Por que os módulos fotovoltaicos estão quebrando? Veja o que os estudos mostram

Nos últimos anos, o setor solar começou a encarar um problema que, até pouco tempo, era raro de acontecer: o vidro do módulo fotovoltaico fraturando/quebrando. O problema já foi relatado também em universidades como a USP e UFSC [1]. Os estudos recentes mostram que o assunto é bem mais complexo do que parecia e envolve uma combinação de fatores estruturais, materiais, escolhas de montagem e até eventos inesperados de vento em faixas intermediarias.

Os trabalhos científicos deixam claro que não existe um único vilão. A fratura costuma aparecer pela junção de vários elementos e, além disso, a causa varia de região para região. Entre as possíveis causas mais citadas na literatura técnica estão:

• Vidro mais fino e com menor resistência

  
  

  Com clientes exigindo cada vez mais potência em um único módulo e os fabricantes usando isso como estratégia de marketing, muitos modelos modernos tiveram o vidro afinado para reduzir peso e custo de fabricação. Hoje, grande parte dos módulos utiliza vidro de 2 mm, em vez dos antigos 3 mm. Vidros mais finos não podem ser totalmente temperados, o que reduz a resistência a tensões, arranhões e impactos. O relatório IEA PVPS [2] destaca que vidros entre 1.6 mm e 2 mm são mais sensíveis e frequentemente apresentam trincas iniciadas no vidro traseiro. Essas trincas muitas vezes surgem em conjunto com outros fatores que, somados ao vidro fino, facilitam a fratura.

  
  

• Suporte inadequado ou falhas na montagem

  
  

  Quando falamos de estrutura seja tracker ou fixa, o problema aparece em ambos. Se a estrutura não for compatível com o módulo fotovoltaico, isso favorece o surgimento de trincas. A compatibilidade é verificada em testes de carga mecânica estática e dinâmica, e no Brasil apenas o LESF-MV (https://www.lesfmv.com/) realiza esse tipo de ensaio. Porém, mesmo uma estrutura compatível pode sofrer com pressão excessiva nos grampos, parafusos apertados demais, componentes maleáveis ou pontos de suporte muito curtos, situações que geram tensões internas e favorecem a quebra [2].

  
  

• Contato do vidro com a moldura (frame)

  
  

  Estudos do NREL mostram que o vidro pode tocar a moldura devido a deflexão, vibração ou folgas inadequadas. Isso cria novos pontos de defeito em várias estruturas. A entrada de areia entre vidro e frame agrava ainda mais a situação, gerando tensões locais que iniciam trincas mesmo sob cargas pequenas [3].

  
  

• Problemas no processo de fabricação do módulo

  
  

  Para reduzir custos, algumas empresas utilizam materiais de baixa qualidade na produção dos módulos. O INMETRO não avalia a qualidade, apenas o mínimo funcionamento seguro, o que permite que produtos inferiores passem na certificação. Cortes mal acabados e furos na região da caixa de junção atuam como pontos de concentração de tensão. A literatura relata início de trincas nesses locais, e o PVPS cita explicitamente essa falha como causa comum de ruptura do vidro traseiro [2].

Figura 1. Os módulos que apresentam trincas no vidro traseiro costumam exibir padrões característicos. As fissuras destacadas em vermelho seguem predominantemente o sentido do lado mais longo da moldura. Já as fissuras marcadas em laranja tendem a se propagar próximas aos lados mais curtos, e em alguns casos mudam de direção e avançam em direção à região central do módulo [4].

• Deflexão do módulo e bowing

  
  

  O estudo da DNV sobre ventos intermediários mostra que muitos módulos apresentam arqueamento descendente. Isso coloca o vidro traseiro em tração e facilita a quebra, especialmente quando as trincas seguem o lado longo do módulo e se direcionam para as caixas de junção [4].

  
  

• Eventos de vento em velocidade intermediaria

  
  

  O mesmo estudo constatou que ventos moderados quebram mais módulos do que ventos fortes. Mais de 15% dos módulos apresentaram trincas após dias com ventos intermediários que ocorreram imediatamente antes das falhas, mesmo muito abaixo do limite de projeto [4].

