Pesquisa do Instituto de Física de São Carlos (IFSC) da Universidade de São Paulo propõe extração de parâmetros elétricos de dispositivos fotovoltaicos a partir de uma única curva corrente-tensão, utilizando técnicas de otimização computacional para simplificar processos de caracterização.
Pesquisadores do Instituto de Física de São Carlos (IFSC) da Universidade de São Paulo desenvolveram uma metodologia capaz de extrair parâmetros elétricos fundamentais de dispositivos fotovoltaicos utilizando apenas uma única curva corrente-tensão (I-V). A proposta busca simplificar processos de caracterização de células solares, reduzindo o tempo necessário para análises experimentais e a dependência de medições múltiplas em diferentes condições operacionais.
A técnica foi desenvolvida com base no modelo de diodo único, amplamente utilizado para representar o comportamento elétrico de células solares. Nesse modelo, parâmetros como corrente fotogerada, corrente de saturação reversa, resistência série, resistência paralela e fator de idealidade do diodo são fundamentais para avaliar o desempenho do dispositivo e identificar perdas elétricas.
Segundo os autores, a principal inovação está na utilização de algoritmos de otimização capazes de estimar esses parâmetros diretamente a partir de uma única curva experimental. Tradicionalmente, esse tipo de extração exige múltiplas medições sob diferentes níveis de irradiância e temperatura, além de procedimentos iterativos complexos.
Os pesquisadores explicam que a metodologia emprega técnicas computacionais para minimizar o erro entre os dados experimentais e os valores simulados pelo modelo matemático da célula solar. O processo permite ajustar automaticamente os parâmetros elétricos até atingir elevada precisão na reprodução da curva I-V medida em laboratório.
De acordo com o estudo, os testes demonstraram baixos índices de erro estatístico e boa convergência numérica, indicando potencial para aplicações em pesquisa, desenvolvimento e controle de qualidade na indústria fotovoltaica. A abordagem também pode facilitar análises de degradação e diagnóstico de falhas em células e módulos solares.
Outro ponto destacado pelos autores é a possibilidade de integração da metodologia em sistemas automatizados de caracterização elétrica. Isso pode contribuir para reduzir custos operacionais em laboratórios e linhas de produção, além de acelerar etapas de validação tecnológica de novos materiais fotovoltaicos.
A pesquisa foi conduzida por Yosthyn M. Ariza Florez e Gregório Couto Faria, do IFSC-USP. Os autores afirmam que o método pode ser adaptado para diferentes tecnologias fotovoltaicas e utilizado em estudos futuros voltados à otimização de dispositivos solares de alta eficiência.Também recebeu apoio do Instituto Nacional de Eletrônica Orgânica (INEO), Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e Fundação de Amparo à Pesquisa no Estado de São Paulo (Fapesp).
O estudo, intitulado “Parameter extraction of photovoltaic devices from a single current-voltage curve using optimization techniques”, foi publicado na revista científica Measurement: Energy.
