Tecnologia fotovoltaica como solução energética para as cidades sustentáveis

O crescente aumento do preço do petróleo, traduzido num custo elevado da fatura energética para famílias e empresas, tem evidenciado a necessidade de aumentar a eficiência energética dos edifícios bem como a utilização de sistemas baseados em fontes de energias renováveis (ER). As ER apresentam-se como a melhor opção de solução para a garantia da sustentabilidade do planeta e irão ter uma posição central no cabaz energético da Europa.

Os programas nacionais e da União Europeia (EU) e as políticas de incentivos para as energias renováveis criam a oportunidade de mercado para produtos solares adequados à integração arquitetónica e novas soluções energéticas para o conceito das cidades sustentáveis no futuro.
Portugal é um dos países da UE com maior disponibilidade de radiação solar, sendo que este recurso tem sido mal aproveitado no passado para usos estritamente energéticos.

Portugal é, depois da Grécia e da Espanha, o país na EU com maior potencial de aproveitamento de energia solar. Com mais de 2300 horas/ano de insolação na Região Norte, e 3000 horas/ano no Algarve, o nosso país dispõe de uma situação privilegiada para uma maior utilização deste tipo de energia.

As designadas tecnologias fotovoltaicas (FV) baseiam-se fundamentalmente na utilização de um conjunto de materiais que permitem a transformação da radiação solar em energia elétrica através do designado efeito fotovoltaico. As tecnologias FV designadas de primeira geração, representando o estado da arte, são completamente dominadas pelas células de silício cristalino (c-Si), nas suas configurações mono (obtidas através do corte de um lingote de um monocristal de Si puro) e multicristalina. Estas representam a geração que ainda hoje detêm cerca de 85% do mercado global.

No mercado da energia, a posição competitiva de qualquer tecnologia solar é fundamentalmente determinada por fatores associados à eficiência da conversão, o tempo de vida do produto e o custo de produção. Neste cenário, a indústria foi obrigada a encontrar novas soluções tanto ao nível de novos materiais quanto às tecnologias de produção.

Estes novos materiais integram aquilo que atualmente se designa por tecnologias FV de segunda geração. Estes materiais inserem-se na chamada tecnologia de filmes finos, onde o material semicondutor ultrafino é depositado em substratos de grande área como o vidro, plástico ou metal, e por conseguinte, apropriados à produção em larga escala.

Nesta tecnologia, as soluções mais utilizadas consistem na utilização do Silício amorfo (a-Si), com uma fatia de cerca de 9% do mercado, o Telureto de Cádmio (CdTe), com 5%, o Disseleneto de Cobre-Índio-Gálio (CuInGaSe2 – CIGS), com 1% e um conjunto de novos materiais emergentes, com elevado potencial de utilização, não obstante estarem ainda em fase de investigação. Destacam-se principalmente as células sensibilizadas por corante (Grätzel cells).

Os edifícios são responsáveis por 40% do consumo energético e 36% das emissões de CO2 na União Europeia. O desempenho energético dos edifícios é a chave para alcançar os objetivos Europeus nos domínios do Clima e Energia, nomeadamente a redução em 20% dos gases de efeito de estufa e 20% em redução do consumo energético até 2020.

O aumento do desempenho energético dos edifícios é uma medida eficaz, em termos de custos, de luta contra as alterações climáticas e melhoria da segurança energética, ao mesmo tempo que cria novas oportunidades de emprego. Os materiais fotovoltaicos devem ser aqueles que apresentam maior flexibilidade funcional na prossecução de alguns dos objetivos inerentes à sustentabilidade energética dos edifícios nas cidades eco-sustentáveis.

O novo mercado de construção de células fotovoltaicas integradas (BIPV) deverá ultrapassar os 8 mil milhões de euros em 2015, segundo um estudo de empresa líder na indústria analista. O conceito de BIPV consiste em aplicar os sistemas fotovoltaicos como elementos estruturantes dos edifícios, podendo substituir em alguns casos os materiais de construção convencionais. Uma forma prática de o conseguir, é produzir as células fotovoltaicas diretamente sobre os materiais atualmente utilizados na construção, designadamente materiais cerâmicos convencionais utilizados no revestimento das coberturas, telhas e fachadas.

Alguns dos desafios científicos e tecnológicos que se colocam consistem na utilização de novas arquiteturas de células FV baseadas em novos nanomateriais e filmes finos capazes de apresentarem maiores eficiências de conversão e custos de produção reduzidos. Para esse fim associam-se conceitos de design à nanoescala (aplicação da nanotecnologia) para obtenção de sistemas radicalmente inovadores. Uma das vantagens de se aplicarem nanomateriais na conceção de células fotovoltaicas consiste na possibilidade de se utilizarem materiais de suporte diferentes (vidros, polímeros, cerâmicos) o que potenciará a utilização de materiais de construção civil multifuncionais na arquitetura sustentável.

No futuro células solares transparentes serão aplicadas nos vidros das janelas ou em outros elementos arquitetónicos não alterando a sua cor e estética original. Neste âmbito destaque-se o Solar Tiles como exemplo de um projeto de I&DT financiado pelo QREN, em que a Universidade do Minho participou, onde se recorre à utilização de conceitos de nanotecnologia, eco-design e sustentabilidade na construção arquitetónica, para desenvolver novos sistemas solares fotovoltaicos em telhas e revestimentos cerâmicos de fachadas.

http://www.correiodominho.com/cronicas.php?id=5233

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~ by vascoteixeira on July 1, 2013.

 
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