NOCT (TONC): o que é e como afeta o rendimento fotovoltaico

O que significa NOCT ou TONC na energia fotovoltaica?

O conceito NOCT descreve uma temperatura característica do módulo fotovoltaico obtida em determinadas condições ambientais e de montagem. Não deve ser interpretado como a temperatura máxima que o painel atingirá, nem como uma temperatura constante durante o seu funcionamento. Tradicionalmente, a NOCT tem sido associada a condições de referência próximas das seguintes:

• Irradiação solar: 800 W/m².
• Temperatura ambiente: 20 °C.
• Velocidade do vento: aproximadamente 1 m/s.
• Montagem: módulo instalado numa configuração aberta que permita a circulação de ar.

Estas condições permitem comparar o comportamento térmico de diferentes módulos utilizando uma referência comum. A norma IEC 60904-5 prevê métodos para determinar a temperatura equivalente da célula e a sua aplicação na determinação da NOCT. Para obter mais informações sobre a referência normativa, pode consultar a IEC 60904-5 sobre a temperatura equivalente da célula e a NOCT.

É importante compreender que a TONC não representa necessariamente a temperatura que o módulo atingirá numa central fotovoltaica específica. Num local com elevada irradiação, temperaturas ambientes elevadas e pouca ventilação, a temperatura das células pode ultrapassar largamente o valor indicado como NOCT.

Diferença entre NOCT e condições STC

A NOCT não deve ser confundida com as STC (Standard Test Conditions), utilizadas para determinar a potência nominal de um módulo fotovoltaico. As condições STC estabelecem um ambiente de ensaio normalizado que permite comparar as características elétricas de diferentes módulos. Entre os seus principais parâmetros encontram-se uma irradiância de 1 000 W/m² e uma temperatura da célula de 25 °C.

A diferença fundamental reside no facto de, nas condições STC, a temperatura da célula estar fixada em 25 °C, enquanto a NOCT visa caracterizar a temperatura que o módulo atinge em determinadas condições ambientais. Por isso, embora um módulo tenha uma potência nominal determinada nas condições STC, durante o funcionamento real as suas células podem frequentemente funcionar a temperaturas consideravelmente superiores a 25 °C.

Esta diferença é relevante porque, nos módulos fotovoltaicos de silício, um aumento da temperatura da célula provoca normalmente uma redução da tensão e da potência máxima disponível. Os coeficientes de temperatura especificados na ficha técnica permitem quantificar este comportamento.

De que forma a NOCT influencia o rendimento de um módulo fotovoltaico?

A NOCT é útil para compreender como um módulo se pode comportar termicamente depois de instalado. A temperatura das células fotovoltaicas depende principalmente da radiação solar recebida, da temperatura ambiente, do vento e da capacidade do módulo e da sua estrutura de montagem para dissipar o calor. Como aproximação simples, a temperatura da célula pode ser estimada a partir da temperatura ambiente, da irradiância e do valor de NOCT. Uma expressão simplificada habitualmente utilizada é:

Tc ≈ Ta + [(NOCT − 20) / 800] × G

Significado:

• Tc: temperatura estimada da célula fotovoltaica em °C.
• Ta: temperatura ambiente em °C.
• NOCT: temperatura nominal de funcionamento da célula em °C.
• G: irradiância incidente sobre o módulo em W/m².

Esta expressão deve ser entendida como uma aproximação. Os modelos térmicos utilizados em simulações profissionais podem incorporar outras variáveis, tais como a velocidade do vento, a eficiência do módulo, a absorção de radiação e a configuração de montagem. O PV Performance Modeling Collaborative de Sandia National Laboratories dispõe de um modelo específico baseado na NOCT que tem em conta, precisamente, a irradiância sobre o plano do módulo, a temperatura ambiente, a velocidade do vento, a eficiência e a configuração de montagem.

A ventilação reveste-se de especial importância. Um módulo instalado sobre uma estrutura aberta pode dissipar calor por ambos os lados, enquanto um módulo situado muito próximo de uma cobertura pode apresentar uma temperatura de funcionamento mais elevada devido a uma menor circulação de ar. Por este motivo, a NOCT constitui uma referência térmica útil, mas não substitui um modelo detalhado de temperatura quando se realizam estimativas da produção energética de uma central fotovoltaica.