Como o PV está mudando o mundo da energia

jun - 12
2019

Como o PV está mudando o mundo da energia

A expansão anual de energia fotovoltaica em todo o mundo superou a marca de 100 GW no ano passado. O mercado multi-terawatt está surgindo no horizonte e o PV está se tornando um “fator de mudança” no sistema global de energia em cinco áreas específicas, de acordo com um consórcio de institutos de pesquisa.

A redução de custos e a expansão da capacidade de produção em todo o mundo vêm abrindo possibilidades completamente novas para o PV nos últimos anos. Eles transformam a tecnologia em uma “mudança revolucionária do sistema energético global”, como argumentaram cientistas do Instituto Fraunhofer para Sistemas de Energia Solar do ISE. Mas o desenvolvimento está criando mais oportunidades e, ao mesmo tempo, aumentando o número de desafios enfrentados pela indústria, de acordo com um artigo recente publicado na revista  Science pelo Instituto de Pesquisa em Energia Solar da Aliança Global (GA-SERI).

O crescimento da indústria fotovoltaica para um mercado multi-terawatt está avançando mais rápido do que o esperado, de acordo com especialistas do setor. No final do ano passado, 500 GW de energia solar já haviam sido instalados em todo o mundo. Até 2030, os pesquisadores esperam 10 TW globalmente e 30 a 70 TW até 2050.

“O custo dos módulos fotovoltaicos caiu em duas ordens de magnitude nos últimos 40 anos e até o final de 2018 estava abaixo de US $ 0,25 por watt *”, disse Andreas Bett, diretor do Fraunhofer ISE. Com esses custos, a energia solar é “absolutamente competitiva” em muitas partes do mundo. Ao mesmo tempo, mudanças no sistema de geração e transmissão ocorrerão devido à crescente participação do PV no mix de eletricidade. “A mudança fundamental em nosso sistema de energia nos desafia a desenvolver tecnologias complementares, como armazenamento e interconexão do setor de acionamento”, disse Bett.

No artigo, os pesquisadores identificam um total de cinco campos de ação. O primeiro é “Grid and Power Electronics“. Aqui, o foco está na harmonização do consumo e da produção, mesmo em longas distâncias. Os sistemas fotovoltaicos terão cada vez mais que assumir serviços relacionados à rede, como regulação de tensão e controle de freqüência. Inversores de nova geração foram desenvolvidos apenas para este fim. Mas as novas tecnologias, como os controladores virtuais de vibração, também criaram sistemas fotovoltaicos robustos e confiáveis, disseram os pesquisadores.

A segunda área de ação é o armazenamento. O preço das baterias de íons de lítio caiu 80% nos últimos oito anos. Em vista da expansão de capacidade e desenvolvimento de tecnologia, outras reduções devem ser esperadas no futuro. Além disso, os cientistas estão atualmente trabalhando em alternativas de materiais mais baratos com maior densidade de energia. Os cientistas consideram as usinas hidrelétricas reversíveis como outra opção com considerável potencial técnico.

O terceiro campo de ação reconhecido pelos pesquisadores internacionais é o acoplamento setorial. Para electrificar o sector dos transportes e os sistemas de aquecimento dos edifícios, o uso de energias renováveis ​​terá de aumentar consideravelmente no futuro. Além das bombas de calor e do aumento da eficiência energética, o hidrogênio e a amônia também terão um papel importante. Este último poderia ajudar a reduzir as emissões dos processos de produção de aço, ferro e fertilizantes.

O quarto campo de ação é Power-to-X e Power-to-Gas. Energia solar e eólica de baixo custo poderia ser usada para gerar hidrogênio, metano e outros compostos de hidrocarbonetos, que poderiam então ser usados ​​como matéria-prima para a indústria química. Com as tecnologias power-to-X, muitos terawatt-hora de vento e PV podem ser capturados e armazenados por longos períodos de tempo. Ao mesmo tempo, os cientistas do setor de energia para X ainda vêem muito potencial para aumentar a eficiência e cortar custos.

O quinto campo de ação trata de “pesquisa e produção”. Nos últimos 40 anos, houve uma redução nos custos do módulo de 23% por duplicação da capacidade instalada. Essa tendência continuará, de acordo com os pesquisadores. No caso da PV cristalina, a tendência é atualmente para células solares de baixo custo com contatos passivados, que possibilitam maior eficiência. Mesmo na área de filme fino, os avanços tecnológicos nos últimos anos possibilitaram eficiências de mais de 20%. Para células solares de multijunções baseadas em silício, o potencial de eficiência é superior a 35%, disseram os cientistas. Em termos de produção, o aumento dos volumes poderia levar a novas tarefas de pesquisa e desenvolvimento. Aqui, questões sobre fornecimento de material, sustentabilidade e reciclagem estão mais em foco.

Além do Fraunhofer ISE, pesquisadores do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia Industrial Avançada (AIST) do Japão e do Laboratório Nacional de Energia Renovável (NREL) também são membros da GA-SERI. Desde 2016, esse grupo de especialistas internacionais discute regularmente os desafios enfrentados pela tecnologia fotovoltaica.

Fonte: Sandra Enkhardt

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