), que também fornece padrões e testes. O UL realiza testes climáticos e de envelhecimento, além de toda a gama de testes de segurança.
Falhas
A falha do painel solar ocorre em uma taxa baixa. NRELconduziu um estudode mais de 50.000 sistemas instalados nos Estados Unidos e 4.500 globalmente entre os anos de 2000 e 2015. O estudo encontrou uma taxa média de falhas de 5 painéis em 10.000 anualmente.
As falhas nos painéis melhoraram significativamente ao longo do tempo, pois foi descoberto que os sistemas instalados entre 1980 e 2000 apresentaram uma taxa de falhas duas vezes maior que a do grupo posterior a 2000.
(Ler: "Principais marcas de painéis solares em desempenho, confiabilidade e qualidade“)
O tempo de inatividade do sistema raramente é atribuído a falhas no painel. De fato, um estudo da kWh Analytics descobriu que 80% de todo o tempo de inatividade de usinas solares é resultado de falhas nos inversores, o dispositivo que converte a corrente contínua do painel em corrente alternada utilizável. A revista pv analisará o desempenho dos inversores na próxima edição desta série.
Horário da publicação: 19/06/2024