Aquecimento global pode deteriorar painéis solares mais rapidamente

POR SHUKLA PODDAR

Para atingir a meta de 82% de energia renovável na rede elétrica da Austrália até 2030, será necessário construir muito mais painéis de energia solar. No entanto, mesmo ao acelerarmos a taxa de instalação de painéis em telhados e fazendas em larga escala, o mundo continua se aquecendo e os eventos climáticos extremos se tornam mais frequentes.

Os painéis solares precisam ficar do lado de fora, expostos a todas as condições climáticas. Eles são construídos para resistir ao calor, neve, chuva e vento, mas têm limitações. As mudanças climáticas significarão que muitos painéis podem se deteriorar mais rapidamente.

Nossa nova pesquisa analisa quais áreas da Austrália terão as piores condições para a degradação de painéis solares até 2059 – e o impacto disso no custo da energia. Descobrimos que a energia solar no norte quente e úmido da Austrália se degradará mais rapidamente, enquanto no interior árido e em climas mais moderados ao sul terá um desempenho melhor.

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O que faz os painéis solares se degradarem?

Quando você procura instalar energia solar no seu telhado, a garantia provavelmente será um fator na sua escolha final. A maioria dos fabricantes de painéis solares oferece uma garantia de 25 a 30 anos, na qual asseguram que a produção de energia diminuirá em menos de 20% ao longo desse tempo.

A razão pela qual a produção de energia diminui é que os painéis solares se degradam lentamente ao longo do tempo. Mas diferentes climas, materiais e técnicas de fabricação podem levar a uma degradação mais rápida ou mais lenta.

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Atualmente, a tecnologia solar dominante é o silício. Os módulos de silício se degradam devido ao estresse do ambiente, mudanças de voltagem e tensões mecânicas, já que as pastilhas do elemento são bastante rígidas e frágeis. Ambientalmente, umidade, radiação ultravioleta e temperatura são as principais causas de danos.

Condições mais quentes e úmidas podem acelerar a degradação de várias maneiras. Prevemos quatro tipos de degradação com as mudanças climáticas:

• Delaminação – O calor e a umidade podem fazer com que as ligações que mantêm juntas as diferentes camadas da célula percam aderência.
• Encapsulante descolorido – A luz solar intensa e a umidade extra podem danificar ou descolorir o encapsulante, polímero usado para aderir as camadas dentro da célula solar.
• Corrosão da fita – Se estiver mais úmido com mais frequência, aumenta a chance de acumulação de umidade e início da corrosão das conexões internas da fita da célula.
• Falha no circuito interno – As células solares sofrem flutuações de temperatura regulares, diárias e sazonais. Essas mudanças de temperatura ao longo do tempo podem fazer com que os circuitos falhem. Um mundo mais quente adicionará estresse extra aos circuitos internos, aumentando a probabilidade de falhas.

O que as mudanças climáticas causarão?

Nossos resultados preveem que as taxas de degradação aumentarão em toda a Austrália até 2059, tanto em cenários de emissões altas quanto baixas conforme estabelecidos pelo Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC).

Em um cenário de altas emissões, a degradação solar seria duas vezes mais rápida do que em um cenário de emissões mais baixas devido ao calor adicional. As fazendas solares seriam capazes de produzir menos energia e poderiam ter que substituir os painéis devido a falhas com mais frequência. Em média, isso significaria perder cerca de 8,5% da produção devido apenas à degradação adicional até 2059. Em um cenário de altas emissões, isso significaria um aumento de 10 a 12% no custo da energia.

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Mas os efeitos não seriam sentidos igualmente. Nossos resultados mostram que a energia solar construída no quente e úmido norte da Austrália degradará a taxas especialmente altas no futuro em comparação com o centro árido, onde as condições são quentes, mas secas.

O que devemos fazer?

O calor é a principal forma pela qual os painéis solares se degradam e quebram na Austrália. À medida que o mundo se aquece, isso deixará de ser apenas um incômodo para se tornar um problema muito real.

Atualmente, poucos desenvolvedores de energia solar levam em consideração as mudanças climáticas ao comprar seus painéis. Eles deveriam fazer isso, especialmente aqueles que operam em áreas úmidas. Podem ser mais cuidadosos ao selecionar a localização de uma nova fazenda solar para garantir que seus módulos tenham menores chances de falha devido à degradação.

Para resolver o problema, será necessário incorporar novas formas de resfriamento dos painéis e melhorar os materiais utilizados. Também é necessário aprimorar os processos de fabricação e os materiais para evitar a acumulação de umidade dentro dos painéis.

Essas questões podem ser resolvidas. O primeiro passo é entender que há um problema.

Shukla Poddar – Pesquisadora de Pós-Doutorado da Escola de Fotovoltaica e Engenharia de Energias Renováveis, Universidade de Nova Gales do Sul, Austrália.

Este texto foi republicado de The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original em inglês.

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