Comparison and analysis of performance and degradation differences of crystalline-Si photovoltaic modules after 15-years of field operation

Oliveira, Michele Cândida Carvalho de; Cassini, Denio Alves; Diniz, Antônia Sônia Alves Cardoso; Soares, Laura Guimarães; Viana, Marcelo Machado; Kazmerski, Lawrence L.; Lins, Vanessa de Freitas Cunha

doi:10.1016/j.solener.2019.08.051

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“…O índices de carbonila, dado pela Equação 1, foi determinado a partir das razões entre o valor de absorbância (A) do modo vibracional de estiramento do grupo carbonil éster em 1735 cm -1 (vibração de estiramento C=O de -COO-) e o modo vibracional simétrico de estiramento do metileno (-CH 2 -) em 2850 cm -1 [5,6,[10][11][12].…”

Section: Espectroscopia Na Região Do Infravermelho Por Transformada Dunclassified

“…A entalpia será calculada pela integral dos dois picos encontrados em torno de 40 e 70°C. A cristalinidade será calculada segundo a Equação 2, A entalpia de fusão será calculada pela integral dos dois picos que apareceram entre aproximadamente 40ºC e 80ºC [5,6,13,14]. A cristalinidade será obtida através da Equação 2:…”

Section: Calorimetria Exploratória Diferencialunclassified

“…Onde Xc = grau de cristalinidade; ΔH f = entalpia de fusão obtida pela integral dos dois picos e específica de cada amostra e ΔH * f = entalpia de fusão do polietileno 100% cristalino (ΔH * f = 293 J/g) [3, 5,6,15,16].…”

Section: Calorimetria Exploratória Diferencialunclassified

“…Os filmes do copolímero de EVA utilizados como encapsulantes de módulos fotovoltaicos mostram-se eficazes por apresentarem propriedades adequadas e baixo custo e, assim, são amplamente utilizados. Entretanto, o efeito da degradação do encapsulante EVA pode ser significante durante a operação dos módulos, afetando a eficiência energética dos sistemas fotovoltaicos [4,5]. Dessa forma, o desenvolvimento de nanocompósitos de óxido de grafeno funcionalizado com o encapsulante EVA é uma alternativa para retardar o efeito da degradação, bem como melhorar suas propriedades [6].…”

Section: Introductionunclassified

“…O copolímero de EVA é um copolímero randômico (estatístico), representado na Figura 1 pode apresentar em sua estrutura blocos de vinte ou mais etilenos e diversas unidades do acetato de vinila. Sendo assim, conforme Oliveira e colaboradores [4], os mecanismos da degradação podem envolver as mesmas sequências para o polietileno e o poli(acetato de vinila) [4,5].…”

Section: Introductionunclassified

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Óxido de grafeno (GO) funcionalizado adicionado ao encapsulante EVA para aplicação em módulos fotovoltaicos de silício cristalino

2020

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RESUMO Os módulos fotovoltaicos, para serem economicamente viáveis, devem apresentar durabilidade de, no mínimo, 25 anos de operação. A fim de elevar a vida útil dos módulos, é necessário controlar a degradação do encapsulante, o copolímero de etileno acetato de vinila (EVA), pela ação da radiação ultravioleta (UV) e de outros elementos de intemperismo. Esse artigo tem como objetivo avaliar a aplicabilidade de nanocompósitos de EVA e óxido de grafeno (GO) funcionalizado com octadecilamina (ODA) como encapsulantes, caracterizando-os, antes e após terem sido submetidos a processos de envelhecimento acelerado, pelas técnicas analíticas: espectroscopia na região do infravermelho por transformada de Fourier (FTIR-ATR), análise termogravimétrica (TGA) e calorimetria exploratória diferencial (DSC). A fim de adquirir uma melhor dispersão do GO na matriz polimérica do encapsulante EVA, optou-se por sua funcionalização com octadecilamina. Os nanocompósitos preparados foram envelhecidos em câmara UVB, que é usualmente a radiação mais agressiva para polímeros. Os resultados da análise de FTIR-ATR indicam que a presença de GO incrementou a resistência à degradação do material. Foi também observada uma melhora nas propriedades térmicas dos filmes não envelhecidos, o que não foi observado nos envelhecidos. Conclui-se que a adição de GO trouxe benefícios quanto à resistência à degradação do material, embora a sua utilização em nanocompósitos para encapsulantes de célula fotovoltaica dependa do controle do número de folhas de grafeno o que modulará as propriedades ópticas e a transparência do encapsulante. O artigo apresenta uma contribuição para o avanço nas pesquisas referente à degradação, pela radiação UVB, do encapsulante EVA presente nos módulos fotovoltaicos de silício cristalino.

