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5 de outubro de 2023História de uma empresa inovadora: Sunpower
Os painéis Sunpower são frequentemente considerados os melhores painéis solares do mundo – mas serão mesmo? Nesta revisão, apresentarei primeiro brevemente a empresa e o painel. A seguir, destacarei oito problemas potenciais com painéis tradicionais. Depois disso, mostrarei como a SunPower resolveu esses oito problemas construindo um painel fundamentalmente diferente. Em seguida, apresentarei meus pensamentos sobre a situação financeira da SunPower - a SunPower é uma opção arriscada no atual clima volátil de fabricação de painéis?
A empresa de painéis solares com sede na Califórnia foi fundada em 1985 pelo Dr. Richard Swanson. Com uma eficiência recorde de 21 por cento, o SunPower foi aclamado como o painel mais durável do mundo, com a menor degradação, de longe a garantia mais longa e uma vida útil esperada sem precedentes de 40 anos. Não admira que o SunPower tenha sido usado em alguns dos projetos mais interessantes do planeta.
Os painéis da Sunpower são frequentemente descritos entre os painéis solares de elite do mundo. Mas será que eles realmente cumprem suas promessas? Nesta análise, discutirei primeiro a génese da marca e as características dos seus produtos. Em seguida, discutirei os desafios enfrentados pelos painéis tradicionais e a forma inovadora como a SunPower respondeu a eles. Concluirei com uma reflexão sobre a estabilidade financeira da SunPower no cenário flutuante dos fabricantes de painéis solares.
Fundada na Califórnia em 1985 pelo Dr. Richard Swanson, a SunPower se destacou com uma taxa de eficiência recorde atingindo 21%. A sua reputação baseia-se na robustez dos seus produtos, na sua resistência à degradação, numa garantia excepcionalmente longa e numa vida útil estimada de 40 anos. Não é, portanto, surpreendente vê-los associados a projetos inovadores em todo o mundo.
O design de painéis solares tradicionais:
Hoje, um painel solar típico é montado a partir de cerca de 60 módulos de silicone, chamados “células”. Cada uma dessas células é marcada horizontalmente com uma fina camada de prata e conectada verticalmente por tiras prateadas.
A montagem é então enquadrada como uma obra de arte; essas células são preservadas graças a uma camada de EVA/polímero (semelhante a uma folha de plástico), com janela na frente e camada protetora na parte traseira. Tudo está consolidado numa moldura de alumínio.
Quando a luz solar atinge a célula de silicone, a eletricidade é produzida, passando pela prata serigrafada, ao longo das tiras de ligação, até chegar a uma caixa de junção fixada na parte traseira do painel. Esses painéis são interligados por meio de conectores MC4.
O conjunto formado pela célula de silicone, as faixas, o vidro, o material polimérico, a camada protetora, a moldura, a caixa de conexão e as conexões MC4 é o que chamamos de “Lista de Componentes” ou BOM;
Painéis solares baratos vs Sunpower?
Obviamente, a produção de um painel requer a utilização de uma lista de materiais premium, utilizando equipamentos automatizados recentes e bem conservados. Quando pensamos em painéis solares topo de gama, pensamos imediatamente em marcas como SunPower, LG e Winaico. Outras, como Canadian Solar, JA Solar e Phono, representam qualidade chinesa a um custo mais atrativo. Porém, entre a infinidade de painéis disponíveis, um em particular supera todos os outros.
Por que os painéis Sunpower são os melhores?
Célula Frágil vs Célula Solar!
Às vezes, durante uma reunião com um cliente, mostro uma célula solar clássica e explico como ela funciona. Curiosos, muitas vezes eles o pegam e, em segundos, ele quebra. A surpresa deles é palpável, mas continuo fingindo espanto para acentuar o efeito. Em seguida, destaco a natureza delicada das células solares convencionais.
Os painéis solares requerem um manuseio delicado. Erros comuns, como manuseio ou transporte inadequado, podem causar microfissuras. Além disso, com a evolução tecnológica e a busca pela redução de custos, os componentes dos painéis estão cada vez mais finos, acentuando o risco. Embora este risco esteja presente mesmo com painéis de qualidade superior, há exceções.
Este é o caso da SunPower. Após a demonstração de fragilidade, muitas vezes mostro uma célula SunPower. Este último, reforçado por uma base de cobre, é muito mais robusto. Ao combinar esta robustez com a qualidade do vidro e da moldura SunPower, estas células são virtualmente imunes a microfissuras, mesmo em condições de utilização no mundo real. »
Confiabilidade excepcional:
Invista com confiança, sabendo que a qualidade dos painéis SunPower Maxeon é comprovada. Em testes de campo reais ao longo de 8 anos e com 800 painéis em 000 locais, os painéis solares SunPower Maxeon demonstraram as taxas de degradação mais baixas do setor,264 representando uma confiabilidade quase 1 vezes maior. painéis convencionais (ver teste PVEL 2023).
Tolerância e impacto do sombreamento na célula Maxeon:
Os painéis SunPower oferecem melhor desempenho em sombreamento parcial. Aqui está uma breve explicação:
Uma célula de silicone convencional possui o pólo positivo de um lado e o negativo do outro. Devido a esta grande separação elétrica, quando a célula está sombreada, ela gera uma tensão reversa relativamente alta para superar a resistência. Geralmente, esta tensão varia entre 15V e 20V para uma célula padrão. Esta alta tensão pode causar pontos quentes prejudiciais e diminuir a eficiência do painel. Se esta tensão reversa ficar muito alta, o diodo de bypass, projetado para proteger o painel, é ativado. Cada vez que um desses diodos é ativado, a produção do painel diminui em um terço. E estes díodos têm uma vida útil limitada: quanto mais são utilizados, mais rapidamente correm o risco de falhar.
