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Especificações do painel solar: principais termos que você precisa saber

Uma folha de dados do painel solar normalmente fornece dados de especificação técnica, como potência, corrente e tensão, sob várias circunstâncias de teste. É o aspecto principal para comparar o desempenho dos painéis solares. Três padrões de condições de teste são usados ​​para medir esses parâmetros-chave, cada um com sua abordagem e contexto.

Antes de revisar mais a especificação do produto, seria melhor entender com antecedência alguns dos termos e parâmetros usados ​​para tomar a decisão que se adequa ao nosso requisito de energia.

Instalação de painel solar

Condições de teste para painéis solares: STC vs. PTC vs. NOCT

Condição de teste padrão (STC) é um padrão amplamente utilizado na indústria para testar painéis solares e suas propriedades elétricas. É impulsionado pela exigência de uma comparação justa entre os fabricantes, o que exige o desenvolvimento de um padrão amplamente aplicável. Como uma nota rodapé, o parâmetro de temperatura da célula é usado em vez da temperatura ambiente neste padrão. Este teste é realizado em condições ideais, nas quais a luz do sol está no auge, o painel é perpendicular ao sol e a temperatura ambiente é baixa o suficiente para que o superaquecimento seja improvável.

condições STC
Temperatura da célula: 25°C
Irradiância: 1000 W/m²
Massa de ar: 1.5

O STC é considerado principalmente ao calcular o tamanho do equipamento e como ele se relaciona com a potência nominal. No entanto, a classificação STC não representa todo o desempenho de um painel solar porque certos parâmetros de desempenho, como coeficiente de temperatura e sensibilidade, não são bem capturados. A classificação STC sozinha também não indica qualidade de construção e quão bem ela funciona em condições reais.

Outro conjunto de condições de teste foi criado para atender a esse requisito, conhecido como PVUSA Test Condition (PTC). PVUSA significa Photovoltaics for Utility-Scale Applications, que está sob o desenvolvimento do National Renewable Energy Laboratory (NREL). Ao contrário do STC, o PTC define a temperatura ambiente de teste e simula o aumento da temperatura da célula em velocidades de vento específicas.

condições PTC
Temperatura do ar: 20°C
Irradiância: 1000 W/m²
Velocidade do vento: 1 m/s
Massa de ar: 1.5
Testado a 10 m acima do nível do solo

A classificação PTC sempre será inferior à classificação STC devido às condições de teste mais realistas, mas pode estimar o desempenho com mais precisão, como eventos de perda de energia que podem ocorrer em tempo real. É devido ao fato físico de que, se o painel esquentar, a tensão de saída cai e a energia também. A perda de energia afeta significativamente o desempenho e se torna um recurso importante a ser considerado ao escolhendo painéis solares.

Quando as células são expostas à luz solar, sua temperatura pode subir acima da temperatura ambiente. Como a temperatura da célula afeta o desempenho em geral, é crucial identificar a temperatura de operação do painel, que é difícil de quantificar devido às variáveis ​​do ambiente. Portanto, um padrão para medir a temperatura da célula deve ser estabelecido. A temperatura operacional da célula do painel solar sob este padrão é definida como Temperatura Nominal da Célula Operacional (NOCT). Geralmente, o NOCT será aproximadamente 20-25°C mais alto que a temperatura ambiente, com uma temperatura média em torno de 45°C.

condições NOCT
Temperatura do ar: 20°C
Irradiância: 800 W/m²
Velocidade do vento: 1 m/s
Massa de ar: 1.5

Embora o NOCT não seja necessário para fins de projeto, esse parâmetro pode indicar o desempenho de um painel em diferentes condições, especialmente características térmicas. Ao comparar dois painéis com a mesma classificação STC, a classificação PTC e o NOCT podem ser usados ​​como um indicador de comparação adicional.

Qual é a eficiência e o coeficiente de temperatura de um painel solar?

A eficiência do módulo (%) está relacionada a quanta radiação absorvida pode ser convertida em eletricidade no STC. Para painéis solares, a quantidade de eletricidade produzida é uma questão de valor de eficiência e condições ambientais que afetam a quantidade de radiação recebida. No entanto, um painel mais eficiente forneceria a mesma quantidade de energia, reduzindo a dimensão do painel.

