Uma equipe internacional de pesquisa de instituições e empresas líderes em energia solar fotovoltaica identificou as tendências mais importantes de P&D para o que chama de nova era da fotovoltaica multi-terawatt.
Os membros do grupo participaram todos do 4º Workshop Terawatt, um dos conjuntos de oficinas internacionais de alto nível sobre fotovoltaica conduzidas pelo Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE (Fraunhofer ISE) da Alemanha, pelo National Laboratory of the Rockies do Departamento de Energia dos EUA e pela Advanced Industrial Science and Technology (AIST) do Japão.
Em seu novo artigo, “Historical and future learning for the new era of multi-terawatt photovoltaics“, publicado recentemente na Nature Energy, o grupo prevê melhorias contínuas no preço, desempenho e confiabilidade da tecnologia fotovoltaica, juntamente com crescente atenção ao uso de recursos, emissões e reciclagem em projetos e fabricações futuras.
“A eficiência dos módulos solares pode exceder 35% mediante estruturas em tandem até 2050”, disse Andreas Bett, diretor da Fraunhofer ISE, em entrevista à pv magazine. Ele acrescentou que a eficiência das células pode superar 36%, com perdas entre célula e módulo menores do que hoje. “Até o final da primeira metade deste século, os preços dos módulos solares podem cair por um fator de dois.”
Bett disse que tanto maior eficiência quanto custos mais baixos serão fundamentais para a transição energética, mas ele vê a eficiência como o fator mais importante. “Maior eficiência significa que menos material e menos terra são necessários para instalações fotovoltaicas, o que melhora a sustentabilidade e reduz os custos gerais do sistema”, disse ele, acrescentando que a vida útil dos módulos solares “certamente” ultrapassará 40 anos.
Os pesquisadores enfatizaram que a indústria fotovoltaica tem superado consistentemente as projeções anteriores de custo, desempenho e integração dos módulos. Inovações em arquiteturas tandem e fabricação são esperadas para tecnologias fotovoltaicas como silício cristalino (c-Si), telureto de cádmio (CdTe) e cobre, índio, gálio e deseleneto (CIGS) poderiam e devem permitir a entrada de novos players no mercado, criando uma cadeia de suprimentos de células e módulos mais diversificada globalmente.
Eles também explicaram que as novas tecnologias fotovoltaicas em tandem terão que definir claramente o desempenho, garantir uma produção de energia previsível, detectar falhas precoces e gerenciar riscos desconhecidos de degradação, sendo este último um desafio também para os módulos de silício atuais e crítico para tecnologias emergentes baseadas em perovskita.
O estudo projeta que a capacidade global de fabricação solar pode atingir cerca de 3 TW até 2050 e destaca que o aprendizado voltado para sustentabilidade já reduziu custos e será cada vez mais vital para a indústria fotovoltaica garantir os recursos necessários para o crescimento futuro.
O grupo de pesquisa incluía cientistas da Alemanha, da Forschungszentrum Jülich GmbH, fabricante japonês de vidro solar AGC Inc, da Finlândia, a Universidade LUT, Yangtze Institute for Solar Technology da China, o especialista britânico em perovskita solar Oxford Photovoltaics Ltd, a fabricante de módulos chinesa Trina Solar, da Arábia Saudita, a KAUST Solar Center, King Abdullah University of Science and Technology (KAUST), a Universidade de New South Wales (UNSW) na Austrália, fabricante de filmes finos dos EUA First Solar, do Japão, o National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (NEDO), e a fabricante fotovoltaica sediada em Singapura, a Maxeon, entre outros.
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