Este documento discute a importância de testes de qualidade para kits de autoconsumo fotovoltaico devido aos riscos de componentes defeituosos. A Lógica E.M., S.A. desenvolveu testes para módulos, inversores e estruturas de fixação para avaliar a qualidade antes da instalação. Defeitos como microfraturas nas células podem reduzir significativamente o desempenho, com impactos maiores em sistemas menores. Garantir a qualidade dos componentes e manutenção preventiva é essencial

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case-study
preço e qualidade dos sistemas
de autoconsumo fotovoltaico
duas incógnitas na mesma equação
Esta“equação”não é de fácil resolução.Ocorre que
uma solução baseada em tentativa-erro (quando
uma marca/modelo não satisfaz, é alterada numa
próxima instalação) é, muitas vezes, a opção
escolhida por muitos instaladores/distribuido-
res/promotores. A escolha dos produtos/marcas
baseiam-se em certificados de produto, relató-
rios de auditorias a unidades de produção e/ou
referências de instalações feitas noutras geografias.
Acontece que cada instalação fotovoltaica é
singular, tem caraterísticas próprias, uma geogra-
fia de implementação única e o transporte dos
materiais que é feito até ao local da instalação
que é igualmente único.
A qualidade dos kits de autoconsumo
fotovoltaico
O mercado português já comercializa kits de
autoconsumo desde o ano passado.Ao contrário
do regime anterior (de microprodução),hoje em
dia já é possível ao consumidor comprar um kit
de autoconsumo ao estilo “instale você mesmo”,
estes, regra geral com potências compreendidas
entre 200 W e 1500 W.
Nesta área dos kits de autoconsumo são tam-
bém introduzidos diferentes tipos de equipamen-
tos que, até à data, ainda não se encontravam
largamente difundidos no circuito comercial – os
microinversores.
Dada a ampla oferta de mercado surge a
necessidade de um revendedor escolher deter-
minado produto e em detrimento de outro, o
que nem sempre é fácil. Quais os critérios a
seguir – o preço? a garantia? a qualidade? e como
aferir a qualidade do produto?
Testes de laboratório desempenham um
papel fundamental na avaliação da qualidade dos
produtos (painéis fotovoltaicos, inversores/micro-
-inversores e estruturas de fixação), e consequen-
temente na escolha de um determinado produto
(marca/modelo).A Lógica E.M.,S.A.desenvolveu um
conjunto de testes especialmente dedicado aos kits
de autoconsumo:
• Módulos Fotovoltaicos – validação dos parâ-
metros elétricos (P, I e U), isolamento elé-
trico (teste a corrente de fuga), verificação
da integridade estrutural, entre outros;
• Inversores – validação do parâmetro eficiên-
cia (%η) do inversor;
• Estrutura de Fixação – teste à resistência da
estrutura numa simulação de ventos ascen-
dentes na qual a estrutura e o(s) módulo(s)
são montados tal como num contexto real
de operação.
Numa grande instalação, apenas um módulo
defeituoso torna-se possivelmente impercetí-
vel. Porém, numa instalação de autoconsumo
de pequena dimensão (até 1500 W), onde a
quantidade de módulos poderá oscilar entre 1
e 6 unidades, o impacto de um módulo defei-
tuoso pode ter consequências devastadoras.Do
ponto de vista do consumidor final, a implicação
deste efeito recai, muitas vezes, sobre a entidade
que vendeu o produto e não sobre a marca,
podendo gerar um efeito de “bola de neve” na
propagação de uma opinião negativa.
Com a introdução do Decreto-Lei n.º 153/
2014,de 20 de outubro,a possibilidade de instalar
Unidades de Produção deAutoconsumo (UPAC)
entre 1500 W e 1 MW passou também a ser
uma possibilidade. Quando a instalação atinge a
dimensão de 1 MW,a quantidade de painéis foto-
voltaicos em causa é de cerca de 4000 unidades.
Dependendo da tipologia do transporte poderão
estar em causa 4 contentores de painéis fotovol-
taicos e nestes casos, a verificação da qualidade
dos sistemas já tem uma abordagem diferente.
Em termos de balanço de componentes do
sistema, os módulos fotovoltaicos são os com-
ponentes que representam a quantidade mais
significativa. A possibilidade de realizar testes de
validação dos parâmetros elétricos (e outros) dos
módulos no local de descarga é uma mais valia
que reforça uma performance fiável da UPAC.
A importância de garantir a qualidade
É sabido que os módulos fotovoltaicos no cir-
cuito comercial são todos certificados, além das
suas unidades de produção serem alvo de audito-
rias e inspeções rigorosas.
No entanto, o facto de um módulo estar cer-
tificado não atua por si só como uma garantia de
que no momento em que é instalado, se encon-
tra nas mesmas condições em que se encontrava
quando saiu da unidade de produção.Desde este
ponto até chegar ao local da instalação pode estar
sujeito a variadas adversidades relacionadas com o
manuseamento, acondicionamento e transporte.
