Pesquisadores da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), no Brasil, realizaram testes de dois anos em módulos solares policristalinos de segunda vida instalados em seu campus e descobriram que eles ainda podem garantir um comportamento “estável”, com desempenho consistente com taxas de degradação anual de até 0,44%.
“Apesar dos muitos aspectos que dificultam a sua comercialização, as questões da economia circular e da sustentabilidade podem favorecer os módulos fotovoltaicos de segunda vida, devido à enorme quantidade de painéis que ficarão disponíveis com o crescimento exponencial que esta tecnologia vem experimentando há quase uma década”, disse o autor principal da pesquisa, Ricardo Rüther, à pv magazine.
“Mesmo com os claros argumentos a favor da reutilização de painéis fotovoltaicos, em termos técnicos, de sustentabilidade e de economia circular, é difícil defendê-la do ponto de vista econômico, porque o preço dos painéis fotovoltaicos de silício de última geração continua caindo”, continuou ele. “Atualmente, é difícil acreditar que alguém optaria por um módulo fotovoltaico de silício de segunda vida por um preço pelo menos 50% inferior aos preços de mercado atuais para módulos fotovoltaicos de silício novos e de última geração. Além disso, os prazos de garantia são um tanto incertos nesse mercado.”
Para o experimento, a equipe de pesquisa utilizou módulos fotovoltaicos multicristalinos de segunda vida, recuperados de um sistema isolado desativado na Ilha de Ratones, no Brasil, originalmente instalado para substituir a geração a diesel. O sistema era composto por 76 módulos, totalizando 4,7 kW, e operou por mais de 22 anos antes de ser repotenciado em 2022 com tecnologia de maior eficiência.
Após o descomissionamento, os módulos foram transportados para o laboratório de energia fotovoltaica da UFSC para uma avaliação detalhada em condições ambientais costeiras semelhantes. Em 2023, todos os módulos foram submetidos a avaliações visuais, elétricas e de segurança, resultando na aprovação de 68% deles para reutilização.
Configuração experimental
Os módulos aprovados foram então testados em duas configurações: uma instalação 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 permitiu o monitoramento detalhado de parâmetros elétricos, como potência máxima, corrente, tensão e comportamento de degradação em condições reais de operação. Sensores de alta precisão mediram a irradiância e a temperatura, permitindo a correção dos resultados para condições de teste padrão.
A filtragem rigorosa dos dados garantiu conjuntos de dados de alta qualidade, resultando em 49 dias válidos de céu limpo ao longo de um período de monitoramento de dois anos.
A imagem por eletroluminescência foi realizada tanto após o descomissionamento quanto após dois anos de exposição ao ar livre para detectar defeitos e acompanhar a degradação. Essa abordagem combinada de análise elétrica e de imagem forneceu informações sobre a estabilidade a longo prazo dos módulos reutilizados.
O desempenho do sistema foi avaliado utilizando a taxa de desempenho (PR), incluindo a PR corrigida pelas condições climáticas para levar em conta as variações de temperatura.
Os dados elétricos e ambientais foram coletados e processados com critérios de filtragem para garantir a confiabilidade, resultando em 128 dias válidos de análise.
Testes de campo adicionais, incluindo traçado de curvas IV, medições de resistência de isolamento e inspeções térmicas com drones, foram conduzidos para avaliar a integridade do sistema. A temperatura de operação foi estimada utilizando modelos estabelecidos devido à ausência de sensores diretos.
Resultados
Os testes foram realizados entre 2023 e 2025 e mostraram que os módulos conseguiram reter 87-88% da sua potência original, com uma degradação adicional mínima de cerca de 0,4% ao ano, e as curvas IV em condições de céu limpo confirmaram um comportamento elétrico estável ao longo de dois anos, consistente com as medições pós-desativação.
A imagem por eletroluminescência, por sua vez, detectou apenas reduções moderadas na luminescência, sem células inativas ou propagação severa de defeitos.
Além disso, a degradação em nível de sistema apresentou uma média de cerca de 0,7% ao ano, ligeiramente superior devido à incompatibilidade dos módulos, mas ainda abaixo das expectativas do fabricante.
Os testes de segurança, incluindo resistência de isolamento e inspeções térmicas, confirmaram a confiabilidade dos módulos, mesmo nas unidades reparadas com pequenas fissuras. Os módulos reparados apresentaram apenas pontos quentes leves, sem representar risco imediato ao desempenho ou à segurança.
“De modo geral, o estudo fornece evidências abrangentes sobre o desempenho, a confiabilidade e o comportamento de degradação de módulos fotovoltaicos de segunda vida”, disse Rüther. “Ele demonstra que, apesar do envelhecimento, uma parcela significativa de módulos desativados ainda pode operar com eficácia. No entanto, incentivos financeiros ainda são necessários para estabelecer e expandir os 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 na revista Solar Energy Advances .
A UFSC também abriga o sistema fotovoltaico mais antigo do Brasil. Ele foi instalado pelo próprio Rüther em 1997, após concluir um pós-doutorado em Sistemas de Energia Solar no Instituto Fraunhofer de Sistemas de Energia Solar (Fraunhofer ISE) em Freiburg, Alemanha.
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