Dissertação

{pt_PT=Impacto do envelhecimento das células solares no rendimento dos painéis fotovoltaicos} {} EVALUATED

{pt=A tecnologia fotovoltaica tem apresentado um papel cada vez mais preponderante no panorama energético mundial. Não obstante, existem alguns desafios que necessitam de ser ultrapassados relativos à durabilidade dos módulos fotovoltaicos. Vários fatores conduzem à sua degradação repercutindo-se numa progressiva redução da sua eficiência ao longo dos anos. Este envelhecimento depende do tipo de tecnologia fotovoltaica e das condições ambientais onde os módulos são instalados. Neste âmbito, será investigado o impacto da degradação na performance de quatro tecnologias fotovoltaicas (células de c-Si, a-Si, CIGS e orgânicas de perovskita). Para tal, foram realizados testes experimentais relativos a três situações de degradação distintas: formação de cracks, formação de bolhas e exposição em ambiente exterior. Ao longo de cada uma das etapas experimentais foi analisada a evolução dos vários parâmetros elétricos representativos da performance da célula. A par do estudo experimental foi desenvolvido um FEM de representação 3D de uma célula de c-Si com o intuito de avaliar o impacto do volume de bolhas na absorção de luz desta célula. Com base nos resultados experimentais constatou-se que o cracking afetou significativamente o desempenho de todas as tecnologias estudadas. No que toca à indução de bolhas verificou-se uma redução da conversão elétrica das tecnologias de c-Si e orgânica de perovskita. Contrariamente, a célula de a-Si manifestou-se pouco sensível ao aquecimento não sendo detetadas bolhas visíveis nem decréscimo da sua eficiência. Relativamente à simulação ótica conclui-se que, na célula de c-Si, o aumento do volume total de bolhas reflete-se numa diminuição da sua absorção. , en=Photovoltaic technology has played an increasingly important role in the global energy scenery. However, there are some challenges concerning the durability of photovoltaic modules that need to be overcome. Several factors lead to its degradation with a progressive reduction in its efficiency over the years. This aging depends on the type of photovoltaic technology and on the environment where the modules are installed. In this context, it will be investigated the impact of degradation on the performance of four photovoltaic technologies (c-Si, a-Si, CIGS and organic perovskite cells). Therefore, experimental tests of three different degradation conditions were carried out: formation of cracks, formation of bubbles and exposure in an outdoor environment. Throughout each of the experimental stages, the evolution of the electrical parameters that represent the cell performance was analyzed. In addition to the experimental study, a FEM with 3D representation of a c-Si cell was developed in order to assess the impact of the bubbles volume on the light absorption of this cell. Based on the experimental results, it is concluded that cracking affected significantly the performance of all the technologies studied. Regarding bubble induction, there was a reduction in the electrical conversion of c-Si and organic perovskite technologies. Contrarily, the a-Si cell was not very sensitive to heating and no visible bubbles or efficiency decrease were detected. With the optical simulation it is concluded that, in c-Si cell, the increase of the total bubbles volume is reflected in a decrease of its absorption. }
{pt=Absorção de Luz, Cracking, Degradação, Eficiência, Formação de Bolhas, Tecnologias Fotovoltaicas, en=Bubble Formation, Cracking, Degradation, Efficiency, Light Absorption, Photovoltaic Technologies}

Fevereiro 15, 2021, 0:0

Orientação

ORIENTADOR

Carlos Alberto Ferreira Fernandes

Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores (DEEC)

Professor Aposentado

ORIENTADOR

João Paulo Neto Torres

Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores (DEEC)

Professor Auxiliar Convidado