Da pv magazine Global
Uma equipe de pesquisa liderada pela Universidade Imam Abdulrahman Bin Faisal, na Arábia Saudita, conduziu um estudo experimental sobre como diferentes composições de poeira afetam o desempenho fotovoltaico. O estudo examinou quatro tipos de poeira — montmorilonita, caulinita, bentonita e poeira natural — em painéis solares operando em ambientes costeiros áridos.
“As conclusões deste estudo têm implicações práticas para a otimização da manutenção de sistemas fotovoltaicos em regiões costeiras áridas”, explicou o grupo. “Ao relacionar a composição da poeira aos mecanismos de degradação, as partes interessadas podem priorizar os cronogramas de limpeza ou selecionar revestimentos adequados aos minerais predominantes. Por exemplo, revestimentos hidrofóbicos podem mitigar a adesão induzida pela umidade em ambientes ricos em cálcio, enquanto regiões ricas em ferro podem se beneficiar de materiais termorresistentes.”
Os experimentos foram realizados em Jubail, uma cidade na costa do Golfo Pérsico da Arábia Saudita, classificada como BWh (deserto quente) segundo o sistema climático de Köppen. Um painel fotovoltaico policristalino de 20 W foi utilizado para testes de desempenho ao ar livre entre 9 e 29 de setembro de 2025. Na potência máxima, o painel forneceu uma corrente de 1,14 A e uma tensão de 17,6 V, com uma tensão de circuito aberto de 21,1 V e uma corrente de curto-circuito de 1,29 A.
As argilas montmorilonita, caulinita e bentonita foram obtidas como pós minerais comerciais e peneiradas para tamanho inferior a 45 μm. Amostras de poeira natural foram coletadas manualmente de superfícies de vidro expostas às condições ambientais em Jubail. A deposição de poeira foi realizada em sete etapas, começando com uma densidade superficial de cerca de 1,0 g/m² e aumentando gradualmente até aproximadamente 7,0 g/m². As medições foram realizadas após cada etapa de deposição.
“A análise mineralógica via MEV-EDX revelou perfis composicionais distintos que se correlacionam diretamente com os padrões de degradação de desempenho”, afirmaram os pesquisadores. “A poeira natural, caracterizada por alto teor de sílica (25,37%) e óxido de cálcio (30,52%), emergiu como o contaminante mais prejudicial, induzindo uma perda de potência de 48% a uma densidade de deposição de 6 g/m² por meio da combinação de dispersão de luz e cimentação higroscópica.”
A poeira rica em cálcio mostrou-se especialmente problemática em condições costeiras, onde a elevada umidade (40–65% de umidade relativa) transforma partículas soltas em camadas aderentes resistentes aos mecanismos naturais de limpeza. Em contrapartida, o elevado teor de ferro da montmorilonita (62,67%) contribuiu para a degradação térmica, elevando a temperatura da superfície do painel para 40,4 °C e reduzindo a tensão de circuito aberto.
“A umidade emergiu como um fator crítico de amplificação, e não como um fator de estresse independente, reduzindo a eficiência em 15–30% quando a umidade relativa ultrapassou 60%. Esse limite marca uma transição da sujidade reversível para a adesão cimentada, onde as forças capilares prendem as partículas de poeira à superfície do painel fotovoltaico com força suficiente para resistir à remoção impulsionada pelo vento”, explicaram os pesquisadores. “A análise diurna revelou que a geração de energia ideal ocorre durante as horas da manhã com baixa umidade (8h00–11h30, eficiência de 12–13%), enquanto os períodos da tarde apresentam perdas de eficiência de 20–25%.”
A equipe também descobriu que a poluição por partículas influenciou significativamente a degradação do desempenho, com o Índice de Qualidade do Ar (AQI) mostrando uma correlação negativa mais forte com a eficiência do que a umidade isoladamente. “Em níveis de AQI superiores a 160, os efeitos combinados da dispersão da luz por aerossóis em suspensão e da sujidade da superfície reduziram a eficiência de conversão para menos de 10%, mesmo sob densidades moderadas de deposição de poeira (3–4 g/m²)”, concluíram.
Os resultados da pesquisa estão disponíveis no artigo “Experimental and modeling study of dust composition impact on photovoltaic performance in arid coastal environments”, publicado no Journal of Materials Research and Technology. Cientistas da Universidade Imam Abdulrahman Bin Faisal, na Arábia Saudita, da Autoridade de Energia Atômica do Egito e da Universidade Ain Shams, no Egito, participaram do estudo.
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