EFICIÊNCIA (%) = POTÊNCIA ELÉTRICA DE SAÍDA (W) / ENERGIA SOLAR INCIDENTE (W)

Enquanto isso, o coeficiente de temperatura (%/°C) descreve a porcentagem de perdas de potência de pico por aumento de 1°C na temperatura do STC. O coeficiente de temperatura e o NOCT podem ser usados ​​para estimar a perda de potência em condições operacionais, com a seguinte equação:

PERDAS DE ENERGIA (%) = T COEFICIENTE X (NOCT – 25ºC)

Com base nessa relação, um menor coeficiente de temperatura e NOCT levaria a uma menor perda de energia. Assim, pode-se esperar um melhor desempenho. Esta equação mostra a diferença de desempenho das operações no ambiente real em comparação com as condições ideais.

A eficiência e o coeficiente de temperatura dependem do material do módulo, tipo de célula e processo de fabricação. Além disso, esses valores estão altamente relacionados à temperatura de operação. O coeficiente de temperatura, conforme declarado anteriormente, define a quantidade de perda de energia proporcional ao aumento da temperatura. A perda de potência implicaria em redução da potência de saída, diminuindo o percentual de eficiência. Para concluir, o coeficiente de temperatura determina a eficiência de um painel em termos de quanta eletricidade é perdida sob sua temperatura de operação.

Os principais termos elétricos que você precisa saber

As relações de saída de um módulo são representadas em um gráfico chamado "curva IV". Refere-se ao valor da corrente e tensão correspondente à potência considerando a irradiância de cada condição específica de operação.

IV Curva da Radiação Solar
Gráfico: ResearchGate

Ponto de Potência Máximo (Pmax)

Pmax (W) é a saída de potência nominal máxima em STC. Como esse parâmetro é medido em condições ideais, é necessário um parâmetro comparativo que seja medido de forma relevante em condições de operação semelhantes às reais, como o PTC. A comparação do Pmax com a classificação de potência PTC nos daria uma visão geral mais abrangente do desempenho.

O gráfico acima mostra que o Pmax é alcançado logo antes da queda de tensão à medida que a temperatura da célula aumenta. É derivado do produto da corrente e tensão em certos valores conhecidos como Vmpp e Impp.

O valor Pmax pode ser menor ou maior durante a medição e pode ser diferente para cada painel, pois as células solares são feitas em lotes. Um teste massivo é realizado para medir a potência, e o painel será classificado em um grupo de faixas com base nele para segmentação de vendas. Conseqüentemente, tolerância de potência (W ou %) é definido para fornecer mais detalhes sobre o desvio de Pmax. A corrente e a tensão de operação podem diferir significativamente para a operação em cada extremidade da faixa de tolerância, determinando a saída de energia resultante.

Tensão Máxima do Ponto de Energia (Vmpp)

Vmpp (V) é a tensão onde o Pmax é alcançado. É normalmente listado na especificação do painel solar. Depende principalmente da temperatura e cairá drasticamente em um limite de temperatura específico.

Corrente Máxima do Ponto de Energia (Impp)

Impp (A) é a corrente onde o Pmax é alcançado. É normalmente listado na especificação do painel solar.

Tensão de circuito aberto (Voc)

Voc (V) é a tensão em condição sem carga. Representa a tensão máxima e é comumente usado para definir a configuração do painel solar para o número de painéis conectados em série ao inversor/controlador de carga. É importante evitar sobretensões, que podem danificar o equipamento.

Corrente de curto-circuito (Isc)

Isc (A) é a corrente em condição sem carga. Representa a corrente máxima quando ocorre o curto-circuito conectando os terminais positivo e negativo do fio. Isso é importante como uma preocupação de segurança e garante as necessidades de dispositivos de proteção, como fusíveis ou disjuntores.

Outros termos relacionados ao desempenho de um painel

Carga de vento

Carga de vento (Pa), também conhecida como carga estática máxima traseira, refere-se à quantidade de força do vento que um painel pode suportar. A força do vento é proporcional à velocidade do vento. No caso de condições climáticas extremas, a montagem do painel precisaria de atenção especial para garantir a robustez do sistema.

Carga de neve

Carga de neve (Pa), também conhecida como carga estática máxima frontal, refere-se à pressão de um peso estático de neve que um painel pode suportar. Para a área com muita neve, é recomendável usar um painel mais resistente para que não quebre com facilidade.

Palavras finais

O STC ainda é o padrão mais usado para testes de fábrica de painéis solares. Se as especificações contiverem classificações em PTC ou NOCT, pode ser uma consideração adicional comparar o desempenho geral. O teste sob condições PTC e NOCT também é recomendado para completar os dados técnicos sobre as especificações do painel solar. Algumas características, como eficiência e perda de potência, podem ser melhor descritas usando condições de teste semelhantes à operação. Também precisamos considerar os fatores ambientais e climáticos além de parâmetros técnicos, pois impactam no desempenho do painel solar e na resistência da estrutura necessária para a instalação.

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