The choice of a particular PV technology for best performance is sometimes based upon a single factor or single operating condition. However, many parameters have functionalities that oppose each under actual operating conditions. In this paper, the comparisons of different PV module technologies under moderate environmental conditions (Tropical Climate Zone, Belo Horizonte, Brazil) are explored based upon the two competing parameters of soiling-layer spectral effects and panel operating temperature. Specifically, low-bandgap PV technologies (e.g., Si or Cu(In,Ga)(SSe)₂) are reported to have performances less affected by the absorption of incoming sunlight than higher-bandgap absorbers (e.g., a-Si:H or CdTe). However, the opposite is true for operating temperatures, with higher bandgaps having advantages under higher-temperature operating conditions. We present a simple comparative soiling-temperature model with experimental collaborative data to address the following question: What is the controlling parameter of the combination of soiling spectral effects and temperature on lower- and higher-bandgap module technologies? Temperature coefficients are measured for groups of modules for the four technologies having bandgaps ranging from 1.1 to 1.7 eV. Additional optical absorption for the soiling layers in the range of 300 nm to ~600 nm is confirmed by transmission measurements. The data from our soiling monitoring stations indicate that these potential spectral effects are based on consistent differences in soiling ratios and soiling rates. Some differences between the model predications and experimental observations are discussed. This paper reports temperature and soiling regions of “best-of-class” performances for these four commercial PV technologies in this climate region based upon the two competing parameters.

Resumo A deposição de sujidades tem impacto significativo no desempenho de módulos fotovoltaicos (FV). Visando aprimorar técnicas que possam contribuir para o maior rendimento da tecnologia FV, esforços têm sido realizados para identificação e quantificação das perdas por sujidades em diferentes regiões sobre influência de diferentes zonas climáticas. Normalmente, esta análise baseia-se na utilização de parâmetros elétricos e térmicos medidos em estações de monitoramento de sujidade, comparados com variáveis meteorológicas medidas na mesma localidade. Porém, novas técnicas têm sido estudadas como alternativa para quantificar as perdas de desempenho de módulos FV devido a deposição de sujidade, tornando, em algumas vezes, o processo menos dispendioso e mais prático. Neste cenário, este trabalho tem como objetivo apresentar uma metodologia para quantificar as taxas de sujidade para módulos fotovoltaicos de filme fino e silício cristalino, considerando dados de densidade gravimétrica. Para isso, cupons foram colocados em uma área externa próxima as estações de sujidade instaladas no laboratório GREEN PUC Minas em Belo Horizonte/MG. A densidade gravimétrica da sujidade (g/m2) foi medida em intervalos de sete dias, e a taxa de sujidade (SRatio) foi estimada usando o modelo proposto por Coello e Boyle (2018) e Hegazy (2001). Essa taxa de sujidade (SRatio) estimada foi comparada com a taxa de sujidade identificada a partir de dados coletados das estações de monitoramento de sujidade disponibilizada por Costa (2018). Além disso, imagens foram tiradas dos cupons utilizando microscópio de sujidade, seguindo metodologia Figgis (2017).