painéis de energia solar sob luz de sol intensa, colocados sobre vegetação de capim rasteiro, com torres de transmissão de energia elétrica ao fundo.
Crédito: PublicDomainPictures/Pixabay

por Pedro Paz*

Ao contrário do que uma pessoa leiga poderia imaginar, o aumento da temperatura do ar, provocado pela emergência climática global, pode prejudicar a produção de energia solar. Pesquisa da Universidade Federal da Paraíba (UFPB) constatou recentemente aumento da temperatura média do ar na Paraíba, relacionando essa tendência de alta a condições que podem comprometer a eficiência da produção de energia fotovoltaica no estado, por provocar diminuição da tensão elétrica em painéis fotovoltaicos – equipamentos responsáveis pela captação e conversão da luz solar em eletricidade -, reduzindo a geração de energia elétrica.

Segundo o estudo realizado pela equipe de pesquisa paraibana, o aumento da temperatura média do ar no estado foi de 1ºC nos últimos 30 anos. Hoje, é de 25,3 °C. Esse crescimento foi observado nas quatro regiões geográficas do estado (João Pessoa, Campina Grande, Patos e Sousa-Cajazeiras).

Os dados climáticos históricos de irradiação solar e de temperatura média do ar das estações meteorológicas, instaladas nas últimas três décadas na Paraíba, permitiram a realização do estudo. De acordo com o Instituto Nacional de Meteorologia (Inmet), as estações meteorológicas têm o objetivo de monitorar e de analisar a previsão do clima e do tempo no estado. Ao todo, são seis estações convencionais e duas automáticas presentes em solo paraibano.

Das estações meteorológicas convencionais, uma fica em João Pessoa, três na região de Campina Grande e duas no sertão, sendo uma em Patos e outra em Sousa. Conforme a pesquisa, atualmente, a temperatura média do ar é de 26,8°C em João Pessoa, 22,5°C em Areia, 23,3°C em Campina Grande, 24,2°C em Monteiro, 27,9°C em Patos e de 26,8°C em Sousa.

Queda de tensão

O Balanço energético nacional lançado neste ano, tendo 2020 como referência, mostra que, na Paraíba, a produção fotovoltaica foi de 365 GWh. Considerando um consumo médio mensal de 200 kWh, essa produção fotovoltaica atenderia aproximadamente a 152 mil residências durante um ano. No estado, a produção de energia solar fotovoltaica corresponde a aproximadamente 24% do total.

“Nesta nossa avaliação dos dados climáticos históricos de irradiação solar e temperatura média do ar do estado da Paraíba e seu impacto na produção de energia fotovoltaica usando painel de silício monocristalino e policristalino, foi observado que houve redução na produção fotovoltaica em razão do aumento da temperatura média do ar”, afirma Louise Pereira da Silva, responsável pelo estudo, no âmbito do Programa de Pós-graduação em Energias Renováveis da UFPB.

A pesquisadora ressalta que essa redução foi pequena, mas foi visto que existe e que o aumento da temperatura do ar vai piorar a eficiência do sistema. “A redução da produção fotovoltaica foi a mesma tanto no painel de silício monocristalino quanto no painel de silício policristalino. O estado da Paraíba tem um potencial elevado, considerando o alto índice de irradiação solar”, destaca Louise Pereira.

Existem diversos tipos de painéis fotovoltaicos. Os de silício monocristalino e policristalino são dois deles. A principal diferença entre as tecnologias é o método utilizado na fundição dos cristais. Enquanto o monocristalino é feito a partir de um único cristal de silício ultrapuro fatiado em lâminas de silício individuais, transformadas em células fotovoltaicas, no policristalino, os cristais de silício são fundidos em um bloco, preservando a formação de múltiplos cristais.

