Degradação induzida pelo potencial em módulos fotovoltaicos de filme fino

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Takeuchi, Renan de Oliveira Alves
• Orientador(a): Urbanetz Junior, Jair
• Banca de defesa: Tiepolo, Gerson Maximo , Urbanetz Junior, Jair , Nascimento, Lucas Rafael do
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Tecnológica Federal do Paraná; Curitiba
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Sistemas de Energia
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Filmes finos; Sistemas de energia fotovoltaica; Eletroquímica - Corrosão; Umidade; Confiabilidade (Engenharia); Instalações elétricas; Thin films; Photovoltaic power systems; Electrochemistry - Corrosion; Humidity; Reliability (Engineering); Electric wiring
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::SISTEMAS ELETRICOS DE POTENCIA
• Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/29003

Associado a expansão do setor fotovoltaico, estudos dos fatores de perdas apresentados em plantas em operação ganharam notoriedade na literatura pela busca do entendimento da causa e soluções dos danos. O fenômeno da Degradação Induzida pelo Potencial (do inglês Potential Induced Degradation – PID) tornou-se notável na última década em razão da sua influência negativa no desempenho do módulo fotovoltaico (FV) e principalmente pela dificuldade de percepção do fenômeno, visto que pode ser confundido com o desgaste natural do gerador FV. No universo de módulos fotovoltaicos de filme fino outros tipos de degradação estão associados com a ocorrência do PID, como a corrosão eletroquímica da camada de Óxido Transparente Condutivo (TCO) e a delaminação das camadas. Além disso, as condições ambientais elevadas como a temperatura e umidade contribuem como catalisadores dos danos encontrados nos módulos. Estes elementos, associados ou não, afetam o desempenho e a confiabilidade dos módulos e do sistema FV em um curto espaço de tempo, tendo sinais expressivos de degradação que variam de 5 a 20% já no primeiro ano de operação. Para evitar a ocorrência destes fatores de perda, alguns procedimentos são adotados a fim de garantir o correto funcionamento do sistema FV, como a isolação galvânica e o aterramento funcional. Este trabalho apresenta as abordagens de avaliação do fenômeno PID e dos demais fatores de perda que estão associados a ocorrência do PID, explorando os modos de degradação e analisando os impactos em módulos FV. Diferentes topologias de sistemas FV foram analisadas em campo, avaliando os métodos de detecção do PID e a eficiência das soluções técnicas empregadas para impedir a ocorrência do PID. A abordagem teórica e os resultados práticos mostraram que os sistemas analisados apresentaram níveis de degradação acima do esperado para o tempo de operação, estando associados possivelmente a ausência do aterramento funcional e/ou o isolamento galvânico e as condições ambientais como a temperatura, a umidade e a sujidade na superfície. Os resultados dos estudos de caso apresentados indicam que as metodologias são eficazes inclusive na detecção precoce do fenômeno em módulos FV de filme fino.