Estudo norueguês: teor de umidade em módulos fotovoltaicos terrestres pode ser até 37% maior que em flutuantes

De acordo com pt.wedoany.com-Um estudo internacional liderado por cientistas noruegueses comparou os níveis de estresse induzido por umidade em módulos fotovoltaicos flutuantes (FPV) e fotovoltaicos terrestres (GPV) sob diferentes condições climáticas. A equipe de pesquisa utilizou dados meteorológicos plurianuais de sete corpos d'água interiores e áreas terrestres adjacentes para simular a temperatura dos módulos, a umidade relativa e a intrusão de umidade. Os resultados mostraram que o estresse induzido por umidade sobre a água não é necessariamente mais severo do que em terra, e que a região climática e os parâmetros de projeto do sistema podem ter maior influência.

O estudo abrangeu os lagos Stortjärn, Erssjön e Erken, na Suécia; o lago Almbergasjön, na Noruega; o Lago Washington, nos Estados Unidos; o Lago Harp, no Canadá; e o Lago Taupo, na Nova Zelândia. Os pesquisadores analisaram dados de campo de temperatura do ar, umidade relativa, velocidade do vento e temperatura da água em cada ponto de medição, combinando-os com dados de irradiância do ERA5. Utilizaram o modelo de temperatura fotovoltaica de Faiman para simular a temperatura dos módulos e as condições de umidade e, em seguida, um modelo de difusão tridimensional de elementos finitos para simular o processo de intrusão de umidade em módulos vidro-vidro e vidro-backsheet ao longo de 25 anos. O estudo também investigou a influência de parâmetros de projeto, como a altura de instalação dos módulos acima da superfície da água e a eficiência de transferência de calor do sistema, no estresse induzido por umidade.

O autor Nathan Roosloot afirmou que este é o primeiro estudo a comparar sistematicamente os níveis de estresse induzido por umidade entre ambientes aquáticos e terrestres sob diferentes condições climáticas, preenchendo uma lacuna de conhecimento sobre a degradação induzida por umidade em módulos fotovoltaicos flutuantes e sua comparação com sistemas terrestres. Ele acrescentou que esse tipo de pesquisa contribui para a compreensão da confiabilidade dos módulos fotovoltaicos flutuantes e fornece base científica para o desenvolvimento de protocolos de teste específicos e padrões de seleção de materiais para sistemas flutuantes.

Os resultados da simulação mostraram que as temperaturas ambiente e dos módulos em terra e sobre a água são semelhantes, com diferença média absoluta inferior a 2 graus Celsius. A umidade relativa sobre a água pode ser maior ou menor do que em terra, com diferença média absoluta de até 9 pontos percentuais, dependendo do local. As flutuações diárias de temperatura e umidade relativa em terra foram maiores do que sobre a água, o que os pesquisadores atribuem ao efeito estabilizador do corpo d'água. Em relação ao teor de umidade interna, na maioria dos casos os módulos fotovoltaicos terrestres apresentaram valores mais altos que os flutuantes, com concentração média até 37% maior. O projeto do sistema fotovoltaico flutuante teve influência mais significativa na intrusão de umidade: variações na altura dos módulos acima da superfície da água podem alterar a concentração média de umidade em até 47%, enquanto diferenças na eficiência de transferência de calor do sistema podem gerar variações de até 42%.

Os pesquisadores destacaram que os módulos fotovoltaicos flutuantes podem nem sempre exigir projetos especiais ou protocolos de teste específicos para degradação intensificada induzida por umidade. O estudo também demonstrou que os resultados de pesquisa sobre a confiabilidade de sistemas fotovoltaicos flutuantes dependem em grande parte da região climática e do projeto do sistema, o que dificulta a transferência de resultados entre diferentes sistemas flutuantes e torna difícil definir o "ambiente flutuante" como um conceito único.

Os resultados da pesquisa foram publicados na revista Solar Energy sob o título "Comparison of humidity-induced stress levels between floating and ground-mounted photovoltaics". As instituições participantes incluem o Instituto Norueguês de Tecnologia Energética (Institute for Energy Technology), a Universidade de Oslo (University of Oslo), o Instituto Norueguês de Pesquisa em Água (Norwegian Institute for Water Research), o Condado de King, nos Estados Unidos (King County), a Universidade de Wisconsin-Madison, o Macalester College, a Universidade Estadual de Nova York em Oneonta (State University of New York at Oneonta), a Universidade de Albany (University at Albany), a Universidade Sueca de Ciências Agrícolas (Swedish University of Agricultural Sciences), a Universidade Victoria de Wellington, na Nova Zelândia (Victoria University of Wellington), o Ministério do Meio Ambiente, Conservação e Parques do Canadá (Ministry of the Environment, Conservation and Parks), a Queen's University, a Universidade de Saskatchewan e a Fundação Edmund Mach, na Itália (Edmund Mach Foundation).