Impactos da sujidade em usinas de investimento e suas consequências diretas na geração de receita

Nos últimos anos, os investimentos em usinas fotovoltaicas têm sido cada vez mais adotado no Brasil, com destaque para regiões do Paraná, onde a instalação de usinas fotovoltaicas cresce de maneira expressiva.

No entanto , um desafio recorrente enfrentado por essas usinas é o impacto da sujidade sobre a eficiência dos módulos. Estudos realizados pela nossa equipe na região de Ponta Grossa, no estado do Paraná, demonstram que a sujeira pode reduzir a produção de energia acima de 15%, podendo atingir patamares mais elevados dependendo da região onde encontra-se instalada a usina.

Mas o que é índice de Sujidade?

O índice de sujidade refere-se ao grau de acúmulo de sujeira nos módulos, e ele varia de acordo com diversos fatores, como a localização da usina, as condições climáticas e a proximidade com áreas agrícolas e urbanas. Esse acúmulo atua como barreira física, impedindo que a luz solar atinja as células dos módulos. Consequentemente, a quantidade de energia gerada é reduzida.

De acordo com nossos estudos, o acúmulo de sujeira pode reduzir a eficiência de geração em até 30%, dependendo do nível de sujidade e da falta de manutenção adequada.

Qual a Interferência na Performance das usinas?

O acúmulo de sujeira nos módulos interfere diretamente na performance da usina. Quando a sujeira bloqueia a luz solar, há uma diminuição imediata na produção de eletricidade. Esse bloqueio causa uma redução na eficiência dos módulos, impactando diretamente a receita gerada pela usina.

Além disso, a sujidade não afeta os módulos de maneira uniforme. Áreas específicas podem sofrer mais com o acúmulo de sujeira, gerando o fenômeno conhecido como hotspot. Os hotspots ocorrem quando uma parte do módulo é obstruída, mas as demais áreas continuam funcionando normalmente. Isso faz com que a célula obstruída aqueça além do normal, o que pode levar a danos irreversíveis no módulo. Com o tempo, esse superaquecimento pode causar falhas no módulo, acelerando sua degradação e, em casos extremos, levando até à queima de componentes.

O que é um hotspot?

Os hotspots representam um dos maiores riscos causados pelo acúmulo de sujeira. Quando uma célula solar em um módulo fotovoltaico se aquece de maneira anormal, isso gera um ponto de aquecimento localizado que pode comprometer a integridade do módulo como um todo. Inicialmente, os hotspots podem causar pequenas perdas de eficiência, mas, se não forem tratados, podem resultar em danos permanentes.

Esses pontos de aquecimento contribuem para a degradação acelerada dos módulos fotovoltaicos. Normalmente, os módulos têm uma vida útil estimada de 25 a 30 anos, mas hotspots causados por sujeira podem reduzir esse tempo drasticamente. A degradação rápida não só aumenta os custos de manutenção, como também pode levar à substituição prematura dos módulos, afetando o retorno sobre o investimento do projeto.

Em um estudo técnico recentemente conduzido pela equipe de engenharia da Fonte Sul foi realizada uma análise aprofundada dos índices de deposição de partículas (sujidade) em uma planta fotovoltaica localizada na zona rural de Ipiranga – PR. Ao longo do período de avaliação, implementou-se um monitoramento contínuo e sistêmico do desempenho da usina, com coletas diárias de dados operacionais. Essa abordagem permitiu identificar uma redução na eficiência da planta em períodos específicos do ano, decorrente do acúmulo de sujidade sobre os módulos fotovoltaicos. Os resultados da pesquisa, detalhados no gráfico a seguir, confirmam as flutuações na geração de energia, relacionando-as diretamente com o impacto da sujidade sobre a performance.

Perdas por Sujidade

O gráfico apresentado demonstra claramente a influência da sujidade nos módulos fotovoltaicos ao longo do ano. É possível observar que o acúmulo de sujeira atinge seu pico nos meses de junho e julho, com uma queda acentuada na eficiência, que chega a mais de 16% nesses meses. Após julho, há uma diminuição gradual da sujidade, especialmente com o aumento das chuvas no final do ano. Esses dados reforçam a necessidade de uma limpeza regular dos módulos, principalmente nos períodos de seca.

Conclusão

A sujidade representa um desafio significativo para a eficiência dos sistemas fotovoltaicos, especialmente em regiões com alta poluição atmosférica ou intensa atividade agrícola. Manter uma rotina de limpeza e monitoramento é essencial para otimizar a produção de energia, como indicado pelos estudos conduzidos no Paraná e em outras partes do Brasil. Investir em manutenção não só preserva a vida útil dos módulos, mas também maximiza o retorno sobre o investimento