Tendências tecnológicas de usinas cadastradas nos leilões

A Empresa de Pesquisa Energética (EPE) publicou o Caderno de Tecnologias de Geração, que mostra a evolução das características técnicas dos projetos de geração centralizada cadastrados para os leilões de energia. A análise consolida dados de uma amostra de milhares de projetos – apenas da fonte solar, foram 1.345 projetos cadastrados para o A-5 de 2022, totalizando 55.822 MW de potência – com uma visão de evolução das características técnicas dos últimos 14 anos.

Silício monocristalino em 90% dos projetos

Até 2020, a maior parte dos projetos utilizava a tecnologia de silício policristalino. No entanto, essa participação veio apresentando redução desde 2016, até ser superada pelo silício monocristalino, em 2021, que representou mais de 90% da amostra em 2022. Além disso, uma pequena fração de projetos utilizou telureto de cádmio (CdTe) entre 2016 e 2021, voltando a aparecer alguns projetos com essa tecnologia no leilão A-4 de 2022.

Maior potência dos módulos

A potência média por módulo fotovoltaico tem aumentado, puxada tanto por ganhos de eficiência quanto pelo aumento dos equipamentos. Enquanto os módulos de silício de 60 células possuem cerca de 1,66 m², os de 72 células e os de 144, “half cell”, tipicamente possuem cerca de 2 m².

Em termos de quantidade de células para os módulos de silício cristalino, após a migração de módulos de 60 células para 72 células até 2016, houve um crescimento expressivo no uso dos modelos de 144 células, que passaram a liderar entre os projetos cadastrados a partir de 2019.

Os módulos de 144 células possuem dimensões e potências similares às daqueles de 72 células. Esses módulos apresentam correntes mais baixas que os modelos que utilizam a célula inteira, reduzindo as perdas resistivas. Outra vantagem é a maior tolerância a sombreamentos parciais, já que apenas 1/6 da potência total é afetada ao se sombrear uma célula, ante 1/3 em módulos comuns. Mais recentementeuma grande quantidade de projetos passou a usar módulos de 156 células, que chegam a 2,80 m² de área.

Módulos PERC e bifaciais

A tecnologia PERC (Passivated Emitter Rear Cell) ganhou destaque nos leilões a partir de 2018. Apesar de a camada de passivação para reflexão interna dos fótons ser uma tecnologia conhecida há décadas, apenas a tecnologia atingiu viabilidade, e seu uso têm crescido rapidamente, dado o baixo custo de implantação pela indústria atual.

Os primeiros projetos considerando módulos PERC foram habilitados em 2017, embora totalizassem apenas 0,6% da potência CC habilitada. Essa proporção vem se incrementando, e dentre os projetos habilitados do leilão A-5/2021 chegou a 41%, sendo a maior parte deste de silício monocristalino. Em 2022, a participação da tecnologia nos projetos cadastrados caiu para menos de 30% no A-5, último leilão realizado.

Também aumentou o uso de módulos bifaciais, que possuem vidro também na parte posterior e células capazes de converter a energia solar em ambas as faces, aproveitando a luz refletida pelo solo e a radiação difusa. Ausentes nos anos anteriores, os módulos bifaciais representaram 19,5% e 19%, respectivamente, da potência CC dos leilões A-4 e A-6 de 2019 e aumentaram a participação atingindo 80% nos leilões A5/2021 e A-4/2022.

Inversores

Entre 2016 e 2020 os inversores com potência entre 1 MW e 3 MW predominaram. A partir de então, mais projetos passaram a considerar equipamentos de potência acima de 3 MW, chegando até 5 MW. Em menor proporção, aumentou também o número de inversores de menor potência, entre 60 kW e 500 kW, com destaque para os de tipo string.

Tal aplicação vem sendo discutida no setor nos últimos anos, com a justificativa de que o maior custo de investimento poderia ser compensado por vantagens como a redução no cabeamento CC, maior produção em terrenos acidentados ou locais com sombreamento parcial, maior número de MPPT’s; e maior facilidade na troca de equipamentos defeituosos.

Rastreadores

O uso de rastreamento de um eixo vem se mantendo como a escolha predominante dos projetos, com participações acima de 95% desde o ano de 2017, atingindo 100% no leilão A-5/2021. O uso de rastreamento de um eixo, no lugar de de sistemas de estrutura fixa, “tem contribuído para atingir fatores de capacidade mais elevados, com produções de energia mais constante ao longo do dia, mas necessita maior quantidade de área para instalação da usina”, dizem os autores do estudo.

Prazos e custos

Em média, os prazos de implantação de prjetos solares e eólicos cadastrados nos leilões ficaram entre 12 e 15 meses – chegando a 5 meses em casos de ampliações de clusters já existentes.

Os equipamentos correspondem a maior parte dos custos, sendo que os módulos fotovoltaicos, representam cerca de 40% do custo total do projeto. A seguir, as estruturas (incluindo rastreadores) e os inversores correspondem respectivamente a cerca de 15% e 9%. Os demais equipamentos, em torno de 4%.

Já do lado dos serviços, os custos de transmissão e conexão, além das obras civis, correspondem respectivamente a 11% e 8,5% do custo. Outros custos, como terreno, ações socioambientais, custos indiretos, logística, montagem, testes e seguro, representam cerca de 11% dos custos totais.