Pesquisadores da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC) no Brasil realizaram testes durante dois anos em módulos solares policristalinos de segunda vida implantados no campus e descobriram que eles ainda podem garantir um comportamento “estável”, com desempenho consistente com taxas anuais de degradação de até 0,44%.
“Apesar dos muitos aspectos que dificultam a venda, questões de economia circular e sustentabilidade podem favorecer módulos fotovoltaicos de segunda vida, devido à enorme quantidade de painéis que ficarão disponíveis com o crescimento exponencial que essa tecnologia vem passando por quase uma década”, disse o autor principal da pesquisa, Ricardo Rüther, à pv magazine.
“Apesar do claro argumento de segunda vida para módulis em questões técnicas, sustentabilidade e aspectos da economia circular, é difícil defender isso com base na economia, porque o silício fotovoltaico de última geração continua caindo de preço”, continuou. “Atualmente é difícil acreditar que alguém optaria por um módulo fotovoltaico Si de segunda vida por um preço pelo menos 50% abaixo do preço atual do mercado para módulos fotovoltaicos de Si novos, de última geração. Além disso, os prazos de garantia são um pouco incertos nesse mercado.”
Para o experimento, a equipe de pesquisa utilizou módulos fotovoltaicos multicristalinos de segunda vida recuperados de um sistema fora da rede desativado na Ilha Ratones, Brasil, originalmente instalados para substituir a geração a diesel. O sistema consistia em 76 módulos, totalizando 4,7 kW, e operou por mais de 22 anos antes de ser remotorizado em 2022 com tecnologia de maior eficiência.
Após o descomissionamento, os módulos foram transportados para o laboratório fotovoltaico do UFSC para avaliação detalhada sob condições ambientais costeiras semelhantes. Em 2023, todos os módulos passaram por avaliações visuais, elétricas e de segurança, levando à aprovação de 68% para uso em segunda vida.
Configuração experimental
Os módulos aprovados foram então testados em duas configurações: uma configuração externa em nível de módulo e uma instalação conectada à rede em nível de sistema. No nível do módulo, dois módulos representativos foram instalados em um rastreador de eixo único com medições contínuas da curva IV com resolução de um minuto.
Essa configuração permitia monitoramento detalhado de parâmetros elétricos, como potência máxima, corrente, voltagem e comportamento de degradação em condições reais de operação. Sensores de alta precisão mediam irradiância e temperatura, permitindo a correção dos resultados para condições padrão de teste. A filtragem rigorosa de dados garantiu conjuntos de dados de alta qualidade, resultando em 49 dias válidos de céu limpo durante um período de monitoramento de dois anos.
Imagens eletroluminescentes foram realizadas tanto após a desativação quanto após dois anos de exposição externa para detectar defeitos e degradação dos trilhos. Essa abordagem combinada elétrica e de imagem forneceu insights sobre a estabilidade a longo prazo dos módulos reutilizados.
O desempenho do sistema foi avaliado usando a razão de desempenho (PR), incluindo PR corrigida pelo clima para levar em conta variações de temperatura. Dados elétricos e ambientais foram coletados e processados com critérios de filtragem para garantir confiabilidade, resultando em 128 dias válidos de análise.
Testes adicionais de campo, incluindo traçado de curvas IV, medições de resistência de isolamento e inspeções com drones térmicos, foram realizados para avaliar a integridade do sistema. A temperatura de operação foi estimada usando modelos estabelecidos devido à ausência de sensores diretos.
Resultados
Os testes foram realizados entre 2023 e 2025 e mostraram que os módulos conseguiram manter 87–88% de sua potência original, com degradação adicional mínima de cerca de 0,4% por ano, com curvas IV sob condições de céu limpo confirmando comportamento elétrico estável ao longo de dois anos, consistente com medições pós-descomissionamento.
A imagem eletroluminescenta, por sua vez, detectou apenas reduções moderadas da luminescência, sem células inativas ou propagação severa de defeitos graves. Além disso, a degradação em nível de sistema foi encontrada em média de cerca de 0,7% ao ano, um pouco maior devido ao desajuste dos módulos, mas ainda abaixo das expectativas do fabricante.
Testes de segurança, incluindo resistência de isolamento e inspeções térmicas, confirmaram que os módulos eram confiáveis, mesmo para unidades reparadas com pequenas rachaduras. Os módulos reparados apresentaram apenas pontos quentes leves, sem risco imediato ao desempenho ou segurança.
“No geral, o estudo fornece evidências abrangentes sobre o desempenho, confiabilidade e comportamento de degradação de módulos fotovoltaicos de segunda vida”, disse Rüther. “Isso demonstra que, apesar do envelhecimento, uma parte significativa dos módulos desativados ainda pode operar de forma eficaz. No entanto, incentivos financeiros ainda são necessários para estabelecer e escalar mercados de reutilização de forma sustentável.”
Os resultados da pesquisa estão disponíveis em “Second-Life Photovoltaics in Practice: Performance Results from a Brazilian Case“, publicado em Solar Energy Advances.
A UFSC também está sediando o sistema fotovoltaico mais antigo do Brasil. Ele foi implantado pelo próprio Rüther em 1997, após concluir um pós-doutorado em Sistemas de Energia Solar na Alemanha, no Instituto Fraunhofer de Sistemas de Energia Solar (Fraunhofer ISE) em Freiburg, Alemanha.
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