Por vezes, um preço baixo não implica necessariamente um produto de qualidade, mas outras vezes
sim. Já por outro lado é habitual associar-se um preço elevado a um produto de qualidade, mas por
vezes a qualidade também fica muito aquém comparativamente ao preço que se paga.
Hugo Silva
Logica E.M., S.A.

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case-study
Um dos defeitos mais comuns são as microfraturas das células (muitas
vezes denominadas de micro-cracks). Estas podem ter origem em esforços
mecânicos e stress térmico. Este tipo de defeitos não é percetível ao olho
humano,sendo apenas detetável quando pelo módulo passa corrente elétrica
e este emite radiação na região do infravermelho (efeito eletroluminescência)
e esta é captada por uma câmara com um sensor ótico específico.As micro-
fraturas podem levar a uma diminuição abrupta da performance dos módu-
los e originar os pontos
quentes (também deno-
minados de Hot-Spots).
Considerando um caso
real de testes realiza-
dos pela Lógica E.M.,
S.A., num determinado
módulo (novo) com 96
células, apenas 2 células
afetadas com diversas
microfraturas provoca-
ram um desvio supe-
rior a 10% na potência
máxima do módulo em
causa.
Existem ainda outros defeitos relacionados com caixas de junção dos
módulos (em 2013, mais de 600 000 módulos com caixas de junção defei-
tuosas provocaram inúmeros incêndios por autoignição); degradação pre-
coce das soldaduras, infiltrações de humidade nos módulos (que levam à
corrosão de diversos componentes), módulos off-spec (rotulagem errada
dos parâmetros elétricos dos módulos).
Outro problema que tem vindo a ser mais recorrente nos módulos foto-
voltaicos (e este revela-se durante a operação numa central) é o PID –
– Potential Induced Degradation. Habitualmente este fenómeno ocorre em
módulos de strings que operam com tensões elevadas (próximas dos 1000V).
Apesar de ainda não existirem conclusões definitivas, este fenómeno pode
ter duas origens: diferenças de potencial negativas entre as células e a terra
(que origina uma acumulação de cargas positivas nas células) e corrosão do
vidro (devido às altas tensões) libertando iões de sódio que acabam por
danificar o encapsulante e afetar as células ao nível da junção p-n e impe-
dindo o fluxo normal de corrente. Conforme testes realizados já em 2013
a uma amostra significativa de módulos certificados contra os efeitos de
PID, mesmo estes não revelaram a resistência prevista a este efeito. Foram
observadas degradões de potência superiores a 60% ao fim de 150 horas
de teste.
A qualidade dos materiais constituintes dos módulos (principalmente,
as células, encapsulante e vidro) é fulcral para determinar a resistência dos
módulos a este efeito.
O efeito PID pode, no entanto, ser reversível. Importa notar que a rever-
sibilidade deste efeito pode ter a mesma duração do que o intervalo de
tempo necessário para se tornar pronunciável. Existem atualmente duas
formas de mitigar este efeito: uma, consiste em ligar o pólo negativo do
inversor à terra, o outro consiste em induzir tensões positivas (próximas
do Vmpp das strings) durante a noite – existem já equipamentos no mer-
cado que desempenham esta função.
Ações preventivas de valor inestimável
Apesar de ainda não ter sido referido neste artigo, uma instalação sem um
programa de OM adequado, é o mesmo que uma instalação deixada ao
abandono.
Depois de assegurada a qualidade dos equipamentos previamente à
instalação, a manutenção preventiva está na linha da frente para a dete-
ção de falhas no sistema (por exemplo, deteção de strings com produção
abaixo do expectável). Após o processo de deteção importa proceder-se
à identificação e diagnóstico. Neste momento a análise módulo a módulo é
fundamental para que próximos passos possam ser seguidos – substituição
dos módulos afetados através de peças de substituição,garantia ou seguros.
Apesar de em Portugal a expansão mais pronunciada do setor foto-
voltaico ter começado apenas há cerca de 6/7 anos (com altos e baixos),
considera-se que ainda se trata de um setor com um longo percurso de
amadurecimento pela frente. Por outro lado, com a introdução do novo
quadro legislativo no âmbito do autoconsumo,espera-se que o setor venha
a expandir-se novamente, e consequentemente, ocorra uma introdução de
novos produtos no mercado.
Só ao longo dos últimos 2 a 3 anos é que a quantidade de instalações
a revelarem problemas tem vindo a tornar-se mais pronunciada. O desco-
nhecimento da existência de um laboratório fotovoltaico acreditado em
Portugal, aliado ao desconhecimento dos fenómenos que estão na base
das falhas dos sistemas, leva a que as devidas ações preventivas não sejam
tomadas. Estas ações têm uma relação custo-benefício altamente vantajo-
sas para quem investe em centrais fotovoltaicas que, em última instância,
levam a que o retorno do investimento seja efetivamente cumprido den-
tro do prazo previsto.
Logica E.M., S.A.
Tel.: +351 285 254 249
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