Interrelação entre os parâmetros de desempenho e distribuição de sujidade em módulos fotovoltaicos [recurso eletronico]/Daniel Sena Braga ; orientador: Antonia Sônia Alves Cardoso Diniz

Dissertação (Mestrado) - Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. Bibliografia: f. 111-116. Atualmente, há uma grande preocupação da sociedade em promover grandes avanços na produção de energia limpa. A energia solar fotovoltaica destaca-se no mundo devido ao crescimento significativo com implantação recorde e expansão rápida para novos mercados. Apesar de todos os avanços, os módulos fotovoltaicos são instalados em locais de características diversas, sendo submetido a diferentes condições de operação, o que dá origem a vários tipos de degradação. Após um longo período, contata-se que a degradação do módulo impacta diretamente no desempenho e confiabilidade do sistema fotovoltaico como um todo. Uma importante variável que causa diretamente a perda da energia gerada pelo sistema é a deposição da sujidade na superfície dos módulos fotovoltaicos. A taxa de deposição de sujidade é diretamente proporcional a redução da energia elétrica produzida, devido a menor absorção óptica impactando diretamente no tempo de retorno dos investimentos. Conhecer o impacto da sujidade nos módulos fotovoltaicos e a relação da taxa de deposição em diferentes tecnologias de células fotovoltaicas, permite estudar possibilidades de diminuição do impacto da deposição de sujidade no retorno de investimentos. Este trabalho tem como objetivo avaliar e comparar os resultados de simulações e medições obtidas em estações de monitoramento de deposição de sujidade para as tecnologias de silício e filmes finos (telureto de cádmio). Verificou-se que as células solares do módulo de silício são extremamente sensíveis à deposição de sujidade não uniforme, apresentando um significativo aquecimento em comparação as demais células do módulo, com temperaturas superiores à temperatura de operação máxima declarada pelo fabricante. Isto confirma o fato de que células que operam sob condição de deposição de sujidade não uniforme se degradam precocemente, o que diminui a produção de energia de todo o módulo. No aspecto de desempenho, o módulo de silício apresentou perdas de produção de energia significativas. Na condição de deposição não uniforme, o ponto de máxima potência é deslocado, devido à ação dos diodos de by-pass. Este fato diminui a produção de energia do módulo e o simples fato de remover a sujidade da cobertura do módulo retorna à produção de energia para os limites esperados. O módulo de telureto de cádmio também apresentou queda de produção de energia quando submetido à deposição de sujidade, entretanto os impactos referentes a deposição de sujidade não uniforme são muito menores do que os verificados no módulo de silício. Não foi observado aumento de temperatura devido à deposição de sujidade não uniforme, como ocorreu com a tecnologia de silício. Isto indica que o módulo de telureto de cádmio responde melhor às condições de sombreamento parcial se comparado ao silício. Palavras-chave: Confiabilidade. Fotovoltaica. Sujidade. Nowadays, there is a great concern of society in promoting great advances in the production of clean energy. Photovoltaic solar power stands out in the world due to significant growth with record deployment and rapid expansion into new markets. Despite all the advances, the photovoltaic modules are installed in locations with different characteristics, being subjected to different operating conditions, which gives rise to various types of degradation. After a long period, the degradation of the module is directly impacted by the performance and reliability of the photovoltaic system as a whole. An important variable that directly causes the loss of energy generated by the system is the deposition of dirt on the surface of the photovoltaic modules. The rate of deposition of dirt is directly proportional to the reduction of the electric energy generated, due to the lower optical absorption impacting directly on the time of return of the investments. Knowing the impact of dirt on photovoltaic modules and the relation of the deposition rate in different photovoltaic cell technologies, allows to study possibilities of decreasing the impact of deposition of dirt on the return of investments. The objective of this work is to evaluate and compare the results of simulations and measurements obtained in soil deposition monitoring stations for silicon and thin film technologies (cadmium telluride). It has been found that the solar cells of the silicon module are extremely sensitive to deposition of non-uniform soil, exhibiting significant heating in comparison to the other cells of the module, with temperatures higher than the maximum operating temperature declared by the manufacturer. This confirms the fact that cells degrade early operating under non-uniform soiling deposition conditions, which decreases the energy output of the entire module. In the performance aspect, the silicon module presented significant losses of energy production. In the condition of non-uniform deposition, the point of maximum power is displaced, due to the action of the by-pass diodes. This fact decreases the power output of the module and the simple fact of removing the soiling from the module cover returns to energy production to the expected limits. The cadmium telluride module also showed a decrease in energy production when submitted to the deposition of soiling, however the impacts related to deposition of non-uniform soiling are smaller than those verified in the silicon module. No increase in temperature was observed due to deposition of non-uniform soiling, as occurred with silicon technology.Keywords: Reliability. Photovoltaic. Soiling.