A mais antiga matriz fotovoltaica do mundo, ainda em operação

O “Energielabor” na Universidade de Oldenburg pode ser visto como símbolo da pesquisa energética pelo mundo. Foi planejado na década de 1970, quando a crise do petróleo desencadeou uma busca por novas formas de energia. E é hoje, a mais antiga matriz fotovoltaica do mundo.

Em vez de expandir o uso da energia nuclear, os cientistas de Oldenburg se concentraram em aproveitar o vento e o sol como fontes de energia.

O grupo de pesquisa “Física das Energias Renováveis” se decidiu provar que era possível executar um laboratório alimentado inteiramente por fontes de energia renovável. Em 1982, tornou-se o primeiro edifício a entrar em operação no campus wechloy da Universidade.

Até o início da década de 1990, o “Energielabor” era objeto de quase todas as pesquisas no campo das energias renováveis em Oldenburg. Hoje o prédio é utilizado para treinamento prático, palestras e espaço para escritórios.

Dentro de alguns meses, a “Energielabor” celebrará seu 30º aniversário, mas algumas de suas instalações estão operando há muito mais tempo. Vários dos painéis fotovoltaicos estão em uso há 36 anos (2011) – um tempo recorde na Alemanha.

Os painéis solares foram fabricados pela empresa AEG-Telefunken sob o nome do produto “TSG MQ 36/0”. Na época, a sede da companhia elétrica estava localizada em Wedel, perto de Hamburgo.

Ao longo dos anos, a empresa mudou de nome várias vezes, passou para as mãos da Daimler-Benz e RWE e agora faz parte do grupo de tecnologia Schott AG e se chama Schott Solar GmbH.

Antes dos 336 módulos com uma produção nominal total de 3,5 quilowatts serem instalados na “Energielabor” em 1981, eles já estavam em funcionamento há cinco anos como parte de um projeto financiado pelo Ministério da Educação e Pesquisa.

Hoje, os módulos da “Energielabor” constituem a mais antiga matriz fotovoltaica desse tamanho na Alemanha.

O “Energielabor” oferece, portanto, condições ideais para observar a vida útil das células solares. Como quase não há outras instalações deste tamanho e idade na Alemanha, há falta de informação sobre a eficiência econômica das matrizes fotovoltaicas. Eles geralmente são considerados com uma vida útil média de 25 anos. Veja guia aqui.

Quase todos os cálculos de eficiência econômica utilizados para o planejamento do financiamento de sistemas fotovoltaicos baseiam-se nesse número. Se uma matriz fotovoltaica ficar aquém da vida útil garantida pelo fabricante, o operador do sistema enfrenta problemas financeiros e econômicos consideráveis.

Os painéis solares do “Energielabor” de Oldenburg já ultrapassaram a vida útil esperada em mais de dez anos. E ainda fornecem dados operacionais que, com base em medições precisas, atestam a qualidade não permanente em relação à produção de eletricidade.

Mas o que pode limitar a vida útil das matrizes fotovoltaicas? Há essencialmente dois fatores. Por um lado, as características dos materiais semicondutores podem alterar enquanto o sistema está em operação. Esse processo é chamado de degradação. O processo de degradação depende dos materiais utilizados.

Para a produção das células solares no silício “Energielabor” foi utilizado: um metal semicondutor clássico que é extremamente durável e mal muda suas características ao longo do tempo. Por outro lado – e esse é o principal fator que limita sua vida útil – as células solares precisam ser protegidas contra influências ambientais e conectadas ao sistema elétrico.

Isso implica o uso de componentes como revestimentos de vidro, armações e conexões de cabo que podem corroer ou rachar e, portanto, constituem os principais pontos fracos em uma matriz fotovoltaica.

A qualidade de uma matriz fotovoltaica que está em operação há algum tempo pode ser medida de várias maneiras. A princípio há a inspeção visual, que revela sinais externos de envelhecimento.

Problemas frequentes são a corrosão e o branqueamento das células, o chamado fenômeno de “browning”, no qual o material plástico encapsulando as células fica descolorido como resultado da radiação UV.

Os painéis solares também podem ser danificados como resultado da formação de bolhas nas embalagens plásticas ou degradação do plástico, bem como rachaduras no vidro e cabos corroídos.

Mas apenas medições cuidadosas realizadas em laboratório podem fornecer informações detalhadas sobre o verdadeiro estado de um módulo.

Os painéis solares são examinados em condições que são precisamente definidas, por exemplo, no que diz respeito à quantidade e distribuição espectral da irradiação no nível do módulo, bem como a temperatura celular.

Medições contínuas avaliando a saída total da matriz no “Energielabor” indicaram que ela ainda tinha um desempenho operacional muito bom quando comparada com as especificações do fabricante.

Em 2010, os pesquisadores do “Laboratório de Pesquisa em Energia e Semicondutores” decidiram investigar mais, e em novembro destacaram módulos individuais e mediram seu desempenho em laboratório.

Os resultados foram surpreendentes: proporcionando os desvios habituais das especificações do fabricante, que visam um desempenho operacional ideal pouco realista, após 35 anos de operação os módulos ainda apresentavam apenas alterações mínimas em relação aos parâmetros-chave.

Tanto a corrente de curto-circuito quanto a tensão do circuito aberto estavam apenas 3% abaixo dos valores originais, enquanto o fator de preenchimento estava, na verdade, dois por cento acima dele.

A eficiência, em última análise o fator decisivo, foi 4% abaixo dos valores especificados pelo fabricante. Mas o assunto aqui é sua longevidade, que dá o titulo a essa matéria “A mais antiga matriz fotovoltaica do mundo“.

Fonte : Oldenburg – The oldest photovoltaic array in the world still in operation (solargrid.pk)