Projeto da PUCRS e Eletrosul desenvolve célula solar com maior eficiência do Brasil

Um estudo da Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS) em parceria com a Eletrosul produziu células solares com a maior eficiência do Brasil, 17,3%, e de forma totalmente industrial. Intitulado “Desenvolvimento de Processos Industriais para Fabricação de Células Solares com Pasta de Alumínio e Passivação”, o projeto de P&D Aneel comprovou que é possível a produção de mais potência elétrica com a mesma quantidade de silício.

O projeto foi desenvolvido pela equipe do Núcleo de Tecnologia em Energia Solar (NT-Solar) da PUCRS e coordenado pelos professores da Faculdade de Física Izete Zanesco e Adriano Moehlecke, com apoio de alunos do Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Tecnologia de Materiais da Faculdade de Engenharia. A maior eficiência registrada até então no Brasil, de 17%, era de uma célula solar produzida em laboratório pelo NT-Solar, em parceria com a Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) e com o Instituto de Energia Solar da Universidade Politécnica de Madri, da Espanha.

O resultado do projeto de P&D, iniciado pela PUCRS e Eletrosul em 2015, é importante para o setor produtivo de módulos fotovoltaicos no Brasil. A professora Izete Zanesco, umas das coordenadoras do estudo, explica que a célula solar foi desenvolvida em lâmina de silício grau solar e se diferencia do processo padrão da indústria atual de células solares de silício. Isso, porque o campo retrodifusor foi produzido pela difusão de boro, em vez de alumínio, o que possibilitou a passivação de ambas as faces da célula solar. Nesta célula solar, a passivação foi produzida por dióxido de silício que é crescido nas duas faces simultaneamente.

“Se o custo do processo não aumentar, então, há uma redução do custo da produção de energia elétrica a partir da conversão direta de energia solar”, explica Izete Zanesco. A professora ressalta que o próximo passo é comparar o custo do processo desenvolvido pela equipe do NT-Solar com o custo atual do processo padrão da indústria.

Há mais de 10 anos, a Eletrosul vem pesquisando e incentivando tecnologias de produção de energia a partir do sol, e que deram origem ao recente desenvolvimento das células solares com a maior eficiência do Brasil. A primeira iniciativa se deu em 2004, quando a empresa participou de pesquisa coordenada pela PUCRS para o desenvolvimento de módulos fotovoltaicos com tecnologia nacional. Em seguida, a Eletrosul implantou em sua sede, em Florianópolis (SC), um projeto piloto de geração fotovoltaica (12 kilowatts), que funciona como uma planta de demonstração e estudos. A produção de energia elétrica atende parte do consumo do edifício.

Histórico de Investimentos em Energia Solar

Usina Megawatt Solar:
Desde 2014, a Eletrosul opera em sua sede administrativa, em Florianópolis, um complexo de geração fotovoltaico – o maior da América Latina integrado a um edifício e vitrine tecnológica para o setor elétrico brasileiro. Com potência instalada de 1 megawatt-pico (MWp), a Usina Megawatt Solar pode produzir aproximadamente 1,2 gigawatts-hora (GWh) de energia por ano, suficiente para atender cerca de 540 residências. Essa capacidade de produção vem dos 4,2 mil módulos fotovoltaicos, que estão instalados nas coberturas do edifício-sede e estacionamentos, totalizando área de 8,3 mil metros quadrados. Os paineis solares convertem a radiação solar em energia elétrica, que vai para uma subestação coletora para ser escoada à rede elétrica local.

Ainda no âmbito dos projetos de P&D, está em operação na sede da Eletrosul uma usina experimental que ocupa área de 442,5 metros quadrados e reúne cinco diferentes tecnologias de geração solar fotovoltaica como, por exemplo, de filme fino e de silício policristalino, com 6 killowatts (kW) de potência instalada total. O projeto, parte integrante da Usina Megawatt Solar, conta ainda com a uma estação solarimétrica própria.

Prospecções

Para ajudar o Brasil a transpor a barreira tecnológica, que dificulta o avanço no aproveitamento da radiação solar para produção de energia elétrica no País, a Eletrosul e parceiros investem em pesquisas para purificação do silício (matéria-prima dos painéis fotovoltaicos) e fabricação de células solares. Está em andamento um projeto de P&D que visa criar uma metodologia de processamento para se chegar ao silício de grau solar, com 99,9999% de pureza.

Atenta às perspectivas de expansão do uso da energia solar no Brasil, a Eletrosul possui estações solarimétricas em Santa Catarina, no Rio Grande do Sul e Mato Grosso do Sul para estudos de viabilidade técnica e financeira de plantas comerciais de geração fotovoltaica e termossolar. Com essa iniciativa, a Eletrosul se tornou uma das primeiras empresas do setor elétrico brasileiro a prospectar investimentos em usinas solares de concentração – tecnologia difundida especialmente nos Estados Unidos e Espanha.

Neste momento, está em análise pela Eletrosul a viabilização de dois projetos de P&D Aneel. Sendo um sistema flutuante fotovoltaico, de 1 MW/pico elétrico, em área de reservatório de usina hidrelétrica, e uma planta de geração termossolar de 1 MW/pico térmico em local na região de atuação da Eletrosul.