Módulos Light Design da LONGi Superam os Módulos Flexíveis para Coberturas C&I

Módulos flexíveis foram promovidos para telhados de baixa carga e são frequentemente usados em projetos comerciais como museus e fábricas. Eles resolvem o problema do peso, mas introduzem novos riscos em relação ao desempenho, garantias, desempenho térmico e conformidade contra vento e fogo.
‍

Como os módulos flexíveis se comparam aos módulos ultraleves como o Design Leve Hi-MO X10 Guardian da LONGi?

O que são módulos flexíveis?

Painéis flexíveis e dobráveis são laminados finos e leves que geram eletricidade. Em média, os painéis flexíveis típicos têm cerca de uma polegada de espessura e pesam cerca de seis libras, o que equivale a aproximadamente 2,7 kg por painel. Eles podem se curvar até cerca de 30 graus, permitindo que sigam superfícies curvas ou irregulares. Para o segmento residencial, são adequados para os telhados de vans e trailers, decks de barcos ou outras aplicações móveis. As aplicações C&I usam principalmente módulos solares flexíveis onde módulos convencionais não podem, ou só podem com dificuldade, ser instalados devido a restrições de forma ou peso.

O que conta como “flexível” em telhados
Opções fotovoltaicas leves para telhados C&I geralmente se enquadram em duas categorias:

1. Módulos de silício cristalino sem vidro, construídos sobre backplanes compostos, que reduzem significativamente o peso e podem ser montados com grampos convencionais. Alguns designs permitem montagem adesiva, embora a fixação por grampos permaneça padrão por razões de segurança e substituição. Este segmento se tornou a solução leve dominante no mercado.
2. Laminados de filme fino como CIGS, que são flexíveis e podem ser aplicados diretamente em telhados metálicos ou de membrana. No entanto, devido ao declínio da produção e disponibilidade limitada, CIGS é agora uma tecnologia de nicho em comparação com silício cristalino leve.

A combinação de grampos para módulos flexíveis é comum. Sistemas apenas adesivos não escalaram na Europa devido a problemas de segurança, manutenção e seguro. Além disso, para proprietários de C&I, a capacidade de substituir um módulo ou provar segurança contra incêndio a longo prazo é crítica. É por isso que a maioria dos módulos de silício cristalino leves convencionais hoje são projetados para montagem com grampos, com adesivos permanecendo um nicho. Portanto, a instalação é simples. Mas essa conveniência vem com desvantagens.

Por que algumas empresas acham que os módulos flexíveis são uma opção

Estudos de caso de fornecedores e apresentações da indústria criaram a percepção de que a energia fotovoltaica flexível é a solução ideal para telhados delicados ou de chapa fina. Outros players do mercado também promovem histórias de desbloqueio em C&I em eventos comerciais, reforçando a ideia de que “leveza é igual a flexibilidade”. O interesse é real porque muitos edifícios C&I enfrentam limites estruturais. Uma análise mais detalhada revela que os módulos flexíveis raramente são uma opção viável para instalações C&I.

Os detalhes que tornam os módulos flexíveis uma má escolha para C&I

A energia fotovoltaica flexível soa prática, mas para telhados comerciais europeus os detalhes não se somam: menor eficiência do módulo, temperaturas operacionais mais altas, classificações mecânicas mais fracas e garantias mais curtas aumentam as chances contra um desempenho bancável e de longa duração. Seguradoras e órgãos normalizadores exigem prova em nível de sistema para vento, granizo e fogo, um patamar que muitas ofertas flexíveis não atendem.
O Design Leve Hi-MO X10 Guardian da LONGi é construído para atender a essas expectativas de C&I, com maior eficiência, cargas mais fortes, melhor comportamento de hot-spot e longas garantias, sem exigir que os proprietários dos edifícios aceitem riscos extras.
Veja como as desvantagens dos módulos flexíveis se comparam às alternativas rígidas – e em particular ao Design Leve Hi-MO X10 Guardian.

