Indústria solar dos EUA enfrenta riscos crescentes de incêndios e falhas em baterias

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Da pv magazine Global

À medida que o parque de energias renováveis ​​dos EUA entra em um período de demanda sem precedentes, o setor atinge um ponto de inflexão crítico, onde as nuances operacionais são tão vitais quanto a aquisição de hardware. O consumo de eletricidade em data centers está a caminho de quintuplicar até 2040, e a demanda global por refrigeração deverá triplicar até 2060, impondo uma enorme carga sobre uma rede elétrica que agora depende de energia solar, eólica e armazenamento. Atender à demanda futura exige colaboração entre proprietários de ativos, operadores, financiadores, seguradoras, corretores e fabricantes para garantir que a infraestrutura permaneça durável e confiável.

A Avaliação de Risco Solar de 2026 consiste em 19 artigos escritos por parceiros globais da indústria para fornecer uma análise objetiva de resiliência e confiabilidade. Os dados do relatório revelam que, embora as condições climáticas extremas continuem sendo um dos principais fatores de perda financeira, a próxima fronteira de risco é doméstica, originando-se dentro da própria usina.

Incêndios provocados por equipamentos

Historicamente, o setor tem se concentrado na defesa contra incêndios florestais, mas dados da kWh Analytics mostram que apenas 4% dos incêndios em sistemas fotovoltaicos ocorrem em áreas de alto risco de incêndio. Em contrapartida, 84% dos incêndios são causados ​​por equipamentos, ou seja, a fonte de ignição é o próprio equipamento solar.

A Nextpower destaca uma lacuna crítica de detecção nas práticas de manutenção atuais, onde 79% dos problemas identificados em conectores e fusíveis fotovoltaicos de alto risco não apresentam nenhuma assinatura térmica detectável no momento da inspeção.

Embora drones térmicos sejam uma ferramenta padrão para identificar defeitos em módulos, eles frequentemente falham em detectar problemas de desequilíbrio do sistema onde não há calor mensurável antes da falha. Como a maioria das falhas de conectores de alto risco começa sem calor mensurável, a Nextpower argumenta que a inspeção visual de alta resolução deve complementar a termografia para reduzir a frequência de incêndios.

O risco de hardware também se estende à qualidade de fabricação. Dados de testes da Kiwa PVEL e da Kiwa PI Berlin mostram que 30% dos fabricantes apresentam falhas em caixas de junção durante os testes de confiabilidade. Essas falhas aumentam o risco de incêndio em todo o portfólio de produtos e sugerem que as partes interessadas devem priorizar a supervisão da produção e as inspeções pré-embarque para verificar a qualidade da fabricação.

Tempestades tropicais

Com a crescente instalação de usinas de energia solar em locais propensos a furacões, a integridade estrutural dos rastreadores de eixo único está sob escrutínio. A GameChange Solar relata que as normas atuais da IEC 62782 para projeto de rastreadores subestimam em 8 vezes a carga cíclica experimentada durante um furacão real.

A falha por fadiga ocorre quando fissuras se formam em um material devido à aplicação e remoção repetidas de forças eólicas. Uma modelagem realizada pela CPP Wind Engineering Consultants para a GameChange Solar constatou que um local durante o furacão Ian provavelmente sofreu mais de 8.000 ciclos com pressões de até 1.400 Pa. A norma exige apenas 1.000 ciclos a 1.000 Pa. Testes conduzidos pela GameChange Solar mostraram que, embora os projetos de trilho central tenham passado no teste padrão, eles desenvolveram fissuras visíveis quando submetidos a cargas cíclicas mais realistas.

Além da energia eólica, os raios estão se tornando uma ameaça cada vez mais frequente para as energias renováveis ​​em terra. A Vaisala Xweather relata que 32% mais turbinas eólicas nos EUA foram atingidas por quatro ou mais raios em 2025, em comparação com o ano anterior. Esse aumento na frequência de raios exige protocolos de aterramento e proteção mais robustos para os ativos de energia renovável.

Mitigação de granizo

O granizo continua sendo o tipo de sinistro mais caro para o setor de energia solar. Pesquisas da kWh Analytics e da GroundWork Renewables indicam que os módulos de vidro padrão de 2 mm já não são suficientes para 52% dos Estados Unidos continentais manterem o risco abaixo de um limite de perda aceitável.

