Os sistemas fotovoltaicos estão a tornar-se uma fonte cada vez mais popular de energia renovável, e por uma boa razão. São eficientes, económicos e amigos do ambiente. Contudo, como todas as tecnologias, são afectadas pelo ambiente e um dos principais factores que afectam o seu desempenho é a temperatura.
Porque é que a temperatura tem um impacto na fotovoltaica
O princípio dos sistemas fotovoltaicos é o de utilizar o efeito fotovoltaico produzido pela luz que atinge um semicondutor para converter a energia luminosa directamente em electricidade. De um modo geral, boas condições de luz no Verão produzem mais electricidade. No entanto, o calor extremo é uma história diferente.
Devido às características de temperatura do próprio módulo, um aumento da temperatura resultará numa perda de potência de saída. No Verão, quando a temperatura atinge os 35-40°C, a parte traseira do módulo pode atingir 50-70°C e a temperatura da junção de trabalho das células do módulo pode mesmo ultrapassar os 80°C. Quando a temperatura nominal de funcionamento é excedida, a eficiência da conversão fotovoltaica diminui proporcionalmente, afectando assim a eficiência da produção de energia.
Tomemos como exemplo o coeficiente de temperatura da potência do módulo PV 0,4%/°C, a potência de pico do módulo a 25°C é de 300W, depois a perda de potência de pico a 80°C = 0,4%/°C * (80-25)°C = 22%, a potência de pico de saída = 300W * (1-22%) = 234W. Assim, pode-se ver que o aumento da temperatura levará a uma grave perda de potência de saída do módulo, sob as outras condições permanecem inalteradas , o que significa que será gerada menos 22% de energia.
Para além da perda de eficiência, a temperatura também afecta a estabilidade a longo prazo da célula fotovoltaica. As altas temperaturas podem acelerar a degradação dos materiais utilizados nas células, o que pode levar a uma vida mais curta do sistema.
Que aspectos da PV são afectados pela temperatura
1. provoca uma redução na potência de saída do módulo FV
Os módulos FV têm geralmente três coeficientes de temperatura: tensão de circuito aberto, potência de pico e corrente de curto-circuito. Quando a temperatura aumenta, a potência de saída do módulo fotovoltaico diminui. O coeficiente de temperatura de pico dos módulos FV situa-se aproximadamente entre -0,38 a 0,44%/°C, ou seja, a temperatura aumenta e a potência de saída dos módulos FV diminui. Teoricamente, para cada grau de aumento de temperatura, a potência de saída da central fotovoltaica diminui cerca de 0,44%.
Em estudos práticos, foi demonstrado que as células solares de silício cristalino produzem cerca de 20% mais energia a uma temperatura de cerca de 20 graus do que a 70 graus. Por outras palavras, se o local onde a central fotovoltaica está instalada tiver condições médias de luz, mas a temperatura média anual for relativamente baixa, a sua potência é muito mais elevada do que em áreas onde a luz é demasiado forte e a temperatura é demasiado elevada.
2. afecta a vida útil do inversor e de outras peças.
Nos sistemas FV, os módulos FV têm medo do calor e o inversor também. O inversor é composto por muitos componentes electrónicos, e os componentes principais geram calor quando funcionam. O aumento da temperatura tem um grande impacto no desempenho dos componentes do inversor, e a temperatura ambiente da caixa do conversor e do inversor sob alta temperatura mais o calor emitido pelo funcionamento do equipamento é muito superior à temperatura exterior, e sem um bom ambiente de dissipação de calor, irá acelerar a decomposição e o envelhecimento dos componentes electrónicos do equipamento sob uma operação de carga quase total.
3. a formação do efeito hot spot afecta a vida dos componentes
Temperaturas locais excessivas podem produzir pontos quentes, que afectam a vida do módulo fotovoltaico. O efeito hot-spot irá, até certo ponto, danificar as células solares, com alguma da energia gerada pelas células solares iluminadas, sendo provável que sejam consumidas pelas células sombreadas, e o efeito hot spot nas centrais fotovoltaicas levará directamente a uma redução de 30% da vida útil dos módulos fotovoltaicos, o que poderá causar a falha dos módulos a longo prazo.
Durante a estação de altas temperaturas, os módulos fotovoltaicos são sombreados por excrementos de pássaros, ervas daninhas, folhas, etc. e são propensos ao efeito hot spot, quando a temperatura local dos módulos fotovoltaicos pode atingir mais de 100°C. O efeito hot spot reduzirá o desempenho do módulo fotovoltaico, resultando numa perda de potência de saída para todo o conjunto de módulos fotovoltaicos.
Conclusão
A temperatura tem um impacto significativo no desempenho e estabilidade dos sistemas fotovoltaicos. A temperatura óptima do módulo para a produção de energia é de 24-25 graus C. Embora a radiação solar esteja no seu melhor em Julho e Agosto, a produção de energia não está no seu melhor. Os meses de maior produção de energia para as centrais fotovoltaicas domésticas são Abril e Maio.
É importante gerir este efeito para maximizar a produção de energia e assegurar a fiabilidade a longo prazo do seu sistema fotovoltaico. Ao compreender a relação entre a temperatura e o desempenho fotovoltaico, podem ser tomadas várias medidas para manter os sistemas fotovoltaicos para optimizar a sua eficiência e eficácia, tornando-os uma fonte de energia renovável mais atractiva.
Como fabricante de módulos fotovoltaicos com 15 anos de experiência na indústria, a Maysun Solar tem escritórios e armazéns em vários países e regiões e estabeleceu relações estáveis e a longo prazo com muitos excelentes instaladores. Sinta-se à vontade para nos contactar para as últimas citações de módulos ou para questões relacionadas com PV.