Via de regra, na indústria solar, os módulos fotovoltaicos (nome técnico dos painéis solares) “duram” cerca de 25-30 anos. No entanto, isso não significa que eles param de produzir energia depois desse período de tempo, mas apenas que a capacidade de geração de energia reduziu significativamente.
Os módulos podem continuar a funcionar por muito mais tempo, desde que não sejam danificados por fatores externos como o vendavais, detritos e impactos mecânicos. Como os painéis não possuem partes móveis, raramente quebram internamente, sendo danificados normalmente por forças externas, como uma instalação mal feita ou um clima muito severo.
Taxa de degradação
A taxa de degradação é o termo usado para descrever a perda de capacidade de geração que os módulos sofrem ao longo do tempo. Essa taxa varia de acordo com o modelo e fabricante, mas, em geral, a potência dos módulos diminui cerca de 0,8% a cada ano, sendo que no primeiro ano a redução costuma ser maior: entre 1% e 3%.
Para facilitar o entendimento do que essa degradação representa na prática, abaixo está ilustrada a redução da geração ao longo dos anos utilizando para os módulos da série JAP72S03 do fabricante JA Solar.
Note que há uma redução de 2,5% na performance no primeiro ano (de fato, essa redução se dá logo nos primeiros instantes de exposição ao sol). A partir de então, a redução é de apenas 0,73% ao ano.
Nesse ritmo, ao fim de sua “vida útil” de 25 anos, o módulo estaria performando com 80% de sua capacidade nominal. Ou seja, um módulo de 335W estaria operando com cerca de 268W ao fim da sua “vida útil”:
Note que os fabricantes oferecem, em geral, uma garantia pelo equipamento em si, contra defeitos de fábrica, mas também uma garantia de performance que assegura um determinado valor de eficiência ao longo dos anos.
A garantia de performance, que tipicamente dura 25 anos, permite que as estimativas de retorno do investimento sejam feitas com a segurança de que um valor mínimo de geração pode ser esperada do sistema fotovoltaico no período de tempo considerado.
A boa notícia é que não é porque a garantia de performance estabelece um desempenho mínimo que o desempenho real dos módulos acompanhará exatamente a taxa de degradação indicada.
Prever o comportamento dos módulos ao longo de 25 anos não é algo simples e, por isso, a garantia possui uma margem de segurança para diminuir o risco de ser ativada e o fabricante tenha que substituir os módulos com desempenho baixo.
E os dados estatísticos mostram que, na média, os módulos têm performado melhor do que é garantido pelos fabricantes e com uma boa margem de vantagem.
Qual o impacto da taxa de degradação no retorno do investimento?
Será que se compararmos um painel que degrada mais rapidamente, talvez a uma taxa de 1,0% a.a., com um que degrada mais lentamente, com uma taxa de apenas 0,25% a.a.? Faria muita diferença no retorno do investimento feito?
Podemos dizer que, em termos absolutos, sim. Dependendo do porte do seu sistema fotovoltaico, esses décimos de percentagem podem realmente somar alguns milhares de quilowatts-hora de energia perdidos.
Porém, em termos relativos, podemos dizer que não. O que foi perdido não é significativo quando comparado com o que foi economizado.
Os módulos da série Smart SMM6-72 da AE Solar, por exemplo, apresentam um desempenho melhor que os da série JAP72S03-335/SC da JA Solar apresentados acima. Possuem uma garantia de que os módulos estarão performando com pelo menos 80% de sua capacidade ao fim de 30 anos, em comparação com os 25 anos garantidos pela JA.
Já os módulos da série JAM72S03/PR, também da JA Solar, apresentam uma degradação de 3% no primeiro ano, ou seja, 0,5% a mais que os da série JAP72S03. No entanto, ao longo dos anos, a taxa é menor: 0,52% a.a., em comparação com os 0,73% a.a. da série policristalina.
Para termos uma idéia do impacto da taxa de degradação no retorno do investimento, podemos comparar as estimativas de geração ao longo dos anos para as duas séries de módulos apresentadas aqui da JA Solar.
Comparação do desempenho entre os módulos das séries da série JAP72S03-335/SC e JAM72S03/PR da JA Solar. Pressupõe-se dois sistemas iguais, com capacidade inicial de geração de 7.200kWh/ano.
Repare que em termos absolutos, os módulos da série JAM72S03/PR gerariam mais 3.596kWh ao longo dos 25 anos. É um montante razoável de dinheiro que deixaria de ter sido economizado ao se utilizar os módulos da série JAP72S03/SC.
Mas, se considerarmos em termos relativos, foram apenas 11,9kWh de desvantagem por mês e uma geração total apenas 2% menor ao fim de 25 anos. E o principal: nos 4 ou 5 primeiros anos, não houve impacto significativo no payback, sendo a diferença de geração mínima nesse período.
Mas deixo aqui a observação de que, no caso de sistemas de grande porte, o montante absoluto pode ser significativo e deve sim ser levado em consideração na escolha dos módulos fotovoltaicos.