Nas regiões de maior risco, que abrangem 13% dos Estados Unidos, são necessários tanto módulos reforçados contra granizo quanto protocolos robustos de proteção com o recolhimento dos trackers. Uma proteção robusta é definida como a execução de uma inclinação de 70 graus ou mais durante uma tempestade. No entanto, o recolhimento baseado em software pode falhar se as políticas operacionais forem inadequadas.

Os dados de testes da GroundWork Renewables confirmam que as construções reforçadas contra granizo, normalmente utilizando vidro de 2,5 mm ou 3,2 mm, oferecem probabilidades de falha significativamente menores e proporcionam uma base de proteção mais robusta para empreendimentos de grande escala.

Desafios de confiabilidade

A empresa de inteligência operacional Above Surveying analisou dados de mais de 3.000 ativos e descobriu que as anomalias térmicas não seguem uma trajetória de degradação linear.

Em vez disso, os dados mostram que as taxas de defeitos, que incluem rachaduras nas células e delaminação das barras coletoras, aceleram significativamente após o sétimo ano. Essa tendência introduz um risco financeiro significativo a longo prazo para projetos que pressupõem uma taxa constante de degradação ao longo de uma vida útil de 30 anos.

Outros desafios de confiabilidade incluem:

  • Efeito hélice: A Azimuth Advisory Services documenta que a torção operacional nas fileiras de rastreadores pode reduzir o rendimento total em mais de 2% e aumentar o risco de rachaduras no vidro e nas células dos módulos.
  • Modelagem de recolhimento por vento: A Array Technologies observa que o uso de dados de vento por hora para modelagem de energia subestima as perdas em até 4%, porque não captura as rajadas de três segundos que acionam as posições de recolhimento de segurança dos rastreadores.
  • Bioincrustação fúngica: A Solar Unsoiled identificou os fungos negros como um dos principais responsáveis ​​pelas perdas persistentes, que custam cerca de US$ 330 milhões anualmente apenas nos EUA subtropicais úmidos.
  • Desligamentos de inversores: A SmartHelio relata que os desligamentos de inversores representam 28% do risco recuperável de desempenho solar, sendo que o superaquecimento persistente causa perdas de aproximadamente US$ 15.000 por inversor anualmente.

Armazenamento de bateria

Com as baterias de fosfato de ferro-lítio (LFP) dominando as novas instalações de armazenamento de energia, a indústria enfrenta dificuldades com imprecisões na medição do estado de carga.

A ACCURE Battery Intelligence constatou que esses erros de estimativa podem custar aos operadores de sistemas de armazenamento de energia em baterias mais de US$ 1 milhão por GWh anualmente em mercados dinâmicos como o ERCOT. Como as baterias LFP têm uma curva de tensão plana, é difícil para os sistemas de gerenciamento padrão fornecerem uma visão confiável da energia disponível, o que leva os operadores a manterem reservas conservadoras que deixam energia negociável sem uso.

Além disso, a PowerUp relata que 75% das usinas de armazenamento em baterias de grande porte apresentam sinais precoces de anomalias térmicas relacionadas ao sistema de climatização (HVAC). Essas falhas de refrigeração podem levar a uma fuga térmica se não forem gerenciadas, tornando a detecção precoce de anomalias essencial tanto para a segurança quanto para a disponibilidade dos ativos.

O cenário regulatório está mudando rapidamente, introduzindo novas classes de risco. A Crux relata que novas regras sobre entidades estrangeiras consideradas de preocupação, as Foreign Entities of Concern (FEOC), entrarão em vigor em 2026, mas apenas 38% dos desenvolvedores se sentem totalmente preparados para atender a esses requisitos.

As consequências financeiras do descumprimento das normas são severas. A Vaisala observa que o não cumprimento das normas regulatórias e de segurança cibernética mais rigorosas da Comissão Federal de Regulamentação de Energia (FERC) pode acarretar multas de US$ 1 milhão por dia para desenvolvedores de energia renovável. Além disso, a CAC destaca que as seguradoras ligadas a créditos tributários estão endurecendo os termos, com 75% delas se recusando a cobrir aumentos de valor acima de 25%, o que cria uma restrição para o financiamento de projetos.

À medida que o setor cresce, os riscos tornam-se mais localizados, mais técnicos e mais dispendiosos. O sucesso na próxima fase da transição energética exigirá que se vá além de suposições genéricas e que se adote uma estratégia baseada em dados granulares e verificados em campo.

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