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A Busbar

por 22 de setembro de 2020 Blog

Busbars (BB) são filamentos metálicos responsáveis por conduzir os elétrons pelas células que formam o módulo fotovoltaico. Durante muito tempo a maioria das fabricantes de módulos optou por produzir painéis com 5 busbars pela menor complexidade de manipulação e menor custo de fabricação.

Com o passar do tempo, a necessidade de inovação e diferencial competitivo obrigou as empresas do setor a buscar formas de aumentar a eficiência dos seus produtos e com isso diversas modificações começaram a surgir. Dentre elas alteração no tamanho, tipo e quantidade das busbars que compõe os módulos.

Não existe uma quantidade ótima e nem um formato ideal, por isso, deve ser levado em consideração o custo de produção e o quanto a eficiência irá aumentar com a utilização de cada tipo configuração.

 

Figura 1 – Célula com 5 busbars. FONTE: ASY-PV

 

Quantidade

Conforme o tamanho das células foi aumentando com o a evolução da técnologia e também da capacidade das fábricas em investir em equipamentos mais modernos, o número de busbar nas células também aumentou, pois quanto mais caminhos existem para o elétron percorrer menor é a resistência da célula e também menor é a perda de energia por efeito Joule (Aquecimento do condutor).

Os módulos Multi-Busbar começaram a ganhar destaque pelo aumento da eficiência, desempenhando um ganho de até 1,5% em comparação com os módulos padrões com apenas 5BB.

Após vários testes e simulações com diferentes quantidades de busbars presentes sobre as células, as empresas chegaram a um consenso de que 9BB era a melhor quantidade por conta dá complexidade existente na manipulação de um número maior de filamento, pois cada vez que a quantidade deles aumenta, a sua espessura tende a cair, dificultando assim o manuseio do mesmo.

Na Figura 1 é possível notar o ganho de eficiência para diferente números de busbar’s em um módulo da linha Tiger da fabricante Jinko.

 

Figura 2 – Simulação de diferentes quantidades de busbars. FONTE: Jinko Solar

 

Formato

A mudança do formato da busbar pode gerar um melhor aproveitamento do raio de luz que incide sobre a superfície do módulo, aumentando assim a efiência na captação de luz, pois o filamento tradicional, normalmente achatado, acaba refletindo o raio que incide sobre a célula. Por conta disso, os pesquisadores tiveram a brilhante ideia de utilizar um filamento com o formato cilíndrico que muda a trajetória do raio que incide alterando o ângulo de reflexão, direcionando o raio para a área da célula e não para fora, conforme a Figura 2.

 

Figura 3 – Efeito do formato do filamento na reflexão do raio de luz. FONTE: Jinko Solar

 

Distância

Tendo como objetivo otimizar a área do módulo fotovoltaico sem a necessidade de se reduzir o tamanho das células, a distância entre células vizinhas tem se tornado cada vez menor, o que traz grandes vantagens, entre elas: redução na área do módulo, menor gasto de material no encapsulamento e redução do peso. Além de facilitar a manipulação e instalação do módulo, também gera um impacto positivo reduzindo o custo de fabricação.

Figura 4 – Distância entre células. FONTE: Trina Solar

 

A eficiência do módulo é calculada conforme a energia que ele é capaz de produzir em uma unidade de área para aquela irradiância (normalmente sendo utilizado 1000W/m² como referencia), ou seja, para que a eficiência seja a maior possível, a área das células deve ser a maior possível, para que o espaço entre elas influencie menos no cálculo da eficiência.

 

Figura 5 – Módulos com menor distância entre células. FONTE: Trina Solar

 

Ainda buscando optimizar a área das células que compõe o módulo, por experimentação, percebeu-se que era possível sobrepor as células sem que houvesse perda de eficiência ou dano ao componente. Tendo um ganho bastante interessante a medida que o número de células em série aumenta.

 

Figura 6 – Comparação entre distância padrão e sobreposição. FONTE: Link

 

A partir dessas informações é possível observar como a busca por maior eficiência e redução do custo levou as grandes empresas produtoras de módulos fotovoltaicos a se preocuparem cada vez mais com os detalhes na hora da produção, buscando aumentar a eficiência de seu produto sem a necessidade de aumento de preço. Com as informações descritas nesse artigo é possível ter ainda mais embasamento técnico para facilitar a tomada de decisão de qual módulo é o ideal par cada tipo de instalação.

 

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Autor: Antonio Drago

Revisão: Artur Kretli

 

Referências:

  • White paper Tiger módule, Jinko Solar
  • White paper Vertex módule, Trina Solar
  • Papet et Al., “Overlap Modules: A Unique Cell Layup Using Smart Wire Connection Technology”, www.meyerburger.com