Com o rápido aumento das instalações fotovoltaicas (FV) nos últimos anos, espera-se que a capacidade instalada global de sistemas FV ultrapasse 450 GW este ano. À medida que os recursos de terra adequados se tornam cada vez mais escassos, o mercado precisa explorar aplicações FV mais diversificadas. Na SNEC deste ano, a maior feira de energia solar do mundo, muitos fabricantes de módulos apresentaram produtos desenvolvidos para diferentes ambientes, com destaque para as aplicações FV flutuantes e em áreas desérticas. Essas aplicações inovadoras não apenas abordam a escassez de terras, mas também se integram aos ecossistemas locais, oferecendo benefícios econômicos e ambientais.
Este artigo explora os cenários de aplicação, as características técnicas e o potencial futuro das tecnologias fotovoltaicas flutuantes e em áreas desérticas. Por meio de estudos de caso, analisaremos suas vantagens e desafios em aplicações práticas.
Sistemas fotovoltaicos flutuantes: aplicações e características
A energia fotovoltaica flutuante é uma tecnologia emergente e promissora que consiste na instalação de painéis solares na superfície da água para geração de energia. Ela oferece diversas vantagens, incluindo proteção ambiental, benefícios econômicos e valor social. Em termos de instalação, o uso de materiais ecológicos ajuda a preservar os ecossistemas aquáticos, enquanto a implantação simplificada e rápida reduz os custos de construção e evita as disputas de propriedade da terra, comuns em projetos de energia fotovoltaica em terra.
Os sistemas fotovoltaicos flutuantes podem ser classificados em duas categorias: em alto-mar e em águas interiores. Os projetos em águas interiores incluem instalações em lagos, reservatórios, antigas minas abandonadas, lagos artificiais e lagoas.
Características técnicas
Para a seleção de módulos, os módulos de vidro bifacial são altamente eficazes em aplicações fotovoltaicas flutuantes, pois resolvem problemas de permeabilidade ao vapor de água e podem melhorar a geração de energia em 5 a 10% em comparação com sistemas instalados em solo. Em termos de projeto do sistema, corpos d'água com menos de 3 metros de profundidade geralmente utilizam fundações fixas, enquanto águas mais profundas (acima de 3 metros) dependem de estruturas flutuantes, como plataformas tipo pontão ou tipo caixa. Como as instalações fotovoltaicas flutuantes costumam ser mais rápidas e simples do que as terrestres, os desenvolvedores estão explorando cada vez mais esse setor, criando um mercado diferenciado para os fabricantes de módulos. Essa tendência ficou evidente na SNEC, onde muitas empresas apresentaram módulos fotovoltaicos projetados especificamente para aplicações em água, refletindo o significativo potencial de crescimento da energia solar flutuante.
Com o avanço da energia fotovoltaica flutuante, espera-se que a China inicie projetos de energia fotovoltaica offshore totalizando 2 a 3 GW este ano, principalmente em províncias costeiras como Shandong, Jiangsu, Zhejiang e Fujian. Muitos desses projetos têm previsão de construção entre o final de 2024 e o início de 2025, com as entregas começando no quarto trimestre de 2024. Notavelmente, a Sungrow Floating PV, que detém a maior participação de mercado, continua sendo a única empresa capaz de construir projetos de energia fotovoltaica flutuante em águas com mais de 100 metros de profundidade.
Além das grandes instalações offshore, os projetos fotovoltaicos em águas interiores na China também apresentam oportunidades significativas. Esses projetos podem ser categorizados como sistemas centralizados ou distribuídos. Os projetos fotovoltaicos centralizados em águas interiores, frequentemente construídos em áreas de subsidência devido à mineração de carvão, geralmente variam de 50 a 200 MW. Já os projetos fotovoltaicos distribuídos em lagoas geralmente variam de 5 a 30 MW. No total, os projetos fotovoltaicos em águas interiores da China demonstram um potencial substancial, e a Infolink prevê que as instalações fotovoltaicas flutuantes da China ultrapassem 5 GW este ano, com as instalações cumulativas globais atingindo 7-8 GW.
