São inúmeras as anomalias que podem afetar a eficiência e produtividade dos painéis solares fotovoltaicos. Mas por vezes, muitas das anomalias ou problemas existentes nos módulos solares não são visíveis a olho nu, sendo necessário recorrer a técnicas e equipamentos mais precisos para detetar os problemas.
Se as anomalias não forem detetadas antecipadamente, poderá haver uma quebra de produção de energia e consequentemente uma quebra considerável no rendimento global da instalação solar fotovoltaica.
Os sistemas solares fotovoltaicos são constituídos por equipamentos estáticos e por isso, a grande incidência das anomalias deve-se às condições da operação como por exemplo: defeitos na própria instalação, condições ambientais e anomalias elétricas.
Sendo estas falhas de difícil observação visual, a combinação da tecnologia termográfica com recurso a drones (veículos aéreos não tripulados – VANT), constituem uma prática inovadora cada vez mais utilizada na indústria solar fotovoltaica, no que diz respeito a inspeções e manutenções de painéis solares fotovoltaicos, pois detetam anomalias com maior rapidez e precisão do que as inspeções manuais.
Principais anomalias dos painéis solares fotovoltaicos
1 – Sobreaquecimento de módulos solares
Quando falamos de falhas nos painéis solares, um dos problemas mais comuns são os pontos quentes. Ao longo da superfície dos painéis fotovoltaicos podem surgir áreas que ficam mais quentes do que o normal devido a uma sobrecarga energética.
A temperatura de um painel fotovoltaico é consequência da combinação energética da irradiação solar, da corrente elétrica e das condições ambientais. Este é um parâmetro extremamente importante na operação de uma célula fotovoltaica, pois influencia todo o funcionamento elétrico dos painéis solares e consequentemente toda a operacionalização da instalação solar.
2 – Fissuras nos painéis fotovoltaicos
As fissuras são uma forma de degradação das células solares muito comum nos painéis fotovoltaicos. Podem cobrir toda a superfície do painel, embora na maioria dos casos apareçam apenas em pequenas secções de uma determinada célula.
As fissuras dos painéis solares ocorrem dentro das células e não podem ser reparadas sem que o módulo solar seja substituído. Estas fissuras podem afetar tanto a produção de energia, quanto a vida útil dos painéis solares. Há vários fatores que podem causar fissuras nos painéis solares, como por exemplo:
- Ciclo térmico (variação de temperatura entre a noite e o dia);
- Humidade e/ou congelamento;
- Cargas de pressão cíclicas (ou dinâmicas) e carga de vento;
- Condições climatéricas extremas: fortes nevões e granizo.
3 – Falhas e erros no inversor dos painéis fotovoltaicos
O inversor fotovoltaico é um equipamento indispensável no sistema solar fotovoltaico, uma vez que a sua principal função passa por converter a energia produzida para energia que estará pronta a ser consumida. Dada a importância do inversor fotovoltaico, quando este aparelho falha, todo o circuito energético é afetado.
4 – Degradação gradual do painel fotovoltaico
Embora os painéis solares tenham um período de vida útil estimado em 25 anos, a verdade é que estes equipamentos podem durar muito mais, desde que sejam asseguradas boas condições de manuseamento, desde a fabricação, instalação e manutenção.
No entanto, quando surgem problemas, estes devem ser devidamente identificados para não gerar consequências maiores. A sua maioria não é vista a olho nu e requer análises sofisticadas para identificar e diagnosticar as razões pelas quais os painéis fotovoltaicos estão a produzir menos energia do que deveriam, como é o caso da tecnologia termográfica.
Alguns motivos que potenciam a degradação dos painéis solares:
- Degradação induzida pela potência;
- Pontos quentes (sobreaquecimento);
- Ruturas/Fissuras;
- Alta resistência;
- Entrada de humidade.
5 – Perdas de energia devido à rutura de cabos elétricos
Por vezes a degradação de outros componentes que integram os painéis solares, como por exemplo os cabos elétricos, pode originar quebras ou perdas substanciais de energia elétrica.
6 – Entrada de água nos painéis solares ou no inversor fotovoltaico
Apesar de os módulos solares estarem preparados para resistir a condições climatéricas como chuva, neve, vento, etc, por vezes, as condições mais extremas podem originar graves problemas no funcionamento dos painéis. A entrada de humidade por exemplo pode provocar anomalias graves nos módulos solares, que pode ter de levar à sua substituição.
7 – Sujidade nos painéis solares
A sujidade provocada por poeiras, excrementos de pássaros e outros detritos também podem afetar a eficiência e funcionamento dos módulos solares fotovoltaicos.
8 – Sombreamento
O sombreamento de módulos fotovoltaicos causado por vegetação ou estruturas circundantes, para além de reduzirem a eficiência de produção de energia, pode também originar problemas no funcionamento dos módulos solares.
Inspeção termográfica aérea
A inspeção termográfica permite captar informação por imagens/vídeos que mostram as variações de temperatura em diferentes áreas dos painéis solares. Essa informação é processada e analisada para identificar padrões de aquecimento anormais ou áreas problemáticas que requerem maior atenção.
A inspeção visual aérea de alta resolução com recurso a drones pode ajudar as equipas de manutenção a identificar mais facilmente diversas anomalias dos módulos solares.
Para realizar uma inspeção termográfica aérea, é necessário contar com uma equipa especializada e com equipamentos de alta qualidade.
Apoiamos a sua empresa!
A NOCTULA – Consultores em Ambiente, em colaboração com empresas parceiras, presta serviços direcionados para a termografia aérea, ou seja, para a realização da inspeção dos painéis solares fotovoltaicos com recurso a sensor térmico instalado em VANT (Veículo Aéreo Não Tripulado – Drone).
Procedimento
— Utilização de um sensor RGB (~50MP) que originará, para a altura de voo a considerar, uma resolução espacial (GSD) inferior a 1 cm. Desta forma, é possível visualizar, com toda a nitidez, as células dos painéis fotovoltaicos no mosaico e no modelo 3D (nuvem de pontos).
— Realização de um voo fotogramétrico para cada bloco da plantação solar.
— Utilização de um sensor térmico (640×512) em condições para originar uma resolução espacial (GSD) de aproximadamente 5cm.
— Realização de voos matinais e voos no período da tarde em cada bloco da plantação, proporcionando diferentes níveis de detalhe, em função da hora do dia.
Equipamentos
— Veículo aéreo não tripulado – VANT: (1) DJI Matrice 300 RTK (2) DJI Matrice 210
— Geração do mosaico e o processamento fotogramétrico para a reconstrução da nuvem de pontos RGB densa.
Análise e interpretação de dados
— Utilização de uma plataforma especializada para realizar a integração das imagens térmicas com a nuvem de pontos 3D e o ortomosaico.
— Deteção automática de anomalias/pontos quentes nos painéis.
— Ao cliente é disponibilizado um visualizador 3D para visualizar e manipular os resultados.
— Elaboração de um relatório final de avaliação.
Caso necessite de algum serviço nesta área, não hesite em contactar-nos.
Fontes: Idealista; raptormaps; Neutro à Terra
