Use este identificador para citar ou linkar para este item:
http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/29003| Título: | Degradação induzida pelo potencial em módulos fotovoltaicos de filme fino |
| Título(s) alternativo(s): | Potential Induced degradation in thin film photovoltaic modules |
| Autor(es): | Takeuchi, Renan de Oliveira Alves |
| Orientador(es): | Urbanetz Junior, Jair |
| Palavras-chave: | 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 |
| Data do documento: | 31-Mai-2022 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Curitiba |
| Citação: | TAKEUCHI, Renan de Oliveira Alves. Degradação induzida pelo potencial em módulos fotovoltaicos de filme fino. 2022. Dissertação (Mestrado em Sistemas de Energia) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2022. |
| Resumo: | 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. |
| Abstract: | Associated with the expansion of the photovoltaic sector, studies of the factors of losses in plants in operation have gained notoriety in the literature for the search for understanding the cause and solutions of the damages. The phenomenon of potential induced degradation (PID) has become notable in the last decade due to its negative influence on the performance of the photovoltaic module (PV) and mainly due to the difficulty of perception of the phenomenon, since it can be confused with the natural wear of the PV generator. In the universe of thin-film photovoltaic modules, other types of degradation are associated with the occurrence of PID, such as the electrochemical corrosion of the conductive transparent oxide (TCO) layer and the delamination of the layers. In addition, high environmental conditions such as temperature and humidity contribute as catalysts for the damage found in the assemblies. These elements, associated or not, affect the performance and reliability of the modules and the PV system in a short period of time, with significant signs of degradation ranging from 5 to 20% in the first year of operation. To avoid the occurrence of these loss factors, some procedures are adopted in order to guarantee the correct functioning of the PV system, such as galvanic isolation and functional grounding. This paper presents the PID assessment approaches and the other loss factors that are associated with the occurrence of the PID, exploring the degradation modes and analyzing the impacts on PV modules. Different topologies of PV systems were analyzed in the field, evaluating the PID detection methods and the efficiency of the technical solutions employed to prevent the PID from occurring. The theoretical approach and the practical results showed that the higher systems with a higher level of degradation than expected for the time of operation, possibly being associated with the absence of grounding and/or galvanic isolation and environmental conditions such as temperature, humidity and surface soiling. The results of the presented case studies indicate that the methodologies are effective even in the early detection of the phenomenon in thin film PV modules. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/29003 |
| Aparece nas coleções: | CT - Programa de Pós-Graduação em Sistemas de Energia |
Arquivos associados a este item:
| Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
|---|---|---|---|---|
| modulosfotovoltaicosfilmefino.pdf | 9,84 MB | Adobe PDF |  Visualizar/Abrir |
Este item está licenciada sob uma Licença Creative Commons
