Desde sua aparição por volta de 2013, os revestimentos antirreflexo (AR) para vidro fotovoltaico foram capazes de se estabelecer rapidamente como uma maneira segura de obter um aumento significativo no desempenho de um modulo, sem grandes mudanças nos processos de produção. Foi relatado que os revestimentos antirreflexo típicos proporcionam um aumento no desempenho de 2-3% alterando a superfície do vidro para reter e transmitir mais luz à célula.
O relatório 2018 International Technology Roadmap for Photovoltaics (ITRPV) antecipa que o revestimento antirreflexo será o material padrão para a frente de um módulo, mantendo uma quota de mais de 90% do mercado no futuro próximo. O relatório também observa que o desafio para os fornecedores de revestimentos agora é continuar atendendo aos requisitos cada vez mais exigentes de prazo de validade e durabilidade dos módulos. O relatório indica que os atuais revestimentos de produção em massa têm uma vida útil de 15 anos. Alguns com uma vida útil de mais de 20 anos existem, mas ainda estão numa fase intermediária e não são otimizados para produção em massa.
“Um dos principais desafios tem sido a durabilidade, que definimos como a retenção de níveis aceitáveis das características da matéria-prima após exposição a condições mecânicas ou ambientais agressivos”, disse David Hannan, CEO de Opus Materials, uma empresa do Reino Unido que faz parte de um consórcio que planeja lançar um novo revestimento de vidro para módulos este ano. Hannan acrescenta que o revestimento Solar Sharc demonstrou seu desempenho em testes de durabilidade acelerada baseados no padrão IEC 61215 para módulos fotovoltaicos, incluindo 1.000 horas de ciclos de calor úmido e exposição a raios UV.
A empresa química holandesa DSM é líder na produção de revestimentos de vidro para módulos há anos, com uma capacidade instalada estimada de 70 GW com sua tecnologia. O novo revestimento antirreflexo da empresa, projetado para aplicação em módulos já instalados, utiliza uma estrutura de “superfície fechada” que, segundo a DSM, o torna mais durável que o da concorrência.
“Comparado a outros revestimentos, o DSM ARC para o mercado de reposição consiste em uma camada com uma porosidade interna e uma superfície fechada”, disse Paolo Tusa, diretor comercial da DSM Advanced Solar. “Esse recurso garante excelente durabilidade e torna o revestimento intrinsecamente mais robusto mecanicamente e menos propenso a degradação ou entrada de sujeira.”
Anti-sujeira
Hoje, os fornecedores de revestimentos também estão olhando para além dos recursos antirreflexo, para ver o que um revestimento de vidro pode fazer para otimizar o desempenho dos módulos. Em 2017, a DSM lançou seu revestimento anti-incrustante, projetado para repelir a sujeira e a poeira da superfície do vidro, mantendo suas propriedades antirreflexo. O revestimento começou a ganhar força nos mercados fotovoltaicos, uma vez que a queda nos preços dos módulos significa que as operações e a manutenção são responsáveis por uma maior participação nos custos do projeto, e são considerados pelos desenvolvedores como uma área chave para a otimização de custos.
“Nosso negócio de revestimentos anti-incrustantes está se desenvolvendo muito bem”, disse Tusa. “Assim como todas as novas tecnologias, leva tempo não apenas para convencer nossos clientes diretos, mas também os clientes de nossos clientes na cadeia de valor. Pequenos e médios parques e, recentemente, também um parque de grande escala com nosso revestimento anti-incrustante, foram instalados em países da Ásia, Rússia e região do Oriente Médio e Norte da África.”
Dada a propriedade anti-incrustante, pode favorecer uma superfície lisa livre de solavancos e crateras onde a sujeira e poeira podem se acumular, enquanto as propriedades anti-reflexo dependem da rugosidade da superfície para captar luz, o desenvolvimento de um revestimento que faça as duas coisas é outro desafio. O Solar Sharc é comercializado principalmente como um revestimento anti-incrustante que também possui propriedades antirreflexivas.
Hannan explica que, ao projetar o revestimento em nanoescala, é possível incorporar ambas as propriedades. “A Solar Sharc incorpora nanopartículas de sílica funcionalizadas que fornecem propriedades mecânicas aprimoradas no revestimento”, disse ele. “O uso dessas partículas como fonte de rugosidade da superfície promove maior repelência e capacidade anti-destruição. Isto não tem comprometido atributos de revestimento, incluindo a anti-reflectância, transmissão de luz elevada, a resistência aos raios UV e produtos químicos, propriedades hidrofóbicas e, é claro, a durabilidade”.
