Por Luís Gil, Membro Conselheiro e Especialista em Energia da Ordem dos Engenheiros
Os números dizem tudo. De acordo com a International Energy Agency, em 2024 a potência instalada a nível do fotovoltaico teve um aumento de 29% relativamente a 2023, que já tinha sido praticamente o dobro de 2022, que tinha também sido muito mais elevado do que em 2021! A China continua o mercado dominante, mas a UE vem a seguir embora a bastante distância.
A eficiência dos módulos continua a aumentar, sendo que os bifaciais já representam mais de 75% da produção. 62% das instalações são ainda centralizadas. Aplicações de duplo uso (sim, também aqui!) como agrivoltaico, flutuante e integração em infraestruturas são cada vez mais relevantes.
Como é sabido (ver p.e. https://executivedigest.sapo.pt/a-ag-tech-de-agri-pv/ ) a solução de agrivoltaico oferece uma solução promissora relacionada com o uso da terra ao combinar agricultura com a geração de energia elétrica por via solar. No entanto esta solução requer a monitorização de um maior número de parâmetros. E há interações que podem ser prejudiciais (p.e. corrosão de componentes fotovoltaicos devido às atividades e produtos usados na agricultura). Mas também há interações positivas (ver, por exemplo, o citado artigo).
Em termos do fotovoltaico flutuante, trata-se de uma solução promissora em regiões com restrições de ocupação de solos, mas pode ter problemas associados à degradação do equipamento, embora também aqui haja alguns aspetos positivos. Para acelerar a sua adoção é necessário desenvolver mais trabalho a nível dos impactos, das barreiras regulamentares e de redução de custos.
À medida que acelera a implementação do fotovoltaico, devido à queda dos custos, avanço das tecnologias associadas e face aos urgentes objetivos climáticos, as instalações desta tecnologia vão sendo cada vez mais localizadas em ambientes que colocam desafios, como desertos, regiões tropicais, áreas geladas e propensas a acidentes climáticos, mas com bom recurso solar. Por isso há novos desafios que se apresentam para reduzir os riscos inerentes em termos de durabilidade e desempenho. Normalmente isso passa por vidro frontal mais espesso nos painéis, melhores materiais de encapsulamento e até diferentes geometrias.
Os eventos climáticos extremos, que são cada vez mais frequentes e severos, podem provocar destruição dos módulos ou das estruturas em que estão montados, mas também podem existir outros danos menores que podem acelerar a degradação do desempenho. Por isso é importante a manutenção preventiva.
Dado que cerca de 770 milhões de pessoas ainda vivem sem eletricidade, os sistemas fotovoltaicos autónomos emergem como uma solução-chave, barata e fiável para a eletrificação. Solução essa que tem de passar pelo armazenamento, nomeadamente em baterias de ião de lítio, que são já economicamente viáveis, nomeadamente para as instalações maiores.
E, num tempo atual, a digitalização tem também uma palavra a dizer e já não apenas como uma ferramenta de apoio. Paralelamente, a melhoria da qualidade das previsões atmosféricas e, concomitantemente, das avaliações do recurso, podem fazer diminuir os custos de planeamento e de investimento.
As tecnologias fotovoltaicas estão a mudar rapidamente à medida que novos materiais e designs se apresentam no mercado. A fiabilidade e o desempenho dos módulos fotovoltaicos, varia, naturalmente, com o tipo de módulo. Algumas novas tecnologias, como as baseadas em perovskites, apresentam alguns desafios que ainda não estão totalmente resolvidos.
Por exemplo, as fissuras podem ser mitigadas pela tecnologia multi-wire. A degradação provocada pela luz e pela temperatura pode ser diminuída pelo uso de wafers dopados com gálio. Podem também ser usados materiais de revestimento resistentes aos raios UV.
A sujidade provocada por poeiras, poluição e até resíduos biológicos é uma das causas principais da queda do desempenho dos módulos, considerando-se responsável por 4% a 7% da perda de produção global de energia por esta via, com a respetiva perda económica associada. Existem muitos métodos para monitorizar a sujidade e as estratégias de mitigação devem ser feitas de acordo com as condições locais e as características das instalações.
Novas soluções de tecnologia fotovoltaica integrada nos veículos podem ajudar a aumentar a sustentabilidade dos transportes elétricos e a reduzir a dependência dos carregadores. Efeitos como o aumento da autonomia, a geração de eletricidade a bordo e a redução das emissões são possíveis. Aplicações em camiões e autocarros já apresentam retornos promissores. Ainda há desafios para vencer no domínio dos tejadilhos curvos (prevê-se uma batalha entre a eficiência e a estética!).
Algo semelhante se passa no domínio da integração do fotovoltaico nos edifícios, nomeadamente se se pretender transformar os edifícios em geradores de energia renovável. No entanto já existem muitos casos reais com este tipo de solução em diversos tipos de clima e de ambientes arquitetónicos. Mas têm de estar bem estabelecidas regras de operação e manutenção. Países como a Espanha e a Áustria lideram neste domínio. Saliente-se que a existência de painéis fotovoltaicos nas fachadas reduz a quantidade de energia solar que é transferida para o espaço interior, reduzindo assim os requisitos de arrefecimento.
À medida que a implementação do fotovoltaico cresce rapidamente a nível global, a gestão dos módulos fotovoltaicos depois do seu tempo de vida útil é também crescentemente importante, agravando-se a nível futuro. Por isso a sua reciclagem tem um papel fundamental na sustentabilidade desta tecnologia. Mas a viabilidade económica deste processo ainda apresenta desafios. E é também preciso haver uma estrutura regulamentar adequada. Têm aqui a palavra os decisores políticos!
