Posso adicionar mais módulos no meu sistema fotovoltaico no futuro?

A adição de novos módulos em uma string fotovoltaica (vários módulos conectados em série) já em uso, pode ser feita, desde que sejam verificados alguns pontos importantes, que são eles:




Inversor

Quando desejamos aumentar a potência instalada do arranjo fotovoltaico, precisamos verificar o limite de potencia de saída do inversor interativo, já considerando o “superdimensionamento” do inversor. Acesse o link para descobrir mais sobre o assunto de superdimencionamento.

Outro fator que consideramos no momento de aumentar o arranjo fotovoltaico é a faixa de tensão de trabalho MPPT do inversor, ela não pode ser ultrapassada, pois saindo fora deste range o inversor tem sua produção prejudicada. Verificamos então se a adição de mais módulos no arranjo fotovoltaico não ultrapassará essa faixa de tensão.

A faixa de tensão pode ser observada no datasheet do fabricante.




Tabela 1 – Datasheet inversor Fronius Primo


Como podemos observar neste datasheet, a faixa de tensão é de 210 – 800 volts [DC].


Se esses fatores relacionados ao inversor forem satisfatórios, podemos seguir para o próximo item.





Módulos Fotovoltaicos


O módulo fotovoltaico com o tempo tem uma degradação natural, nisso ele perde eficiência ao passar dos anos.

Ao adicionar novos módulos precisamos fazer uma análise do arranjo que receberá o (s) módulo (s) novo (s), quanto a sua degradação natural, para que possamos adicionar um módulo novo próximo as características dos módulos já degradados. Vamos a um caso ilustrativo, como mostra a imagem 1.

Imagem 1 – Arranjo fotovoltaico


Supondo que temos um arranjo fotovoltaico com 6 módulos (a direita da imagem 1), que já estão em funcionamento há 1 ano, esses módulos quando novos tinham uma potência de 265 Watts cada, porém com o passar do ano eles se degradaram e teve perda de eficiência em 1% (módulos fotovoltaicos degradam 1% no primeiro ano, e 0,7% nos demais), como já se passou 1 ano, esses módulos estão operando com uma potência de 262 Watt, ou seja, perderam 1% de potência. Ao adicionarmos um módulo novo de potência 265 Watts, a energia do módulo novo tende a se rebaixar ao nível da potência dos módulos antigos (isso ocorre devido a variação de tensão e corrente entre módulos), sofrendo assim uma perda por mismatch (perda por incompatibilidade dos módulos).

Caso temos um arranjo com seis módulos de 320 Watts, e adicionarmos um módulo de 265 Watts, como mostra a imagem 2, todos os módulos de 320 Watts tendem a se rebaixarem a potência do menor módulo, como na imagem 3. Tendo uma perda por incompatibilidade muito grande.




Imagem 2 – Arranjo fotovoltaico


Imagem 3 – Arranjo fotovoltaico com rebaixamento de potência




E caso for o contrário, tivermos um arranjo com seis módulos de 265 Watts, e adicionarmos um módulo de 320 Watts, como mostra a imagem 4, apenas o módulo de 320 watts tende a se rebaixa a potência dos módulos de 265 watts, como na imagem 5. Tendo uma perda por incompatibilidade menor do que no caso anterior.



Imagem 4 – Arranjo fotovoltaico

Imagem 5 – Módulo fotovoltaico com rebaixamento de potência



A variação de potência aceitável é de mais ou menos 5 watts, pois com esta variação entre os módulos, as perdas são muito pequenas e não afeta a produção do sistema fotovoltaico.

Variações de potência maiores que 5 watts podem provocar danos aos módulos fotovoltaicos, diminuindo sua vida útil. Esses danos podem ser hot-spot (pontos quentes formados nas células fotovoltaicas), delaminação (separação entre as diferentes camadas do módulo fotovoltaico) e perda de eficiência (queda na produção).


Imagem 6 – Delaminação do módulo fotovoltaico

Imagem 7 – Hot-spot nos módulos fotovoltaicos

Imagem 8 – Hot-spot

O módulo fotovoltaico tem essa incompatibilidade quando saem de fábrica, isso ocorre por que um painel nunca tem uma potência igual ao outro. Quando são fabricados, para que seja determinada as potencias de cada um, é feito o que chamamos de Flash-Test, são feitos testes em laboratórios onde determina-se a potência de cada módulo fotovoltaico, a tolerância de potência varia de acordo com o fabricante, no caso de uma tolerância de +/- 3%, quer dizer que os módulos vendidos como sendo 265 watts pode ter 3% mais ou 3% menos de potência, por exemplo: Módulos de 265 watts podem ter potência de 257,05 até 272,95 watts. Alguns fabricantes garantem a tolerância positiva, isso quer dizer que o módulo tem tolerância de -0% até 3%, então esses módulos sempre vão entregar a potência descrita no datasheet ou 3% a mais, ou seja, módulos de 265 watts podem ter potências de 265 até 272,95 watts.



Conclusão



Concluímos então que devemos tomar os devidos cuidados quando se falamos em aumentar o arranjo fotovoltaico no futuro, para que não ocorra danos nos módulos fotovoltaicos por incompatibilidade, neste caso o fabricante não dá garantia.

Sempre busque empresas qualificadas, para garantir a melhor opção de módulo para o seu caso em especifico, cada caso é um caso, e deve ser analisado com cautela para obtermos o melhor custo benefício da tecnologia.



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