Causas da redução do desempenho
De acordo com a NREL (National Renewable Energy Laboratory), o desempenho dos módulos tende a piorar ao longo dos anos devido a elementos inevitáveis como o ciclo térmico dos dias, calor úmido e exposição aos raios ultravioleta.
O calor do dia e o frio da noite fazem com que os elementos constitutivos dos módulos se dilatem e se contraiam em um ciclo diário ao longo de muitos anos, podendo vir a danificar as soldas e as conexões dos circuitos internos e causar ou piorar as rachaduras nas células.
O calor úmido é associado à deterioração dos encapsulantes e à corrosão das células. A exposição dos módulos aos raios UV também contribui para a danificação das células, causando seu descoloramento, e também a deterioração do backsheet, que é um material polimérico.
Como se pode perceber, a degradação dos painéis solares não é um fenômeno muito simples e possui várias causas diferentes. No entanto, os fabricantes estão sempre otimizando seus produtos e investindo em pesquisa para melhorar as taxas de degradação.
É possível fazer os painéis solares durarem mais?
Apesar de a degradação dos módulos ser inevitável com o passar dos anos, ainda assim os painéis solares são extremamente duráveis. Contanto que você consiga evitar danos mecânicos aos módulos, eles certamente continuarão produzindo energia por muitos anos, muito provavelmente além dos 25 a 30 anos de vida útil típicos.
Apesar de necessitarem de pouca manutenção, isso não significa que os módulos fotovoltaicos não precisem de cuidado algum. Realizar uma manutenção periódica, espaçada até mesmo por meses, pode atenuar a taxa de degradação e garantir uma vida útil mais longa para o sistema.
Mantenha seus painéis limpos
Dependendo da inclinação dos módulos e da freqüencia de chuvas no local de instalação, pode ser que a limpeza dos módulos não seja sequer necessária. Mas procure garantir que a superfície dos painéis esteja desobstruída. Isso garante que a geração seja a máxima possível e evita que os componentes se deteriorem mais rapidamente.
Preste atenção porque há uma tendência de haver um acúmulo de sujeira nas quinas e na base dos módulos. A chuva, ao limpar a poeira e detritos depositados sobre os painéis, acaba “empoçando” nessas partes.
A limpeza não pode ser agressiva para não causar arranhões na superfície dos módulos. Utilize, para tanto, panos macios e detergentes não abrasivos para limpar os detritos. Dê preferência pelo início da manhã, quando os módulos ainda estão frios, não sendo submetidos assim a um choque térmico.
Proteja-os de danos desnecessários e seja precavido
Tente garantir que não haja árvores de grande porte cujos galhos possam cair sobre os módulos, resultando em danos mecânicos ao sistema. O sombreamento cíclico causado por árvores e outros obstáculos no entorno irá tornar o uso dos diodos de bypass mais freqüente, podendo vir a deteriorá-los mais rapidamente.
Verifique periodicamente a existência de danos físicos como arranhões, ferrugem, trincas e outras avarias que podem ser o início de problemas mais graves, acionando o seu fornecedor para obter ajuda, se necessário.
Contrate um serviço de manutenção periódica
Uma maneira de garantir a manutenção adequada do seu sistema de energia solar é fazer com que o seu instalador ou empresa de operação e manutenção examine regularmente seu sistema de energia solar.
Lembre-se que a inspeção de seu sistema fotovoltaico não se restringe apenas ao módulos fotovoltaicos, mas abrange também a verificação dos demais equipamentos e componentes, como os inversores solares e a estrutura de fixação.
Um exame rotineiro feito por uma empresa especializada pode identificar problemas em potencial como trilhos de fixação com folgas, cabos expostos e outros pontos de preocupação.
A execução deste serviço por profissionais especializados é uma precaução a mais para que a garantia não seja anulada por danos causados aos equipamentos devido a um mau manuseio destes e livra o proprietário do sistema de outra preocupação, que é a de se expor aos riscos de interagir com os equipamentos elétricos e trabalhar em altura sem os equipamentos de proteção apropriados.
Não se preocupe
Como vimos, a degradação dos painéis ao longo dos anos é inevitável, mas isso não significa que eles irão deixar de funcionar ao fim de suas “vidas úteis”. Fique tranquilo, pois é bem possível que seu sistema irá gerar energia por muitos anos além dos 25 ou 30 anos garantidos pelos fabricantes.
Se você quer que seu sistema de energia solar tenha vida longa, não deixe de averiguar a qualidade dos equipamentos oferecidos pelas empresas de energia solar com que você está orçando.
Após a instalação, lembre-se de aplicar as medidas apresentadas neste artigo para atenuar a degradação dos sistemas. A manutenção periódica é mínima, mas necessária, e pode ser feita por empresas especializadas.
A taxa de degradação não nenhum mistério. Apenas tenha em mente que este fator precisa ser levado em consideração na estimativa do retorno do investimento e tome providências para preservar os seus equipamentos.
De resto, é aproveitar a economia proporcionada com a instalação de um sistema de energia solar!
Referências:
Compendium of photovoltaic degradation rates
Commercial solar panel degradation: What you should know and keep in mind