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Section: Espectroscopia Na Região Do Infravermelho Por Transformada Dunclassified

Section: Calorimetria Exploratória Diferencialunclassified

Section: Introductionunclassified

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Óxido de grafeno (GO) funcionalizado adicionado ao encapsulante EVA para aplicação em módulos fotovoltaicos de silício cristalino

2020

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Assessment of the effect of accelerated ultraviolet aging on mini‐PV modules encapsulated with different poly(ethylene‐co‐vinyl acetate) formulations

Desai,

Sharma,

Singh

2023

J of Applied Polymer Sci

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One of the hindering issues for the long‐term reliability of the photovoltaic (PV) modules is the degradation of poly(ethylene‐co‐vinyl acetate) (PEVA)—a popular encapsulant material. As a globally accepted practice, PEVA is required to have the vinyl acetate (VA) content between 28–33% by weight for encapsulation application in the PV modules. Recent studies have indicated stability improvements in the bare encapsulant layer when the VA content is reduced up to 18%. However, effect of UV aging on the PEVA films encapsulated using these VA contents have not been studied at the module level. Therefore, in this work, we have fabricated mini‐modules containing PEVA films that contain 18, 24 or 33% VA content and have subsequently been subjected to UV aging (1000 hours at 340 nm wavelength and 65C). The assessment of the durability at both the mini‐module and materials level has been made using various characterization techniques such as current–voltage characteristics, adhesion strength measurement, fluorescence imaging and spectra, FTIR, Raman spectra, volume resistivity and TGA. YI for the free‐standing films of PEVA18, PEVA24 and PEVA33 after 1000 hours of UV aging was slightly less than the YI values for the corresponding laminated films of PEVAs in mini‐PV modules after similar hours of aging. This work shows for the first time that increasing the VA content in PEVA increases the fluorescence intensity and contour size in the encapsulated polymer after UV aging. FTIR analysis indicates deacetylation of PEVA33 which resulted in discoloration (increased ΔYI) and has adversely affected the adhesion strength and power output after UV aging. Compared to PEVA33, the modules containing PEVA18 and PEVA24 are resilient against UV aging for all the properties. Hence, this study recommends using PEVA with 24% VA content as an encapsulant as it presents best combination of the adhesion strength and the environmental stability.

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Mechanical properties of the encapsulant material for photovoltaics

Kislyuk

Shyvaniuk

Trachevskij³

et al. 2022

J Mater Sci

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Comparison and analysis of performance and degradation differences of crystalline-Si photovoltaic modules after 15-years of field operation

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Óxido de grafeno (GO) funcionalizado adicionado ao encapsulante EVA para aplicação em módulos fotovoltaicos de silício cristalino

Óxido de grafeno (GO) funcionalizado adicionado ao encapsulante EVA para aplicação em módulos fotovoltaicos de silício cristalino

Assessment of the effect of accelerated ultraviolet aging on mini‐PV modules encapsulated with different poly(ethylene‐co‐vinyl acetate) formulations

Mechanical properties of the encapsulant material for photovoltaics

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