Estado atual da tecnologia fotovoltaica global
O desenvolvimento de energias renováveis tornou-se uma prioridade global para enfrentar a transição energética e combater as mudanças climáticas. Entre as tecnologias renováveis, a geração de energia fotovoltaica (FV) tem experimentado um rápido crescimento nos últimos anos, emergindo como uma fonte de energia limpa, de baixo carbono e economicamente competitiva em muitos países. Somente em 2020, o mundo adicionou 127 GW de nova capacidade FV, elevando a capacidade instalada total para 707 GW.
As células solares de silício cristalino dominam o mercado, com as tecnologias emergentes ganhando força.
As células fotovoltaicas, componente essencial da indústria solar, são classificadas de acordo com os materiais e processos utilizados em tipos como silício cristalino, filme fino, perovskita e células orgânicas. As células de silício cristalino, conhecidas por sua alta eficiência de conversão, disponibilidade abundante de matéria-prima e segurança ambiental, continuam sendo a tecnologia predominante na produção em larga escala.
A ampla adoção da tecnologia PERC (Passivated Emitter and Rear Cell) impulsionou significativamente a eficiência das células de silício cristalino nos últimos anos. Simultaneamente, tecnologias emergentes como as células de perovskita tornaram-se um tema de pesquisa em voga globalmente. Essas células estão alcançando eficiências de conversão em laboratório comparáveis às do silício cristalino e, embora sua industrialização esteja progredindo, ainda existem desafios relacionados à ampliação de escala e à garantia de estabilidade a longo prazo.
Sistemas fotovoltaicos aprimorados e aplicações diversificadas.
Os sistemas fotovoltaicos estão avançando em precisão e escalabilidade. A adoção de sistemas de 1.500 V supera o antigo padrão de 1.000 V, melhorando a segurança e a confiabilidade da rede elétrica, além de aprimorar a qualidade da geração de energia. Aplicações integradas, como "fotovoltaica + agricultura", "fotovoltaica + aquicultura" e "fotovoltaica + arquitetura", estão se expandindo. Inovações como microrredes e redes inteligentes estão integrando ainda mais a energia fotovoltaica à infraestrutura elétrica tradicional.
Tendências na tecnologia fotovoltaica global
Países em todo o mundo estão acelerando a inovação em toda a cadeia de valor da energia fotovoltaica como uma medida estratégica para fomentar indústrias emergentes. Os esforços concentram-se no aprimoramento de materiais, processos de fabricação e aplicações de sistemas para reduzir custos e aumentar a competitividade.
Os principais componentes fotovoltaicos estão evoluindo em direção a uma maior eficiência e custos mais baixos.
As células de silício cristalino, com um ecossistema industrial bem estabelecido, continuarão a dominar a produção. Os aprimoramentos futuros se concentrarão em maiores eficiências de conversão, menor consumo de materiais e energia e custos de fabricação mais baixos. Tecnologias como as células solares de perovskita e em tandem representam a próxima fronteira, com investimentos substanciais voltados para a melhoria do desempenho e da estabilidade dos dispositivos. Uma vez resolvidos os problemas de aplicação em larga escala e de confiabilidade, espera-se que as células de perovskita redefinam o cenário do mercado fotovoltaico.
Ampliando os cenários de aplicação da tecnologia fotovoltaica.
Os países estão adaptando as aplicações fotovoltaicas às suas condições específicas, promovendo desenvolvimentos como a fotovoltaica integrada a edifícios (BIPV), parques solares flutuantes, agricultura integrada à energia fotovoltaica e estacionamentos solares. As pesquisas relacionadas enfatizam produtos especializados, tecnologias de controle integradas e sinergias operacionais para aumentar a versatilidade e o desempenho.
Desenvolvimento da tecnologia fotovoltaica na China
Durante o 13º Plano Quinquenal, a tecnologia fotovoltaica da China avançou significativamente, impulsionada pela rápida expansão do setor. Componentes-chave, como células e módulos fotovoltaicos, alcançaram níveis de produção líderes globais, enquanto os equipamentos de fabricação progrediram rumo à completa nacionalização. A integração de tecnologias inteligentes aos sistemas fotovoltaicos otimizou ainda mais o desempenho.
Tecnologias de células e módulos fotovoltaicos de classe mundial.
Ao final do 13º Plano Quinquenal, a China havia feito a transição das tradicionais células policristalinas com base de alumínio para as avançadas células monocristalinas PERC. A eficiência média de conversão das células de silício cristalino aumentou de 18,5% no início do período para 22,8%, refletindo um grande avanço na tecnologia de produção.
Tecnologias emergentes como TOPCon (Contato Passivado por Óxido de Túnel), HJT (Heterojunção) e IBC (Contato Traseiro Interdigitado) estão sendo cada vez mais industrializadas, com empresas chinesas estabelecendo repetidamente recordes mundiais de eficiência de produção. Da mesma forma, os avanços na tecnologia de perovskita permitiram que pesquisadores chineses igualassem os líderes globais em recordes de eficiência em laboratório, com progresso contínuo rumo à comercialização.
Equipamentos de fabricação avançados e localizados.
O setor de equipamentos para fabricação de painéis fotovoltaicos na China passou de produção de baixo custo para produção de alta tecnologia. A alta personalização, a automação e a digitalização estão transformando o setor em uma potência de manufatura inteligente. Componentes-chave como wafers de polisilício, células e módulos são agora produzidos predominantemente com tecnologia nacional.
Sistemas fotovoltaicos mais inteligentes e eficientes.
Novas tecnologias, incluindo sistemas de rastreamento e projetos de 1.500 V, estão aumentando a potência de saída dos sistemas fotovoltaicos. Robôs inteligentes, drones, análise de big data e tecnologias de comunicação avançadas são amplamente utilizados na operação e manutenção do sistema, aprimorando ainda mais o desempenho.
Tendências na tecnologia fotovoltaica da China
Sendo o maior mercado fotovoltaico do mundo, a China desempenha um papel fundamental na incubação e aplicação de novas tecnologias solares. No futuro, o país almeja liderar a inovação global em tecnologias fotovoltaicas industrializadas.
Maior eficiência para células fotovoltaicas.
As células de silício cristalino manterão sua dominância, com a tecnologia PERC continuando a evoluir. As células de silício cristalino do tipo N, utilizando as tecnologias TOPCon ou HJT, estão prestes a se tornar a próxima opção dominante assim que seu equilíbrio entre custo e eficiência estiver mais consolidado. Células de alto desempenho, como as de perovskita e as células tandem, impulsionarão novos avanços em eficiência à medida que a industrialização progride.
Módulos aprimorados com dupla prioridade: eficiência e confiabilidade.
Tecnologias como módulos de meia célula, sobrepostos e com múltiplas barras de conexão terão uma adoção mais ampla. Espera-se que os módulos bifaciais, que oferecem maior geração de energia, se tornem comuns, impulsionados por novos materiais e técnicas de encapsulamento que melhoram a durabilidade.
Sistemas fotovoltaicos mais inteligentes e diversificados.
Os inversores evoluirão para capacidades de potência mais elevadas, operações inteligentes e integração perfeita com sistemas de armazenamento de energia. Inovações em BIPV (fotovoltaica integrada a edifícios) e outras novas aplicações abrirão oportunidades adicionais para o desenvolvimento da energia fotovoltaica, maximizando seu potencial em diversos cenários.