A montagem próxima faz com que os módulos flexíveis aqueçam mais e rendam menos

Módulos flexíveis ficam diretamente no telhado com pouca ou nenhuma folga, então o telhado aquece sob o sol e transfere esse calor diretamente para o módulo, e sem espaço para o ar circular, o calor se acumula. Módulos rígidos montados com grampos mantêm uma folga maior, geralmente de 10 a 15 cm, o que limita o acúmulo de calor. Temperatura operacional mais alta não só corta a produção durante o dia, mas também aumenta a chance de hot-spots e acelera o envelhecimento de plásticos, juntas de solda e conexões ao longo do tempo. A maioria dos designs flexíveis tem um coeficiente de temperatura de cerca de −0,33 a −0,40% por °C, então cada aumento de 10 °C corta cerca de 3–4% da energia disponível, e em telhados quentes de verão as células podem operar 20–30 °C acima das condições de teste, o que significa uma perda adicional de aproximadamente 6–12% quando você mais precisa de energia.

‍
Em contraste, o Design Leve Hi-MO X10 Guardian é montado com grampos em trilhos padrão com fixação pela lateral longa, lado A, usando grampos centrais e finais aprovados, mantendo uma folga definida no telhado. Seu coeficiente de temperatura Pmax é de −0,26% por °C, limitando o calor do verão na produção de energia. Além disso, a arquitetura de contato traseiro HPBC 2.0 inclui uma tecnologia otimizadora de sombreamento e um design de baixa condução que reduz as temperaturas de hot-spot em cerca de 28% e permite que células sombreadas recuperem mais de 70% de energia em comparação com designs convencionais, melhorando a segurança e o rendimento em telhados C&I movimentados. Juntamente com uma classificação de incêndio IEC, esses recursos tornam o Design Leve a escolha mais fria, segura e bancável para telhados europeus.

Módulos flexíveis têm menor rendimento energético: a tecnologia do módulo define a eficiência e a potência de saída

Módulos flexíveis usam células CIGS de filme fino ou células cristalinas ultrafinas em backings de polímero. Revisões recentes e estudos de campo colocam os módulos CIGS flexíveis tipicamente na faixa de ~15–18% de eficiência, enquanto módulos flexíveis cristalinos sem vidro ficam em torno de ~19%. A eficiência se traduz diretamente na potência do telhado, 15–19,5% significa aproximadamente 150–195 W por metro quadrado.
Em contraste, o módulo Light Design de vidro único atinge 24,8% de eficiência e cerca de 250 W/m² em produção. Em termos simples: os formatos flexíveis partem de um teto técnico mais baixo e entregam menos watts na mesma área de telhado, o que resulta em menos kWh no primeiro ano e ao longo da vida útil em telhados C&I com espaço limitado.

Módulos flexíveis oferecem resiliência mecânica limitada quando expostos a cargas de neve, sucção de vento e impacto de granizo

Módulos flexíveis são mais leves, mas também mais fáceis de dobrar, amassar e danificar. Muitos são classificados em apenas cerca de 2400 Pa para carga estática, o que deixa pouca margem de segurança quando a Europa enfrenta neve pesada ou ventos fortes. Em tempestades de granizo severas, que podem trazer pedras de 30–50 mm na região DACH (com 20–30 mm mais comuns em eventos fortes), superfícies finas de polímero são mais propensas a danos por impacto e rachaduras superficiais.

‍
Ventos fortes adicionam outro risco, a sucção, nas bordas e cantos do telhado, onde as forças de sucção tentam arrancar os módulos. Nas normas europeias de projeto contra vento, as zonas de borda e canto de telhado podem experimentar pressões de sucção de aproximadamente 1.500 a 3.000 Pa, dependendo da altura do edifício, localização e categoria de exposição. Temporada após temporada, esse movimento pode fatigar células e condutores, soltar fixações e transformar pequenos problemas em falhas maiores e mais reparos.

‍
O Design Leve Hi-MO X10 Guardian é construído para cargas reais de telhado, testado a 5.400 Pa na frente e 2.400 Pa na traseira, e a um impacto de granizo de 25 mm a 23 m/s, oferecendo uma margem de segurança confortável para condições de neve pesada e tempestade em telhados C&I europeus. Apesar da baixa carga morta, cerca de 16,3 kg por módulo, aproximadamente 7,2 kg/m², a estrutura e a pilha reforçada mantêm a rigidez para tráfego de serviço e longos vãos.

O risco de hot-spot com módulos flexíveis é real - o sombreamento parcial pode gerar calor perigoso

O sombreamento parcial em telhados por parapeitos, dutos ou antenas pode criar hot-spots onde as temperaturas locais das células sobem acima de 100 °C, em alguns casos aproximando-se de 130 °C. Tais temperaturas elevadas aceleram a degradação do material e, se não gerenciadas, podem aumentar a probabilidade de problemas de segurança, incluindo incêndio. Estudos independentes e relatórios da IEA PVPS (International Energy Agency Photovoltaic Power Systems Programme) documentaram esses efeitos em diferentes tecnologias fotovoltaicas.
Esse estresse térmico repetido "cozinha" os plásticos e enfraquece as juntas de solda, o que pode causar perda permanente de potência, falhas nos diodos de bypass e danos ao isolamento, e nos piores casos, arcos elétricos e incêndios.

