Seguidores fixos têm impacto ambiental 17% maior que os de eixo único, concluem pesquisadores

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Cientistas da Universidade Federal do Rio de Janeiro e do Centro de Pesquisas da Energia Elétrica (Cepel) analisaram o impacto ambiental de usinas fotovoltaicas com seguidores de eixo único e com seguidores fixos, usando sistemas solares no Nordeste do Brasil como um caso de estudo.

Foram analisados dois sistemas fotovoltaicos. O primeiro (S1) tem módulos policristalinos montados em seguidores de eixo único, com uma capacidade instalada total de 1.033,25 kW. O segundo (S2) é composto por módulos policristalinos montados em seguidores fixos, com uma capacidade de 52,20 kW. Os módulos de ambos os sistemas são provenientes da Malásia. O estudo assume que os seguidores, inversores, e transformadores são manufaturados no Brasil.

Os pesquisadores utilizaram a técnica da Avaliação do Ciclo de Vida (ACV) para conduzir a análise de impacto ambiental. A equipe concentrou a sua análise em três categorias da ACV, que de acordo com a Empresa de Pesquisa Energética (EPE) são os que mais condicionam a evolução do setor energético no Brasil: aquecimento global, uso de espaço e consumo de água.

A avaliação do ciclo de vida dos sistemas S1 e S2 engloba a fase de produção, distribuição, construção, operação e manutenção (O&M), e descomissionamento. Não inclui a conexão à rede, a transmissão da eletricidade, e as fases de consumo. Os dados sobre os insumos (tais como materiais e energia) e saídas (tais como produtos, liberações e resíduos), foram adquiridos da base de dados internacional Ecoinvent. As análises foram processadas no software SimaPro 9.0. A ACV reflete o desempenho ambiental dos sistemas para a produção de 1 kWh de eletricidade.

“Para quantificar a diferença entre os desempenhos ambientais dos dois sistemas fotovoltaicos para a geração de 1 kWh, primeiro calculamos a diferença entre o seu desempenho em relação a cada uma das três categorias em termos percentuais”, explicaram os pesquisadores. “Depois, calculamos a média desses resultados e obtivemos que o impacto ambiental associado com a geração de 1 kWh pelo S2 (com seguidor fixo) é aproximadamente 17% mais alto em média do que o do S1 (com seguidor de eixo único).”

Em particular, o impacto do sistema S1, de seguidor de eixo único, é 24% menor na categoria aquecimento global, 20% menor no uso do espaço, e 7% no uso da água. O sistema S1 emite o equivalente a um total de 44,64 g de dióxido de carbono por kWh, com os a fase de produção representado 95% das emissões. A produção de módulos representa mais de 70% das emissões, de seguidores 17%, e a de motores elétricos apenas 0,04%.

Os cientistas também compararam o impacto ambiental de sistemas fotovoltaicos com os dois tipos de seguidores nos projetos dos leilões de 2014 e 2015. A taxa de sistemas com seguidores de eixo único do leilão de 2014 é de 32%, enquanto no leilão de 2015 é de 90%. A equipe concluiu que o uso de seguidores de eixo único nos projetos de 2014 levou a uma redução de emissões de carbono de aproximadamente 7% e de 17% nos projetos de 2015. O uso de espaço foi reduzido em 6% e 15%, respetivamente, e o uso de água em 3% e 7%.

Os pesquisadores concluíram que o uso de sistemas fotovoltaicos com seguidores de eixo único deve ser priorizado no Brasil, apesar do seu custo mais alto. A implantação desta tecnologia mais custosa “pode ser suportada por políticas públicas…atraves de incentivos econômicos,” recomendaram os cientistas.

A equipe publicou o estudo “Environmental life cycle-based analysis of fixed and single-axis tracking systems for photovoltaic power plants: A case study in Brazil” na revista científica Cleaner Engineering and Technology.

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