Estudo de caso da perda de eficiência energética em painéis fotovoltaicos danificados por impacto mecânico

Resumo

A energia solar fotovoltaica é um pilar da transição energética global, mas sua eficiência a longo prazo é condicionada pela degradação dos módulos devido a estresses operacionais. Rachaduras e microfissuras, muitas vezes invisíveis, representam um desafio crítico que pode comprometer significativamente a geração de energia. Neste contexto, este trabalho quantifica a perda de desempenho em módulos fotovoltaicos com danos mecânicos, utilizando uma metodologia integrada. O estudo correlaciona a análise de curvas elétricas I-V e P-V com a inspeção por termografia infravermelha para diagnosticar e mensurar o impacto dos defeitos. Todas as medições de campo foram normalizadas para a irradiância de referência de 1.000 W/m² segundo o procedimento da IEC 60891 antes de qualquer comparação. Como resultado principal, foi identificada uma perda de eficiência global de 43,4 % no arranjo testado, decomposta de forma multiplicativa em três mecanismos: 2,00 % de descasamento elétrico intrínseco à associação em série de módulos de potências distintas, 10,10 % de estresse térmico e 35,74 % de degradação física. Esta última parcela decompõe-se, por sua vez, em quedas de 10,35 % na corrente de curto-circuito, 8,41 % na tensão de circuito aberto e 21,75 % no fator de forma, o que caracteriza um aumento da resistência em série da ordem de 2,1 Ω. A eficiência de conversão do arranjo cai de 18,72 % para 10,60 %. A termografia validou o diagnóstico ao localizar os pontos quentes na região do dano mecânico, com pico de 84,2 °C.