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Photovoltaic modules long-term reliability is a key requirement to keep this technology a commercially interesting option for energy production. The investment return on PV generation system depends, among other factors, on the peculiarities of the system on efficiency reduction caused by environmental action. Technical standards suggest laboratory tests for the qualification and a better understanding on module degradation behavior. Nevertheless, some degradation modes can only be observed after years of field operation. This paper presents the main signs of degradation on crystalline silicon photovoltaic modules caused by outdoor exposure after a period of 15 years in an installation in the city of Porto Alegre, the southernmost state capital city in Brazil. The electric analysis demonstrated that the modules kept 90.5% of their initial power, with an average of degradation rate of 0.7% per year. Some techniques helped the evaluation of defects caused by exposure of the arrays for long periods of operation, such as electroluminescence imaging and I-V curve testing. The most frequent defects found were browning (encapsulant darkening) and cell encapsulant delamination, leading to the anti-reflective layer deterioration. The junction box of one of the modules was detached, allowing the entrance of moisture and resulting in the disconnection of some of the module cells. The electroluminescence technique also provided a better understanding on modes of degradation. Despite the observed evidences of degradation along these 15 years, it can be said that the system remains within the expected operation limits.

El objetivo de este trabajo es modelar la eficiencia total de un inversor para conexionado a la red con el fin de utilizar el modelo en simulaciones y estudiar su comportamiento. El modelo utiliza veinte curvas de eficiencia de conversión correspondientes a veinte tensiones diferentes de entrada, estimando la eficiencia estática del seguimiento del punto de máxima potencia para cada punto de las diferentes curvas. Las eficiencias se calcularon en base a los ensayos realizados a un inversor SMA 3800U en LABSOL, en la Universidad Federal de Rio Grande del Sur, Brasil. Con esta información se desarrolló la función eficiencia la cual depende de la tensión y la potencia de entrada, utilizando un sistema de aprendizaje supervisado basado en Lógica Difusa. En el trabajo se realizaron ensayos mediante una fuentes programables que simula la variación de la curvas I-V en la entrada del inversor a lo largo de un día, para estudiar y validar el modelo de la eficiencia total desarrollado., The objective of this work is to model the total efficiency of an inverter for network connection in order to use the model in simulations and study its behavior. The model uses twenty conversion efficiency curves corresponding to twenty different input voltages, estimating the static efficiency of the maximum power point tracking for each of the different curves. The efficiencies were calculated based on tests performed on an SMA 3800U inverter in LABSOL, at the Federal University of Rio Grande do Sul, Brazil. With this information the efficiency function was developed. This function depends on the voltage and the input power and uses a supervised learning system based on Fuzzy Logic. Tests were carried out in order to validate the developed total efficiency model. These tests were performed using a programmable source that simulates the variation of the I-V curves at the input of the inverter in the course of a day., Asociación Argentina de Energías Renovables y Medio Ambiente (ASADES)

O modelo de um diodo é bastante difundido para simular o desempenho de dispositivos fotovoltaicos. Neste trabalho, quatro módulos fotovoltaicos de silício cristalino foram caracterizados em simulador solar em diversas condições de irradiância e temperatura. A resistência em série (RS) e a resistência em paralelo (RP) foram extraídas das curvas I-V por um método analítico com objetivo de se obter expressões que modelem sua dependência com a irradiância e temperatura. Os módulos fotovoltaicos foram ensaiados em irradiâncias de 75 a 1000 W/m² e temperaturas de 25 a 65 °C. Não foi obtido uma relação clara da variação de RP com a temperatura, enquanto que RS apresentou um aumento linear com a temperatura. A modelagem proposta da dependência de RS com a temperatura e irradiância pode ser inserida no modelo de um diodo a fim de aumentar a precisão do cálculo das curvas I-V em ampla faixa de operação., The single diode model is quite widespread to simulate the performance of photovoltaic devices. In this work, four crystalline silicon photovoltaic modules were characterized in solar simulator under various conditions of irradiance and temperature. The series resistance (RS) and the shunt resistance (RP) were extracted from the I-V curves by analytical methods in order to obtain expressions that model their behavior with the irradiance and temperature. The photovoltaic modules were tested at irradiances of 75 to 1000 W / m² and at temperatures of 25 to 65 ° C. A clear behavior of the variation of RP with temperature was not identified, while RS presented a linear behavior with temperature. The proposed model considering the dependence of RS with temperature and irradiance can be inserted into the single diode model in order to increase the precision of the calculation of the I-V curves over a wide operation range., Asociación Argentina de Energías Renovables y Medio Ambiente (ASADES)

Coletores híbrido térmico fotovoltaicos (PV/T) convertem a energia solar em energia térmica e elétrica, simultaneamente, com a superposição de um módulo fotovoltaico a um coletor solar de placa plana. Geralmente, coletores PV/T têm seu rendimento térmico menor que um coletor convencional decorrente da perda de calor e, sua eficiência elétrica maior quando comparada a um sistema fotovoltaico. Atribuindo as mesmas condições meteorológicas em um módulo fotovoltaico, um coletor PV/T e um coletor solar de placa plana, os resultados obtidos de suas eficiências foram comparados, separadamente. Esses resultados mostraram que, para a eficiência térmica, o coletor PV/T teve seu valor 34% menor que o do coletor de placa plana e sua eficiência elétrica 5,5% maior. Concluindo que melhorias na parte térmica do coletor PV/T poderiam ser feitas, de forma a aumentar seu desempenho térmico sem comprometer a eficiência elétrica das suas células fotovoltaicas., Thermal photovoltaic hybrid solar collectors (PV/T) convert solar energy into heat and electrical energy, simultaneously, with the superposition of a photovoltaic module to a flat plate solar collector. Usually, PV/T collectors have their lower thermal efficiency than a conventional collector due to heat loss and, a higher electrical efficiency compared to a photovoltaic system. Assigning the same weather conditions in a photovoltaic module, a PV/T collector and a flat plate solar collector, the results of their incomes were compared separately. These results showed that, for the thermal efficiency, the PV/T collector had its value 34% lower than the flat plate collector and its electrical efficiency 5,5% higher. Concluding that improvements in the thermal parts of the PV/T collector could be made, in order to increase its thermal performance without compromising the efficiency of its photovoltaic cells., Asociación Argentina de Energías Renovables y Medio Ambiente (ASADES)

