Uma equipe de pesquisa chilena desenvolveu um sistema em escala residencial para produzir hidrogênio verde utilizando módulos fotovoltaicos descartados.
A solução proposta combina painéis solares em fim de vida útil, que ainda retêm de 80% a 90% de sua capacidade original, com um eletrolisador de membrana de troca de prótons (PEM). Ao contrário dos sistemas convencionais, que dependem de eletrônica de potência, como inversores ou rastreadores de ponto de máxima potência (MPPT), a abordagem utiliza a reconfiguração interna do módulo fotovoltaico para adequar sua curva corrente-tensão às exigências do eletrolisador. Isso elimina a necessidade de componentes adicionais e reduz a complexidade do sistema, explicaram os pesquisadores.
A configuração do sistema modifica a arquitetura elétrica do painel conectando subconjuntos de células em paralelo, permitindo um acoplamento mais eficiente com o eletrolisador. “Ao acessar as barras de distribuição internas para criar subconjuntos paralelos personalizados, essa estratégia de correspondência de tensão pode ser generalizada para outras arquiteturas padrão, como módulos de 60 ou 96 células”, afirmou a equipe de pesquisa. “Essa flexibilidade permite que o sistema supere a heterogeneidade dos painéis descartados, possibilitando a correspondência de tensão personalizada e o isolamento de falhas localizadas nas células em diversas tecnologias fotovoltaicas.”
Segundo os pesquisadores, o sistema atinge um rendimento energético anual equivalente a 88% do obtido com a otimização baseada em eletrônica de potência, mantendo a simplicidade operacional, o que é uma vantagem fundamental para o uso residencial.
Resultados experimentais, validados em condições reais, mostram uma produção diária de hidrogênio de cerca de 345 litros. Isso excede significativamente a demanda básica estimada para usos domésticos essenciais, como cozinhar ou aquecer, que é de aproximadamente 120 litros por dia. O sistema atinge uma eficiência de conversão de energia solar em hidrogênio de cerca de 7%, capturando mais de 70% do máximo teórico para configurações simplificadas.
Do ponto de vista econômico, o sistema apresenta um custo nivelado de hidrogênio (LCOH) de aproximadamente US$ 5,8/kg, representando uma redução de 18% em comparação com sistemas de referência mais complexos. A vantagem de custo deve-se principalmente à eliminação da eletrônica de potência e à reutilização de módulos fotovoltaicos existentes.
Os pesquisadores afirmam que o conceito pode ajudar a enfrentar dois desafios simultaneamente: o crescente volume de resíduos fotovoltaicos e o alto custo do hidrogênio verde. A reutilização dos painéis prolonga sua vida útil e reduz a pressão sobre as cadeias de suprimento de matéria-prima.
No entanto, os autores apontam limitações, incluindo menor eficiência em comparação com sistemas com controle eletrônico avançado e dependência da irradiação solar variável. Apesar disso, consideram a simplicidade, o baixo custo e a facilidade de integração do sistema como fatores que o tornam uma opção promissora para aplicações descentralizadas.
O trabalho, intitulado “Green hydrogen production using discarded photovoltaic panels for domestic application”, foi publicado na revista Energy Conversion and Management .
Este conteúdo é protegido por direitos autorais e não pode ser reutilizado. Se você deseja cooperar conosco e gostaria de reutilizar parte de nosso conteúdo, por favor entre em contato com: editors@pv-magazine.com.
Ao enviar este formulário, você concorda com a pv magazine usar seus dados para o propósito de publicar seu comentário.
Seus dados pessoais serão apenas exibidos ou transmitidos para terceiros com o propósito de filtrar spam, ou se for necessário para manutenção técnica do website. Qualquer outra transferência a terceiros não acontecerá, a menos que seja justificado com base em regulamentações aplicáveis de proteção de dados ou se a pv magazine for legalmente obrigada a fazê-lo.
Você pode revogar esse consentimento a qualquer momento com efeito para o futuro, em cujo caso seus dados serão apagados imediatamente. Ainda, seus dados podem ser apagados se a pv magazine processou seu pedido ou se o propósito de guardar seus dados for cumprido.
Mais informações em privacidade de dados podem ser encontradas em nossa Política de Proteção de Dados.