A SunPower, com sua célula Maxeon, colocou os dois pólos, positivo e negativo, na parte traseira da célula, muito próximos um do outro. Assim, em caso de sombreamento, a tensão reversa é de apenas 2,5 volts (série X) ou 5,5 volts (série E). As vantagens deste design em condições de sombreamento são múltiplas:
- A tensão reversa é reduzida.
- Menos calor é gerado.
- Mais corrente e energia são produzidas.
- Os diodos bypass são usados com menos frequência, aumentando assim sua vida útil.
Os painéis possuem diodos de bypass?
Ao contrário da crença popular, os painéis SunPower possuem diodos de bypass. Embora um vídeo da SunPower afirme que cada célula possui uma, esse não é o caso. Esses diodos são instalados para cada terço do painel. Isso significa que com os painéis SunPower não precisamos de otimizadores em um telhado sombreado? Não exatamente. Sob condições de forte sombreamento, ainda pode ocorrer desequilíbrio de corrente. No entanto, este efeito é muito menos acentuado do que com um painel tradicional. A otimização ainda pode, portanto, ser benéfica, especialmente com soluções como Tigo TS4 ou SolarEdge. Esta otimização também oferece vantagens como monitoramento individual do painel e maior segurança em caso de incêndio. Para obter mais informações sobre otimizadores, você pode consultar a primeira parte deste artigo.
Degradação Induzida (“LID”)
Para permitir que as células de silício gerem eletricidade, elas passam por um processo de “dopagem”. A maioria dos painéis solares são dopados com fósforo e boro, resultando em silício tipo P. No entanto, este tipo de silício tem um ponto fraco: é suscetível à “degradação induzida pela luz” ou LID. Este fenómeno amplamente documentado reduz o desempenho dos painéis padrão em 1 a 4% após apenas algumas horas de exposição à luz.
Quanto aos painéis SunPower (e alguns modelos LG), eles usam silício tipo N. Este último é significativamente superior em termos de desempenho e não apresenta as desvantagens do LID. E claro, não deve ser confundido com LSD.
Impacto das temperaturas na vida útil das células solares?
O processo tradicional de fabricação de painéis requer um método muito delicado de conectar as células usando fitas finas. Se isto for feito corretamente, haverá folga suficiente para permitir a expansão e contração devido às variações diárias de temperatura. Porém, mesmo que esta etapa seja realizada corretamente, este sistema de conexão continua sendo o ponto fraco do painel.
Os painéis SunPower, por outro lado, utilizam conexões de cobre fortes e flexíveis, projetadas para acomodar mudanças de tamanho.
Tolerância ao calor extremo e condições climáticas severas:
Os painéis solares Sunpower preferem dias frios e ensolarados, não dias quentes como muitas pessoas pensam. À medida que a temperatura aumenta, a eficiência diminui. As fichas técnicas de cada módulo mencionam esta característica sob o nome de “coeficiente térmico”. As células Maxeon da SunPower, com sua base de cobre, dissipam ativamente o calor, permitindo que os painéis resistam melhor a altas temperaturas. Como resultado, possuem menor coeficiente térmico, garantindo ótimo desempenho mesmo em dias escaldantes.
A alta umidade pode corroer os painéis solares. A umidade penetra no revestimento posterior dos painéis convencionais com o tempo, causando corrosão dos circuitos de prata e reduzindo seu desempenho. Embora esta corrosão apareça mais lentamente em painéis de alta qualidade, sinais de corrosão podem ser observados após 10 a 20 anos. Estudos mostram que condições quentes e úmidas reduzem o desempenho dos painéis padrão após apenas 2000 horas de exposição.
Células do tipo IBC de contato traseiro:
As células tradicionais usam finas impressões prateadas e fitas finas para transferir energia do silício para a caixa de junção. A principal desvantagem deste design é que estes elementos lançam uma sombra sobre a célula, reduzindo a sua eficiência. É óbvio que colocar um obstáculo à luz na frente de uma célula solar não é o ideal. Isto nos leva ao próximo ponto: limites de instalação no telhado.
Concluindo, os painéis Sunpower são os melhores do mercado?
A SunPower projeta um dos painéis solares mais avançados do mercado. A sua tecnologia celular é menos vulnerável a microfissuras durante as fases de transporte e instalação e face aos riscos climáticos. Esses painéis são mais eficientes em condições de sombra, gerenciam melhor as variações de temperatura e oferecem produção otimizada durante picos de calor. Eles também apresentam melhor resistência à umidade em comparação com muitos outros modelos. Além disso, a sua elevada eficiência permite uma instalação óptima mesmo em telhados com espaço limitado. Embora a SunPower esteja atualmente enfrentando desafios financeiros, muitos fabricantes de painéis solares estão enfrentando situações semelhantes. Ao escolher a SunPower, você está investindo em tecnologia de ponta, mesmo que, na pior das hipóteses, a empresa enfrente obstáculos intransponíveis no futuro.