DSM relata que o seu revestimento anti-incrustante tem as mesmas propriedades anti-reflexo que o seu outro produto e, em testes realizados em uma instalação TUV SUD Dunhuang, China, foi demonstrado que o revestimento proporciona uma maior saída de potência semelhante a 3%, medido em testes de flash, em comparação com painéis não revestidos. Além disso, os painéis com anti-sujeira poderiam manter o desempenho ideal por períodos mais longos, o que resultaria em um aumento médio adicional de 1% da produção ao longo do tempo. Opus também disse que seus testes de campo e de laboratório sugerem que o revestimento Solar Sharc será capaz de fornecer um aumento na geração de aproximadamente 4%.
Limpeza
Embora os revestimentos anti-incrustantes prometam reduzir a necessidade de limpeza, nenhum prometeu eliminá-los completamente, particularmente nas regiões secas e empoeiradas que tendem a oferecer condições ideais para a geração de energia solar.
Esta é outra área em que os revestimentos de vidro – a camada superior de um módulo que é exposto aos elementos – deve demonstrar sua durabilidade. As novas e antigas soluções de limpeza podem colocar muita pressão sobre os revestimentos, seja através de uma limpeza sem água com base no fluxo de ar, que pode arrastar partículas de poeira abrasivas sobre a camada de revestimento, ou através de limpeza à base de água, que ameaça removê-los.
O relatório do ITRPV observou que alguns revestimentos se esforçaram para permanecer eficazes e estáveis em condições externas, mesmo durante 10 anos, mas que há uma clara tendência a uma maior durabilidade.
Isso se reflete nos testes aplicados à próxima geração de revestimentos de vidro. DSM indica que testou o seu revestimento anti-incrustante com equipamentos dos principais fornecedores de limpeza automática e verificou que o desempenho dos módulos com que o revestimento se mantém estável depois de 1000 ciclos de limpeza, o que equivale a cerca de 20 anos de limpeza bissemanal.
Aplicação no mercado
Uma inovação importante na oferta mais recente do DSM e no revestimento da Solar Sharc é que eles podem ser aplicados à temperatura ambiente sem a necessidade de secagem ou “cura” adicional com o calor. A DSM aponta que o vidro fotovoltaico é temperado, e que os revestimentos antirreflexo podem ser curados pelo calor nesse estágio. Portanto, não há redução de custo real para revestimentos aplicados à produção, mas o desenvolvimento oferece uma possibilidade interessante.
DSM está preparando o lançamento de seu revestimento anti-reflexivo para uso durante a adaptação, para ser pulverizado sobre os módulos no campo, oferecendo um aumento de desempenho de instalações mais antigas onde os módulos foram produzidos e instalados sem qualquer tratamento de AR.
“A composição é baseada na mesma plataforma de tecnologia usada para o nosso revestimento antirreflexo líder da indústria”, disse Tusa. “A única diferença é que se seca à temperatura ambiente.” Alem disso, explica que os revestimentos anti-reflexo padrão contem nanopartículas de polímeros que são queimadas no processo de re-cozimento para deixar um revestimento nanoporoso, e a DSM desenvolveu um método alternativo para garantir a porosidade do revestimento e a adesão ao vidro, bem como um método de aplicação de alta velocidade.
O método de aplicação é um aplicador automático com uma série de bicos de pulverização que podem revestir um painel, de acordo com a DSM, em um ou dois segundos, e linhas completas em um ou dois minutos. O revestimento também seca em menos de um minuto a uma temperatura de 20 ° C. O plano é que a DSM colabore com parceiros como “instaladores certificados” e ofereça uma solução completa que inclua o fornecimento do revestimento e sua aplicação.
O revestimento retrofit de AR estará pronto para o lançamento comercial nos mercados europeus no segundo trimestre deste ano, e sua expansão para outras regiões está prevista para o ano que vem. A DSM estima que há um potencial de 40 GW de painéis solares não revestidos em grandes parques solares em todo o mundo, sendo a China, a Alemanha e a Itália os países com o maior número.
“O aumento adicional de energia é fundamental, é o Santo Graal no mundo da energia solar fotovoltaica”, acrescentou Tusa. “Esperamos, em geral, menos de três anos de tempo de amortização e uma taxa interna de retorno atrativa. Os principais proprietários de ativos mostraram um alto nível de interesse”.
Fonte: www.pv-magazine-latam.com