Foto aérea de sítio em área rural, com telhado da casa em primeiro plano, onde está instalado painéis de energia solar no ponto mais alto do telhado. Ao redor da casa, coqueiros e árvores de médio porte.
Na Paraíba, 24% da matriz energia é de energia fotovoltaica. Crédito: site Governo da PB

Para chegar aos resultados desta pesquisa, Louise Pereira conta que foram analisados dados do início da instalação de cada estação meteorológica na Paraíba até o ano de 2019. Toda manipulação das informações foi processada através de técnicas computacionais, sob orientação do professor do Departamento de Engenharia de Energias Renováveis da UFPB, Raphael Abrão, com colaboração das pesquisadoras Susane Medeiros e Paula Santos.

“Coletamos as informações técnicas dos painéis através do datasheet (folha de dados) dos equipamentos. As simulações para indicar tendências foram executadas considerando uma planta fotovoltaica de minigeração distribuída, com 100 painéis fotovoltaicos que estariam em cada estação meteorológica”, relata a pesquisadora.

Ela explica que a tensão elétrica de um painel fotovoltaico é altamente dependente da temperatura e o aumento na temperatura do ar diminuirá a tensão do equipamento, reduzindo dessa forma a produção de eletricidade. “A temperatura do ar afeta diretamente a temperatura de operação do módulo fotovoltaico. Diminuindo a tensão e consequentemente a eficiência de conversão do equipamento”, esclarece.

Depois de observar o comportamento dessas tecnologias na Paraíba frente às mudanças climáticas, Louise Pereira da Silva pretende ampliar a pesquisa para a região do Semiárido brasileiro, assim como avaliar o uso de outros materiais para conversão fotovoltaica.

Temperatura vai aumentar mais

No cenário climático pessimista, as temperaturas aumentariam de 2ºC a 4ºC no Nordeste, até o final do século XXI. No cenário otimista, o aquecimento seria entre 1-3ºC, de acordo com Relatório do Clima do Brasil, produzido recentemente pelo Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (Inpe).

Dados coletados em 271 estações meteorológicas no Brasil mostram que a temperatura e as chuvas intensas aumentaram nas últimas décadas, conforme estudo do Inmet. O levantamento está no documento “Normais Climatológicas do Brasil 1991-2020”. Segundo o Painel Intergovernamental de Mudança do Clima da ONU (IPCC), já é evidente a influência humana para o aquecimento do planeta.

O estudo cita ainda o relatório do IPCC que indica perdas e danos generalizados e graves aos sistemas humanos e naturais causados pelas mudanças climáticas provocadas pelo homem. Para o relatório, os extremos estão “superando a resiliência de alguns ecossistemas e sistemas humanos e desafiando as capacidades de adaptação de outros, incluindo impactos com consequências irreversíveis”. Desse modo, pessoas e sistemas humanos vulneráveis e espécies e ecossistemas sensíveis ao clima estão em maior risco, alerta o documento.

Os últimos seis anos foram os mais quentes registrados desde 1880, sendo 2016, 2019 e 2020 os três primeiros. O ano 2020 foi de 1,2°C acima das temperaturas da era pré-industrial. A Organização Meteorológica Mundial (OMM) prevê que há uma probabilidade de 20% de que o aumento da temperatura exceda temporariamente os 1,5°C já a partir de 2024.

As emissões brasileiras de gases de efeito estufa em 2020 cresceram 9,5%, enquanto no mundo inteiro elas despencaram em quase 7% devido à pandemia de covid-19. A alta no desmatamento no ano passado, em especial na Amazônia, pôs o Brasil na contramão do planeta e o deixa em desvantagem no Acordo de Paris. Os dados são do SEEG (Sistema de Estimativas de Emissões de Gases de Efeito Estufa), do Observatório do Clima.

*Pedro Paz é jornalista e doutorando em Antropologia pela UFPB e produziu esta reportagem especial com uma bolsa de jornalismo fornecida pelo Instituto ClimaInfo, por meio do apoio financeiro do Instrumento de Parceria da União Europeia com o Ministério Federal Alemão para o Meio Ambiente, Conservação da Natureza e Segurança Nuclear (BMU), no contexto da Iniciativa Climática Internacional (IKI). O conteúdo desta publicação é de inteira responsabilidade dos seus organizadores e não necessariamente refletem a visão dos financiadores.

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