Novos testes são essenciais para entender as altas taxas de quebra em vidros finos de módulos solares fotovoltaicos, aponta relatório

Quebras de vidros nos painéis solares

Um relatório recente do Programa de Sistemas de Energia Fotovoltaica da Agência Internacional de Energia (IEA PVPS) destaca a urgência de desenvolver novos métodos de teste para compreender as elevadas taxas de quebra em vidros finos usados em módulos fotovoltaicos (PV) modernos.

Essa fragilidade, ainda pouco estudada, pode comprometer a eficiência e a longevidade dos sistemas solares.

O estudo, que examinou diversos modos de degradação e falhas em tecnologias de células e módulos PV, revelou que a adoção de vidros mais finos (≤2 mm) tem levado a taxas de quebra alarmantes.

Em alguns casos, parques solares recentes com módulos de vidro-vidro de 2 mm apresentaram taxas de quebra de até 10%. Um exemplo citado no relatório mostra que, em nove meses de exposição, metade dos módulos bifaciais de 2 mm montados em estruturas fixas e rastreadores sofreram quebra do vidro.

Falta de padrões e controle de qualidade

O relatório indica que não há uma causa única identificada para as quebras. Uma das razões é a ausência de métodos padronizados para medir a tensão compressiva em vidros finos. Além disso, os testes de quebra atualmente utilizados não são adequados para esse tipo de material.

Outro ponto preocupante é a falta de padrões para verificar a qualidade do vidro fino fornecido para aplicações em módulos PV. “A falta de controle de qualidade pode explicar por que as quebras ocorrem com mais frequência em certos casos. O aumento contínuo do tamanho dos módulos e a redução da altura das molduras também contribuem para o aumento da tensão no vidro”, explicam os autores.

Testes atuais são insuficientes

O teste de carga mecânica previsto na norma IEC 61215, por exemplo, não consegue detetar essa vulnerabilidade. Segundo o relatório, seria necessário testar dezenas de módulos simultaneamente, em vez de apenas um, para avaliar a taxa de falha.

Atualmente, apenas um grande número de testes na posição final de montagem pode revelar a estabilidade dos módulos com vidro fino.

Desafios com materiais encapsulantes

O relatório também alerta para a necessidade de novos métodos de teste para os materiais encapsulantes usados nos módulos PV. Os testes padronizados atuais, como os da IEC 61215, focam principalmente no desempenho elétrico e não avaliam adequadamente a estabilidade dos materiais poliméricos usados nos encapsulantes.

“Muitos módulos PV no campo apresentam danos no material de laminação. Stresses combinados, como mudanças de temperatura, humidade e radiação UV, podem revelar caminhos de degradação relacionados aos polímeros. Para esses modos de degradação, novos testes de envelhecimento combinado são necessários”, destaca o documento.

Impacto na confiabilidade e sustentabilidade

Marc Köntges, um dos autores principais do relatório, ressalta a importância das descobertas: “O novo relatório destaca fatores-chave que impactam a confiabilidade das tecnologias solares avançadas. Identificamos mecanismos comuns de falha e fornecemos insights para melhorar a confiabilidade e eficiência a longo prazo. Essas descobertas abrem caminho para soluções de energia solar mais robustas e sustentáveis, apoiando a transição para energias mais limpas em todo o mundo.”

Clique aqui para ver o relatório completo do IEA PVPS Task 13.

O que isso significa para o setor solar?

A indústria solar enfrenta um desafio crítico: garantir que os avanços tecnológicos, como o uso de vidros mais finos, não comprometam a durabilidade dos módulos solares. A falta de testes adequados e padrões claros pode levar a custos adicionais e perda de confiança por parte dos consumidores.

Para superar esses obstáculos, especialistas recomendam investimentos em pesquisa e desenvolvimento de novos métodos de teste, além de uma maior colaboração entre fabricantes, institutos de pesquisa e órgãos reguladores.

A criação de padrões internacionais para vidros finos e materiais encapsulantes é um passo essencial para garantir a confiabilidade e a sustentabilidade dos sistemas fotovoltaicos no futuro.

Enquanto isso, os proprietários de usinas solares devem estar atentos aos riscos associados aos módulos com vidros finos e considerar a realização de testes adicionais para avaliar a estabilidade dos materiais antes da instalação em larga escala.