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Efeito Hotspot: Causas, Formas de Mitigar e Painéis com Menos Impactos

O efeito hotspot é um fenômeno que ocorre no uso diário de painéis solares. Esse efeito pode impactar tanto nos painéis quanto no sistema de geração solar como um todo. Portanto, é crucial compreender suas origens e formas de mitigar para uma operação suave e eficiente do sistema.

Continue lendo; dominar este assunto pode obter o melhor valor para o seu equipamento e construir confiança durante as interações de vendas.

Qual é o efeito hotspot nos painéis solares? O que causa isso?

O nome retrata vividamente sua definição.

O efeito hotspot refere-se a áreas localizadas de superaquecimento na superfície de células solares individuais dentro de um painel solar. Este fenômeno ocorre quando certas células de um painel geram menos eletricidade do que outras células, levando a um desequilibrado circuito do painel. 

Dentro do circuito desequilibrado, normalmente em conexão em série, as células com baixo desempenho tornam-se 'polarizadas reversamente', o que dissipar parte da energia das células adjacentes como calor em vez de convertendo-o em eletricidade.

Inspecionando pontos de acesso em painéis solares usando câmera de imagem térmica

Abaixo estão vários fatores que contribuem para a formação de pontos de acesso em painéis solares:

  • Sombreamento: Esta é uma causa muito comum. Objetos como árvores, edifícios ou outras estruturas altas podem projetar sombras em partes de um painel. Isto resulta em geração inferior em células sombreadase, em seguida, os pontos de acesso.
  • Acúmulo de sujeira e poeira: Quando vários resíduos se acumulam na superfície dos painéis solares e impedem que a luz solar atinja as células, as células funcionam de forma ineficiente, levando ao aumento da temperatura e à formação de hotspots.
  • Defeitos de material e fabricação: Se houver desvios nos materiais de fabricação das células e imperfeições durante o processo de fabricação, como soldagem inadequada, poderá ocorrer efeito de ponto quente.
  • Design de resfriamento ruim e condições climáticas extremas: Um sistema de energia solar deve ser integrado com mecanismos adequados de ventilação ou resfriamento para manter uma temperatura ambiente adequada para a operação eficiente dos painéis. Projeto de resfriamento deficiente quando acompanhado de condições climáticas extremas, por exemplo, 'tecelagem quente', pode exacerbar a formação de hotspots.

Quais são os impactos do efeito Hotspot?

As consequências do efeito hotspot nos painéis solares são multifacetadas.

  • Eficiência e produção reduzidas: Seguindo o princípio de funcionamento das conexões em série, os pontos de acesso podem reduzir significativamente a eficiência e a produção do painel solar, pois o desempenho do painel é afetado pelas células afetadas. Numa perspectiva mais ampla, as células e painéis afectados influenciarão subsequentemente o desempenho do sistema, especialmente se não estiverem equipados com otimizadores ou microinversores.
  • Dano físico: Não é apenas uma causa do efeito hotspot, mas também um impacto do próprio efeito. A exposição prolongada a altas temperaturas pode causar danos físicos às células e à estrutura do painel, incluindo o derretimento da solda e a quebra do vidro protetor. Em certos casos, pode induzir falhas permanentes no painel.
  • Envelhecimento Acelerado: A temperatura mais elevada causada por pontos quentes pode resultar numa degradação mais rápida dos materiais das células e painéis. Por exemplo, o polímero utilizado na camada de encapsulamento ou o silício nas células podem degradar-se mais rapidamente.
  • Segurança para Pessoas e Propriedades: Similar ao fuga térmica nas baterias de iluminação pública solar ao ar livre, o efeito hotspot pode manter a temperatura localizada acima de 100°C e dar origem a graves riscos de segurança, como incêndios, representando um risco não apenas para as pessoas próximas, mas também para os bens e propriedades.
Imagem de pontos de acesso em células solares
Wang, A. e Xuan, Y. (2021). Exame minucioso de pontos quentes localizados em módulos fotovoltaicos. Conversão e Gestão de Energia, 234, 113959.

Quais são as maneiras de mitigar o efeito hotspot?

Para mitigar o efeito hotspot e minimizar as perdas, diversas estratégias podem ser empregadas, explicadas a seguir:

  • Usando painéis com diodos de bypass: Além de adquirir painéis fabricados com materiais de qualidade e técnicas de fabricação consistentes, certifique-se de que os produtos sejam projetados com diodos de bypass, que são dispositivos elétricos que funcionam em conjunto com diferentes grupos de células dentro de um painel. Eles podem ajudar a reduzir o risco do efeito hotspot, permitindo que a eletricidade ignorar as células sombreadas ou afetadas.
  • Projeto e instalação adequados: Um sistema de geração solar com projeto e instalação adequados garante que os painéis fiquem expostos ao máximo de luz solar com menos sombreamento. Além disso, a ventilação adequada com fluxo de ar adequado pode diminuir a gravidade do efeito hotspot, caso ele ocorra.
  • Manutenção regular: A limpeza regular de painéis solares com kits de limpeza ou robôs pode remover o acúmulo de sujeira, poeira ou excrementos a tempo e pode evitar a formação de pontos de acesso.
  • Monitoramento preciso: A imagem térmica usando drones é um meio preciso e direto para detectar e localizar potenciais pontos de acesso em painéis solares. Embora eficaz, este serviço pode não estar imediatamente disponível em algumas regiões. No entanto, as câmeras termográficas portáteis podem oferecer uma noção básica de possíveis pontos de acesso. Eles normalmente custam cerca de $ 100-300. Outro meio indireto de solucionar problemas de painéis potencialmente afetados é aproveitar os dados fornecidos por otimizadores ou microinversores conectados aos painéis.

Existe algum painel que tenha menos efeito de ponto de acesso?

Devido à natureza dos circuitos elétricos, o efeito hotspot é um problema comum em painéis solares. Mas de fato existem alguns tipos de produtos de painel que apresentam menos efeito, preservando uma eficiência e produção mais estáveis.

Painéis Solares Brilhantes

Além de apresentar uma aparência esteticamente mais atraente, os painéis solares em telhas também são conhecidos por seu design premium, que tem células cortadas em tiras e sobrepostas como telhas, permitindo um fluxo de eletricidade mais flexível e impacto reduzido do efeito hotspot no desempenho geral. .

Tecnologia de painel solar de meio corte

De alguma forma semelhante ao conceito de painéis solares em telhas, ao dividir a célula solar cristalina tradicional ao meio, os painéis solares cortados pela metade diminuem a resistência latente causada por pontos de acesso dentro do painel. Consequentemente, o impacto no desempenho global do painel é minimizado.

Painéis solares com revestimentos antirreflexos aprimorados

A adoção de revestimentos anti-reflexos (ARCs) em painéis solares pode melhorar a absorção de luz em toda a superfície do painel solar. Isso ajuda a distribuir a luz solar recebida de maneira mais uniforme e a manter uma temperatura celular mais consistente em todo o painel do que produtos sem ARCs.

Resumindo

Compreendendo as causas e impactos do efeito hotspot em painéis solares constrói a base para uma operação eficaz dos seus painéis e sistema, desde que prolongue a vida útil do seu equipamento.

Ao comunicar profundamente o conhecimento dos hotspots aos seus clientes, você pode fazer com que eles percebam o valor dos produtos premium com mais facilidade.

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