| Resumo: | Considerando a durabilidade de longo prazo, superior a 30 anos, dos módulos fotovoltaicos, o objetivo desta dissertação é comparar e analisar a degradação, defeitos visuais e a influência da sujidade em módulos fotovoltaicos produzidos com células solares de silício com e sem campo retrodifusor de alumínio (BSF-Al), após 77 meses de operação em um sistema fotovoltaico conectado à rede elétrica. As células solares e os 60 módulos fotovoltaicos foram produzidos em escala piloto e instalados na Universidade Petrobras, sendo 28 com células solares sem BSF e 32 com BSF-Al. Todos os módulos fotovoltaicos foram caracterizados com o auxílio de um simulador solar antes da entrada em operação e após 77 meses em operação. Avaliaram-se os defeitos por meio da análise visual e a influência da sujidade nos parâmetros elétricos dos módulos fotovoltaicos após 77 meses em operação bem como comparou-se a degradação da potência e dos demais parâmetros elétricos. Constatou-se a existência de “trilhas de caracol”, descoloração que parece uma trilha de caracol no vidro frontal, que ocorre principalmente nas bordas de todas as células solares, independente da estrutura das mesmas. Os módulos produzidos com células solares sem BSF-Al foram os que apresentaram uma maior degradação, de aproximadamente 4,7% de redução na potência no ponto de máxima potência (PMP) em 77 meses de operação. Nos módulos com células solares com BSF-Al a queda da PMP foi de apenas 0,3% por ano, inferior aos valores dos módulos comercializados. Nos dispositivos com ambos tipos de células solares de silício observou-se que a sujidade produziu uma redução na PMP de mais de 2,8%. O parâmetro elétrico mais afetado pela sujidade e degradação foi a corrente de curto-circuito, tendo sido mais afetada pela sujidade do que pela degradação.
Considering the long-term durability, higher than 30 years, of photovoltaic modules, the objective of this master thesis is to compare and analyze the degradation and the influence of soiling in photovoltaic modules produced with silicon solar cells with and without aluminum back surface field (BSF- Al), after 77 months of operation in a grid-connected photovoltaic system. The solar cells and the 60 photovoltaic modules, of wich 28 were assembled with solar cell without BSF and 32 with BSF-Al, were produced in a pilot scale and installed at the Petrobras University. All photovoltaic modules were characterized in a solar simulator after the manufacturing and after 77 months of operation. Defects were evaluated through visual analysis and the influence of soiling on the electrical parameters of photovoltaic modules after 77 months of operation was analyzed. The degradation of output power and electrical parameters of the photovoltaic modules produced with solar cells with and without aluminum back surface field were also compared. The existence of "snail trails" was found, mainly on the edges of all solar cells, regardless of their structure. The modules produced with solar cells without BSF-Al showed the highest degradation, with approximately 4.7% of reduction in the output power at the maximum power point (PMP) in 77 months of operation. In modules with solar cells with BSF-Al, the PMP drops only 0.3% per year, lower than the values of commercialized modules. In devices with both types of silicon solar cells the soiling produced a reduction in the PMP higher than 2.8%. The electrical parameter most affected by soiling and degradation was the short-circuit current and it was more affected by the soiling than by the degradation. |
