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.

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Ao mesmo tempo em que o crescimento da energia solar fotovoltaica atinge centenas de gigawatts instalados ao redor do mundo, a durabilidade dos módulos pode ser fator chave para manter a viabilidade da tecnologia. Este trabalho descreve o estado de duas instalações fotovoltaicas situadas no LABSOL (Laboratório de Energia Solar da UFRGS). A primeira instalação funciona há quinze anos e a mais recente, há três. Para realizar esta avaliação aplicam-se algumas técnicas, destacando-se os registros de inspeções visuais, de imagens de eletroluminescência, de análises termográficas e principalmente resultados da caracterização elétrica do comportamento da curva I?V, revelando então a degradação dos materiais que compõe os módulos. A pesar dos danos revelados neste trabalho, se pode afirmar que os sistemas continuam operando dentro das expectativas. A taxa de degradação da potência para o sistema mais antigo foi de 0,7% ao ano. Na instalação de três anos, observou-se mínimo efeito visual da ação do ambiente, resultando taxa de degradação de 0,85% ao ano.

No presente trabalho é descrito e analisado o protótipo de um traçador de curvas I-V portátil que usa a carga capacitiva como método de polarização e transistores IGBT para o chaveamento desta carga com o arranjo fotovoltaico. O sistema de polarização e chaveamento foi dimensionado para levantar a curva característica de arranjos fotovoltaicos com corrente de curto circuito de até 100 A e tensão de circuito aberto no limite de 800 V. Para o controle do chaveamento e aquisição dos dados a placa Arduino Due foi utilizada trazendo facilidade na operação do equipamento. Para a medida da corrente foi utilizado um resistor shunt e para a tensão um divisor tensão resistivo. Na medida da temperatura o sensor LM35 foi aplicado e da irradiância uma célula de referência calibrada. Foi necessário construir circuitos de amplificação para associar às medidas de corrente e irradiância a fim de adequar o sinal na entrada analógica da placa Arduino. Os dados adquiridos pela placa Arduino são gravados em um cartão de memória para posterior análise. O protótipo construído foi aplicado na medida de curvas características de uma série de 3 módulos. Para analisar o desempenho do protótipo desenvolvido, o resultado de suas medidas foi comparado com o resultado das medidas de um traçador de curvas I-V comercial da marca Eko, modelo MP-11, considerado como instrumento de referência neste trabalho. As curvas medidas apresentaram boa concordância, apresentando, entre os dois instrumentos, diferenças inferiores a 1% nos parâmetros elétricos de interesse da série de módulos. Ao ser provocado sombreamento sobre os módulos que compõem a série de módulos, o protótipo mostrou-se capaz de medir as esperadas descontinuidades resultantes e a curva apresentada mostrou boa concordância com a medida com o instrumento comercial. Os resultados obtidos indicam que a metodologia usada na construção do protótipo é adequada.