  
  

• Módulo atuando como elemento estrutural involuntário

  
  

  Outro ponto citado na literatura é que, antigamente, o frame do módulo absorvia a maior parte das cargas. Com os novos modelos e a redução do frame, o vidro passou a absorver grande parte da carga mecânica, algo que não ocorria no passado [5].

Por fim, ainda existe a possibilidade de ocorrência de hotspot ou choque térmico, embora a literatura relate poucas fraturas diretamente associadas a esses fenômenos. Além disso, a roçagem em áreas de vegetação também merece atenção. Ela não aparece como causa principal de trincas, mas pode aumentar o risco de danos de forma indireta, seja por impactos de detritos lançados pelas ferramentas, ou pequenos choques mecânicos.

Mas, enfim, quais são as consequências?

A principal consequência é a entrada de umidade e oxigênio [2,3]. No início, o módulo pode continuar gerando normalmente, mas com o tempo ocorre corrosão das trilhas e das células e uma degradação acelerada. Também pode haver ativação dos diodos de bypass e formação de hotspots, aumentando o risco de superaquecimento. Além disso, a falha de isolamento pode comprometer a segurança da instalação. A soma desses fatores leva à redução acelerada da potência e ao aumento do mismatch nas strings, o que causa perdas na conversão de energia.

E de quem é a culpa?

Como mencionado, cada caso é um caso e exige análise por especialistas, muitas vezes em laboratório. O grande problema é que vários fatores podem levar à fratura do vidro e diferentes agentes podem ser responsáveis. Isso dificulta o acionamento da garantia, principalmente quando o fabricante não é confiável. Por isso, recomendo sempre adquirir módulos de empresas que ofereçam suporte técnico sólido e histórico de qualidade.

Considerações

A modernização dos módulos em busca de maior potência, menor peso e marketing agressivo criou um conjunto de fragilidades que antes não existia. Hoje é necessário garantir compatibilidade total entre estrutura e módulos por parte de ambos os fornecedores. Isso é ainda mais crítico em usinas de grande porte e módulos acima de 650 W. Além disso, vejo urgência na revisão das normas de teste, dos critérios de montagem e dos limites de uso de vidros mais finos.

Referências e Leituras Recomendadas

[1] PV Magazine. Desafios na confiabilidade de módulos bifaciais: quebra de vidro em módulos de grande área. https://www.pv-magazine-brasil.com/2024/11/01/desafios-na-confiabilidade-de-modulos-bifaciais-quebra-de-vidro-em-modulos-de-grande-area/

[2] IEA PVPS Task 13. Degradation and Failure Modes in New Photovoltaic Cell and Module Technologies. IEA-PVPS-T13-30-2025. 2025

[3] Silverman, T. J.; Palmiotti, E. C.; Springer, M.; Bosco, N.; Deceglie, M.; Repins, I.; Gaulding, A. “Tough Break: Many Factors Make Glass Breakage More Likely.” National Renewable Energy Laboratory (NREL), Golden, CO, USA. 2023.

[4] D. Wang, A. Hermawan and E. Woolard, "Correlation Between Mid-Level Wind Speed and Rear Glass Breakages on Non-Large-Format Bifacial PV Modules on Trackers in a Solar Farm," 2024 IEEE 52nd Photovoltaic Specialist Conference (PVSC), Seattle, WA, USA, 2024, pp. 0064-0067, doi: 10.1109/PVSC57443.2024.10749690.

[5] E. C. Palmiotti et al., "Growing Panes: Investigating the PV Technology Trends Behind Frequent Early Failures in Modern Glass–Glass Modules," in IEEE Journal of Photovoltaics, vol. 15, no. 2, pp. 297-308, March 2025, doi: 10.1109/JPHOTOV.2025.3526170.

[6] PV Magazine / CEA. Recomendações da CEA para mitigar a quebra de vidro dos módulos. https://www.pv-magazine-brasil.com/2025/07/29/recomendacoes-da-cea-para-mitigar-a-quebra-de-vidro-dos-modulos/