Eficiência dos módulos solares pode ultrapassar 35% até 2050

Energia Solar é a 2ª fonte de energia da Matriz Elétrica Nacional

A eficiência dos módulos solares tem potencial para ultrapassar 35% até 2050, segundo estudos e avanços em tecnologias como as células de perovskita, que já superam 33% em laboratório, indicando um futuro promissor com painéis mais potentes, mais baratos e leves, combinando com inovação em design e materiais para otimizar a captação de luz, impulsionando a transição energética global.

O que impulsiona essa melhoria?

Tecnologias Híbridas (Perovskita/Silício): A combinação de células de perovskita com silício tradicional promete superar os limites atuais de eficiência, oferecendo maior conversão de luz solar em eletricidade.

Inovações em Design: Células que seguem o sol (inspiradas no Kirigami) podem captar até 40% mais energia, aumentando significativamente a produção.

Novos Materiais: Perovskitas são mais baratas, mais finas e flexíveis que o silício, abrindo caminho para painéis mais versáteis e econômicos.

Otimização da Fabricação: Melhorias contínuas no design e arquitetura das células e módulos elevam os padrões de desempenho.

O que esperar até 2050:

Eficiência Elevada: Superação da marca de 35% de eficiência em módulos, com ganhos significativos nos painéis comerciais.

Redução de Custos: Preços dos painéis podem cair pela metade ou mais, tornando a energia solar ainda mais competitiva.

Crescimento Massivo: A energia solar deve se tornar uma das principais fontes da matriz energética global, com aumento expressivo da capacidade instalada.

Desafios e Realidades:

Enquanto os recordes de laboratório são promissores, a escalabilidade, durabilidade a longo prazo e o custo em larga escala ainda são desafios para as novas tecnologias.

Painéis atuais já atingem eficiências próximas de 24,8% em potência, mas as inovações prometem um salto significativo para as próximas décadas.

Um novo estudo sobre o futuro da cadeia global de suprimentos fotovoltaicos detalha como os preços, desempenho e vida útil dos módulos podem evoluir nos próximos 25 anos. Um dos autores, diretor do Fraunhofer ISE, disse à pv magazine que a eficiência dos módulos e células solares pode ultrapassar 35% até 2050, com os preços dos painéis podendo cair pela metade.

Uma equipe internacional de pesquisa de instituições e empresas líderes em energia solar fotovoltaica identificou as tendências mais importantes de P&D para o que chama de nova era da fotovoltaica multi-terawatt.

Os membros do grupo participaram todos do 4º Workshop Terawatt, um dos conjuntos de oficinas internacionais de alto nível sobre fotovoltaica conduzidas pelo Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE (Fraunhofer ISE) da Alemanha, pelo National Laboratory of the Rockies do Departamento de Energia dos EUA e pela Advanced Industrial Science and Technology (AIST) do Japão.

Em seu novo artigo, “Historical and future learning for the new era of multi-terawatt photovoltaics“, publicado recentemente na Nature Energy, o grupo prevê melhorias contínuas no preço, desempenho e confiabilidade da tecnologia fotovoltaica, juntamente com crescente atenção ao uso de recursos, emissões e reciclagem em projetos e fabricações futuras.

“A eficiência dos módulos solares pode exceder 35% mediante estruturas em tandem até 2050”, disse Andreas Bett, diretor da Fraunhofer ISE, em entrevista à pv magazine. Ele acrescentou que a eficiência das células pode superar 36%, com perdas entre célula e módulo menores do que hoje. “Até o final da primeira metade deste século, os preços dos módulos solares podem cair por 1 fator de 2”.

Bett disse que tanto maior eficiência quanto custos mais baixos serão fundamentais para a transição energética, mas ele vê a eficiência como o fator mais importante. “Maior eficiência significa que menos material e menos terra são necessários para instalações fotovoltaicas, o que melhora a sustentabilidade e reduz os custos gerais do sistema”, disse ele, acrescentando que a vida útil dos módulos solares “certamente” ultrapassará 40 anos.

Os pesquisadores enfatizaram que a indústria fotovoltaica tem superado consistentemente as projeções anteriores de custo, desempenho e integração dos módulos. Inovações em arquiteturas tandem e fabricação são esperadas para tecnologias fotovoltaicas como silício cristalino (c-Si), telureto de cádmio (CdTe) e cobre, índio, gálio e deseleneto (CIGS) poderiam e devem permitir a entrada de novos players no mercado, criando uma cadeia de suprimentos de células e módulos mais diversificada globalmente.

Eles também explicaram que as novas tecnologias fotovoltaicas em tandem terão que definir claramente o desempenho, garantir uma produção de energia previsível, detectar falhas precoces e gerenciar riscos desconhecidos de degradação, sendo este último um desafio também para os módulos de silício atuais e crítico para tecnologias emergentes baseadas em perovskita.

O estudo projeta que a capacidade global de fabricação solar pode atingir cerca de 3 TW até 2050 e destaca que o aprendizado voltado para sustentabilidade já reduziu custos e será cada vez mais vital para a indústria fotovoltaica garantir os recursos necessários para o crescimento futuro.

O grupo de pesquisa incluía cientistas da Alemanha, da Forschungszentrum Jülich GmbH, fabricante japonês de vidro solar AGC Inc, da Finlândia, a Universidade LUT, Yangtze Institute for Solar Technology da China, o especialista britânico em perovskita solar Oxford Photovoltaics Ltd, a fabricante de módulos chinesa Trina Solar, da Arábia Saudita, a  KAUST Solar Center, King Abdullah University of Science and Technology (KAUST), a Universidade de New South Wales (UNSW) na Austrália, fabricante de filmes finos dos EUA First Solar, do Japão, o National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (NEDO), e a fabricante fotovoltaica sediada em Singapura, a Maxeon, entre outros. (pv-magazine-brasil)