Desafios e Soluções
Apesar do seu crescimento promissor, a energia fotovoltaica flutuante enfrenta diversos desafios, incluindo requisitos complexos de construção e manutenção. Além disso, as preocupações com a qualidade da água e os ecossistemas aquáticos exigem maior validação por meio de estudos de caso. Em resposta, as empresas estão introduzindo soluções para abordar essas questões. Por exemplo, a Sungrow Floating PV implementou materiais de qualidade alimentar em seu projeto de reservatório de 60 MW em Singapura para garantir a segurança da qualidade da água. Com mais empresas adotando tecnologias inovadoras e padrões ambientais rigorosos, a aceitação pública da energia fotovoltaica flutuante está aumentando gradualmente, abrindo caminho para o desenvolvimento sustentável.
Energia fotovoltaica no deserto: aplicações e características
A energia fotovoltaica no deserto aproveita a abundante luz solar e as vastas paisagens abertas para alcançar alta eficiência e geração de energia com baixo custo. A China é líder global em iniciativas de energia solar no deserto, com projetos de grande escala em regiões áridas como Xinjiang e Mongólia Interior. A iniciativa "Shagehuang", a primeira usina híbrida de energia solar e eólica da China com capacidade de 10 GW, exemplifica essa tendência. A primeira fase (1 GW) já foi conectada à rede, enquanto a segunda e a terceira fases estão em construção.
Devido às regulamentações mais rigorosas sobre o uso da terra para grandes parques solares, os desenvolvedores estão cada vez mais se voltando para áreas desérticas, onde a aquisição de terras é mais fácil. Além disso, os projetos fotovoltaicos em desertos contribuem para a restauração ambiental, auxiliando nos esforços de reflorestamento, tornando o "reflorestamento de desertos movido a energia solar" uma estratégia emergente.
Desafios técnicos e adaptações
Os ambientes desérticos representam desafios extremos para os módulos fotovoltaicos, incluindo altas temperaturas, grandes variações diárias de temperatura, intensa radiação ultravioleta e tempestades de areia. Para solucionar esses problemas, os fabricantes estão desenvolvendo tecnologias como vidro mais espesso para resistência à areia, revestimentos antipoeira e maior resistência térmica.
Em certas regiões, regulamentações específicas devem ser cumpridas. Por exemplo, na Mongólia Interior, os projetos de energia solar devem integrar armazenamento de energia para garantir a estabilidade da rede e exigem produção local de módulos fotovoltaicos e baterias. Além disso, as restrições de transmissão no noroeste da China limitam as exportações de eletricidade para outras províncias, reduzindo o interesse em projetos fotovoltaicos em áreas desérticas. Consequentemente, a demanda por desenvolvimento de energia fotovoltaica em áreas desérticas permanece relativamente limitada em 2024.
Perspectivas Futuras
Tanto as tecnologias fotovoltaicas flutuantes quanto as em desertos representam direções promissoras para o futuro da energia renovável. Para maximizar os benefícios econômicos, alguns projetos de energia fotovoltaica flutuante incorporam aquicultura e ecoturismo, formando um modelo integrado de "energia solar e pesca". Enquanto isso, os projetos de energia fotovoltaica em desertos exploram abordagens multifuncionais, integrando energia solar à agricultura e à restauração ecológica para desenvolver parques sustentáveis em áreas desérticas.
Embora essas aplicações ainda sejam mercados de nicho globalmente, os avanços tecnológicos contínuos e políticas de apoio podem impulsionar sua expansão. Com as crescentes preocupações ambientais e a demanda por energia, tanto a energia fotovoltaica flutuante quanto a em áreas desérticas têm o potencial de alcançar um equilíbrio entre viabilidade econômica e sustentabilidade ambiental, criando um cenário vantajoso para todos na transição energética.