Este trabalho descreve a construção de uma bancada de ensaios elétricos e térmicos de inversores conectados à rede no Laboratório de Energia Solar da Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Equipamentos eletrônicos possuem um limite seguro de temperatura de operação, acima da qual podem ocorrer instabilidades de operação, redução da vida útil ou até mesmo falha drástica. O conhecimento da eficiência de conversão elétrica e das perdas responsáveis pelo aquecimento é importante para o adequado dimensionamento de inversores quando aplicados em sistemas fotovoltaicos conectados à rede, assim como para o desenvolvimento do inversor como produto. A bancada construída possibilita a determinação dos parâmetros elétricos e térmicos necessários para modelagem e simulação dos inversores. O modelo elétrico avalia a produção de energia elétrica, enquanto que o modelo térmico permite predizer a temperatura interna do inversor e estimar perdas de energia relacionadas às estratégias internas do inversor para arrefecimento e proteção contra superaquecimento., This paper describes the assembly of a testing system for grid connected inverters at the Solar Energy Laboratory of the Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Any electronic equipment has a safe operating temperature range above which instabilities may occur, reducing its operational life or even causing a drastic failure. The knowledge of the conversion efficiency of an inverter and the associated thermal losses is important for the proper sizing in a photovoltaic system, as well as for its development as a product. The described testing system allows the determination of the thermal and electrical parameters needed for modeling and simulating the behavior of PV inverters. The electrical model evaluates the electricity production, while the thermal model predicts the internal temperature of the inverter and losses associated to the intrinsic strategies for cooling and overheating protection., Asociación Argentina de Energías Renovables y Medio Ambiente (ASADES)

A grande dependência de energia provinda de hidrelétricas tem trazido problemas na capacidade de geração do Brasil nos últimos anos, principalmente devido a fortes estiagens em diversas regiões. A participação das fontes alternativas na matriz elétrica do Brasil se resume quase que exclusivamente pela energia eólica, que atualmente responde por 4,3% da matriz elétrica nacional. Somente em 2012 se tornou possível a geração de energia elétrica pelo consumidor por fontes distribuídas, incluindo a fotovoltaica. Apesar de já existir legislação, a participação da energia solar fotovoltaica na matriz energética brasileira ainda é pequena. Este trabalho tem como objetivo apresentar o cenário atual da energia solar fotovoltaica no Brasil contextualizando com o modelo elétrico brasileiro e buscando discutir as diferentes razões que estão limitando a inserção desta energia na matriz elétrica brasileira, bem como analisar de forma simplificada algumas medidas que poderiam auxiliar o desenvolvimento do mercado brasileiro para a energia fotovoltaica., The Brazilian major dependence on hydroelectric power has caused some problems and concerns to the Brazilian electricity generation over the last years, mainly due to drought periods in important regions. The alternative electricity sources in Brazil are mainly from wind power, currently corresponding to 4.3 % of the electric national matrix. It was only on 2012 that the distributed generation, including photovoltaic systems was possible in the Brazilian market. The participation of the photovoltaics on the electricity mix is still low despite the regulation that allowed the installation of such systems as distributed generation. This paper presents a current overview of the photovoltaic solar energy in the Brazilian electricity system, discusses the reasons to the low increasing of this alternative source of energy and analyses some steps that could aid the Brazilian photovoltaic sector., Asociación Argentina de Energías Renovables y Medio Ambiente (ASADES)

Coletores solares de tubos evacuados são amplamente utilizados por países asiáticos. Apesar de representarem uma grande parcela da potência mundial instalada de conversão térmica da energia solar, ainda não tem a teoria da sua operação totalmente desenvolvida. Com isso, é interessante buscar conhecimento a respeito deste tipo de coletor. Neste trabalho, o objetivo principal é avaliar experimentalmente a quantidade de massa de água trocada entre os tubos e o reservatório. Para isso, foi proposta uma metodologia baseada em um balanço de energia térmica entre o tubo evacuado e o reservatório térmico. Aplicou-se a metodologia em um coletor de 24 tubos e reservatório de 150 ℓ inclinado 37°, o qual foi instalado em uma bancada de testes instrumentada. A vazão mássica medida foi de 0,0086 kg/s. Sob condições semelhantes a da avaliação experimental, foi obtido com um modelo CFD o valor de 0,0080 kg/s., Evacuated tubes solar collectors are widely used by Asian countries. Today they represent an important slice of the global installed thermal solar energy power. This makes it interesting researched target. In this work, the main objective is to evaluate experimentally the water mass flow rate exchanged between the pipes and the tank. For this, it proposed a methodology based on a thermal energy balance between the evacuated tube and the thermal reservoir. The methodology was applied in a 37 °slopped solar collector with 24 tubes and a 150 ℓ thermal reservoir. The collector was installed on an instrumented test bench. The mass flow measurement was found 0.0086 kg/s. Under similar conditions the experimental evaluation, was obtained in a CFD model the value 0.0080 kg/s., Asociación Argentina de Energías Renovables y Medio Ambiente (ASADES)