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Painéis shingled vs. half-cut: semelhanças e diferenças

Painéis solares em telhas e semi-cortados são duas inovações na tecnologia de painéis solares, oferecendo melhor desempenho e eficiência.

Ao adquirir painéis premium, esses produtos provavelmente serão opções competitivas em sua lista.

O conteúdo abaixo irá guiá-lo pelas semelhanças e diferenças entre painéis de telhas e painéis semi-cortados. Assim, você poderá tomar uma decisão mais informada sobre qual tecnologia se alinha melhor às suas necessidades específicas.

Composição e Estrutura

Para um conhecimento aprofundado da tecnologia de painéis, é essencial partir dos fundamentos, nomeadamente a sua composição e estrutura.

Nem os painéis com telhas nem com meio corte empregam células solares padrão.

Painéis solares em telhas cortam células padrão em vários pedaços de pequenas tiras e sobreponha-os juntos como telhas (como mostrado em Figura 1 abaixo) em um telhado. Essas tiras de células são conectadas usando adesivo eletricamente condutor (ECA). Esta configuração resulta em lacunas minimizadas entre as células e contatos metálicos visíveis reduzidos, permitindo que mais materiais fotovoltaicos sejam expostos à luz solar.

O design sobreposto do painel solar com telhas
Figura #1 | Projeto sobreposto de painéis de telhas. | Oh, W., Jee, H., Bae, J. e Lee, J. (2022). Padrões de eletrodos sem barramento de células solares de silício cristalino para módulo fotovoltaico de alta densidade. Materiais de energia solar e células solares, 243, 111802.

Em contraste, como o nome indica, os painéis solares cortados pela metade cortam células padrão na metade, resultando no dobro do número de células por painel, sendo 120, 144 ou mais. Semelhante aos painéis padrão, essas células também são conectadas entre si com contatos metálicos por meio de soldagem.

Performance

As pequenas células em painéis de telha e semi-cortados estabelecem a base para um melhor desempenho. Ao cortar as células em pedaços menores, a corrente gerada é reduzida e, por sua vez, reduz as perdas resistivas causadas por Lei de Joule, o que contribui para uma maior célula-módulo (CTM) potência e maior eficiência.

Embora a eficiência possa variar entre modelos e fabricantes específicos, os dados mais recentes da indústria indicam que painéis de telhas e de meio corte de qualidade podem atingir a eficiência de em torno de 20% ou um pouco mais alto. Nele, painéis meio cortados pode até ser fabricado com PERC e/ou tecnologias bifaciais para alcançar um rendimento energético ainda maior. No entanto, estes tipos de combinações podem não ser facilmente realizados em produtos de telhas devido ao seu design sobreposto.

Por outro lado, os painéis solares em telhas empregam abordagens em série e paralelas para conectar as células. Isto permite que estes painéis mantenham a operação mesmo quando parte do painel está sombreada. Da mesma forma, painéis meio cortados têm um arranjo de fiação exclusivo que compreende múltiplas substrings para garantir que os painéis forneçam fonte de alimentação contínua sob condições de sombreamento. 

Ambas as tecnologias demonstram maior tolerância à sombra e são soluções ideais para locais onde o sombreamento é uma grande preocupação.

Durabilidade

Ambos os tipos de painéis inovadores são projetados para serem mais duráveis ​​e confiáveis ​​do que os tradicionais painéis celulares padrão de tamanho normal.

As unidades menores levam a uma melhor resiliência mecânica (Figura 2), o que torna esses painéis menos propensos a microfissuras e danos causados ​​por fatores externos, como ventos fortes, neve intensa e granizo. Esta maior durabilidade teoricamente leva a uma vida útil mais longa e a custos de manutenção mais baixos.

Imagens de luminescência elétrica de testes de carga em painéis meio cortados com diferentes melhorias
Figura #2 | Imagens de luminescência elétrica de teste de carga mecânica em painéis semi-cortados fabricados com receita de laser otimizada (a) e materiais encapsulantes espessos (b). | Fonte: ScienceDirect

Além disso, a propriedade de células menores em ambos os tipos de painéis resulta em menor geração de corrente por célula, o que pode ajudar a mitigar a formação de pontos quentes, retardando ainda mais a degradação dos painéis.

Aparência

Como os painéis de células tradicionais de tamanho normal, os painéis meio cortados ainda usam barramentos visíveis e outros contatos para conectar as células. Como o número de células dobra, os painéis meio cortados apresentam um padrão de grade mais denso, apresentando uma aparência profissional e convencional com acabamento segmentado.

Graças à disposição sobreposta das faixas de células e à ausência de barramentos visíveis, o design dos painéis de telha proporciona uma aparência mais uniforme e elegante, fazendo com que o painel pareça mais uma única peça contígua de material, em vez de uma coleção de células individuais.

Aplicações

Embora ambas as tecnologias de painéis tenham maior eficiência e fiabilidade em comparação com os painéis tradicionais, as suas características específicas tornam-nas mais adequadas para determinados projetos.

Painéis com telhas se destacam em contextos onde estética e alta eficiência em espaços limitados são cruciais. São uma boa opção para projetos residenciais e comerciais de alto padrão.

Painéis meio cortados, com seus equilíbrio entre custo e desempenho, são adequados para uma ampla gama de projetos, incluindo aplicações residenciais e de C&I. Esses cenários normalmente valorizam muito a relação custo-benefício e a durabilidade, além da eficiência.

Manutenção

Ambos os tipos de painéis podem ter uma complexidade de reparação ligeiramente superior em comparação com os painéis tradicionais, mas os painéis meio cortados são geralmente mais fáceis de manusear.

O design sobreposto dos painéis de telhas pode potencialmente reter umidade ou sujeira se a camada de células não estiver bem encapsulada, o que pode facilmente levar à degradação se não for mantido de forma rápida e adequada.

Além destes, os requisitos de manutenção para painéis solares com telhas e painéis solares semi-cortados são bastante semelhantes. Limpeza regular, inspeção de danos, gerenciamento de sombreamento e monitoramento de desempenho são essenciais para garantir desempenho e longevidade ideais.

Custo

As duas tecnologias de painel empregam predominantemente silício cristalino como escolha de material fotovoltaico. Sua diferença de custo decorre principalmente de seus distintos processos de fabricação.

Durante a fabricação de painéis solares em telhas, cortar células padrão em tiras é um processo mais complexo, pois produz várias peças, ao contrário dos painéis meio cortados, que são divididos em apenas dois.

Além disso, usar ECA para conectar tiras de células também é um processo complexo e caro. Todos esses fatores se resumem a custos de fabricação mais elevados, tornando os painéis de telhas mais caros do que os painéis tradicionais e de meio corte.

Embora a fabricação de painéis solares semi-cortados também exija etapas adicionais, como corte a laser e soldagem extra, seu processo de fabricação é geralmente menos complexo e caro em comparação com painéis de telhas. No entanto, eles ainda são mais caros que os painéis tradicionais.

Fornecimento do mercado

Painéis solares semi-cortados estrearam no mercado há cerca de duas décadas. Desde então, esta tecnologia passou por avanços significativos e ampla adoção. Agora, eles vêm com disponibilidade mais ampla e uma variedade de opções.

Em comparação, os painéis de telhas são relativamente mais novos e menos disponíveis.

Palavras finais

As eficiências que ambos os tipos de painéis proporcionam são impressionantes. 

Ao escolher entre os dois, considere fatores como orçamento, requisitos do projeto e fornecimento local. Se a eficiência for sua principal preocupação, você também pode compará-las com outras tecnologias de painel avançadas, como painéis PERC, bifaciais e HJT.

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