‍
O design de contato traseiro HPBC 2.0 do módulo Light Design aborda o problema, reduzindo as temperaturas de hot-spot em ~28% e recuperando ~70% mais energia sob sombreamento idêntico em comparação com células convencionais – significando uma produção mais segura e estável em telhados C&I complexos.

Degradação: calor e estresse aceleram perdas em módulos flexíveis - filmes finos envelhecem mais rápido

Módulos flexíveis começam com desvantagem em estabilidade de vida útil: revisões de campo mostram que pilhas de filme fino e ricas em polímero degradam mais e com maior dispersão, frequentemente em torno de ~0,7–1,0% ao ano, com intervalos publicados de ~0,5% a até ~2% ao ano, dependendo da geração do produto, montagem e clima. Em comparação, módulos leves rígidos com frente de vidro tipicamente degradam cerca de 0,5–0,6% ao ano, semelhante a módulos cristalinos padrão em grandes estudos.
O Design Leve Hi-MO X10 Guardian carrega uma garantia de desempenho de 30 anos que garante cerca de 99% após o primeiro ano e em torno de 88–89% no ano 30, o que corresponde a aproximadamente 0,35% ao ano após o primeiro ano. Ao longo de uma vida útil de 25 a 30 anos, esse perfil se acumula em maior energia entregue para sistemas leves rígidos como o Light Design.

Garantias de módulos flexíveis ficam aquém dos horizontes C&I

Para módulos flexíveis, as fichas técnicas publicadas geralmente oferecem uma garantia de produto de 5–12 anos e uma garantia de potência linear de 25 anos que termina em cerca de 84–85% da saída inicial.
Módulos leves convencionais sem vidro geralmente carregam uma garantia de produto de 10–16 anos e uma garantia de desempenho linear de 25 anos, começando em cerca de 98% no primeiro ano e degradando em aproximadamente 0,55% anualmente, terminando em cerca de 80–85% da saída inicial.

‍
Para projetos C&I planejados para mais de 25–30 anos, essa cobertura mais curta e menor saída garantida no final do prazo reduzem o horizonte bancável, apertam as premissas dos credores e aumentam as reservas para substituições e tempo de inatividade.
Em contraste, o Design Leve Hi-MO X10 Guardian oferece uma garantia de produto de 15 anos e uma garantia de desempenho de 30 anos para cerca de 88,9% no ano 30, o que corresponde melhor aos cronogramas de depreciação e suporta um fluxo de caixa de vida útil mais previsível. Termos de garantia mais fortes reduzem o risco de vida útil para EPCs, proprietários e credores.

Conclusões para edifícios comerciais C&I europeus

Módulos flexíveis têm seu nicho, mas em telhados comerciais regulamentados e segurados, eles têm desempenho inferior em eficiência, comportamento térmico, classificações mecânicas e força da garantia. Sua menor resiliência contra granizo e vento, garantias de produto mais curtas e menor produção no final da garantia criam preocupações adicionais de bancabilidade.

‍
O módulo LONGi Light Design que acabou de ser lançado oferece uma verdadeira solução de baixa carga para esses telhados, combinando uma plataforma de contato traseiro de alta eficiência com maior resistência à carga mecânica (até 5.400 Pa frontal / 2.400 Pa traseira), gerenciamento aprimorado de hot-spot e uma garantia de produto de 15 anos com garantia de desempenho de 30 anos. Para empresas com edifícios de grande vão, como centros logísticos, instalações de armazenamento, salões de produção, complexos de varejo, aeroportos ou locais de esportes, o módulo fornece um caminho seguro e confiável para desbloquear espaço de telhado que de outra forma permaneceria não utilizado. Juntamente com vantagens de custo de até € 200.000 por MW ao evitar reforço do telhado, é a opção adequada para o propósito. Para desenvolvedores, investidores e proprietários de edifícios, isso significa kWh mais confiáveis, proteção de risco mais forte e um custo nivelado de eletricidade mais baixo ao longo da vida útil completa do ativo.

‍