Suíça recebe primeiro painel solar “aquático” do mundo

15/11/2020 06:00

A primeira usina flutuante de energia solar de alta altitude do mundo entra em operação nos Alpes suíços. Segundo especialistas da indústria, essa nova tecnologia poderia se tornar um pilar da indústria fotovoltaica.

“A ideia nasceu quando tomávamos um café. Foi quando nos perguntamos como utilizar os lagos nos Alpes para produzir energia. Era 2013 e já existiam alguns projetos de usinas flutuantes de energia solar, mas nada ainda nesse contexto”, lembra Guillaume Fuchs.

O Lago des Toules, localizado a 1.810 metros acima do nível do mar, é um reservatório artificial para a produção de energia hidrelétrica.

50% mais eletricidade

A usina de energia solar no lago de Toules consiste em 1.400 painéis, apoiados sobre 36 estruturas flutuantes de alumínio e polietileno que estão ancoradas no fundo. A produção atual é superior a 800 mio kilowatts/hora (kWh) por ano, o equivalente ao consumo de cerca de 220 residências.

Embora o investimento inicial (2,35 milhões de francos) supere o valor do que teria sido gasto se a usina fosse construída em terra – devido aos custos adicionais para estruturas flutuantes e âncoras – um sistema fotovoltaico em um lago artificial em alta altitude tem muitas vantagens, ressalta o engenheiro.

“Os painéis são mais eficazes a baixas temperaturas. Dentre outros, aproveitamos até a reflexão da luz sobre a neve.”

“A camada atmosférica é mais fina nessas alturas e, portanto, os raios ultravioletas são mais intensos. Os painéis são mais eficazes a baixas temperaturas. Dentre outros, aproveitamos até a reflexão da luz sobre a neve”, explica.

O uso de painéis de dupla face, que possuem células fotovoltaicas em ambos os lados, também permite utilizar a luz refletida da superfície da água, o que aumenta a produção de eletricidade. “Em comparação com uma usina do mesmo porte e localizada na planície, produzimos aqui 50% mais eletricidade”, diz Fuchs.

Resistente à neve e ao gelo

Após entrar em operação em dezembro de 2019, a usina de energia solar nas montanhas alpinas do cantão do Valais (sul) já passou seu primeiro inverno. O problema do gelo, que pode atingir uma espessura de 60 centímetros no lago, foi resolvido com flutuadores que levantam a estrutura quando a superfície da água congela. Quando o lago se esvazia completamente, no final de março, as plataformas ficam no fundo previamente nivelado.

A estrutura pode suportar até 50 centímetros de neve. No caso de acumulações maiores, a neve desliza dos painéis assim que aparecem os primeiros raios de sol. “A parte de trás dos painéis produz eletricidade. Em seguida, eles esquentam e a neve escorrega. Após vários testes chegamos à conclusão de que uma inclinação de 37 graus dos painéis permite a remoção da neve sem comprometer a eficiência das células fotovoltaicas”, conta o engenheiro.

Resistente à neve e ao gelo

Após entrar em operação em dezembro de 2019, a usina de energia solar nas montanhas alpinas do cantão do Valais (sul) já passou seu primeiro inverno. O problema do gelo, que pode atingir uma espessura de 60 centímetros no lago, foi resolvido com flutuadores que levantam a estrutura quando a superfície da água congela. Quando o lago se esvazia completamente, no final de março, as plataformas ficam no fundo previamente nivelado.

A estrutura pode suportar até 50 centímetros de neve. No caso de acumulações maiores, a neve desliza dos painéis assim que aparecem os primeiros raios de sol. “A parte de trás dos painéis produz eletricidade. Em seguida, eles esquentam e a neve escorrega. Após vários testes chegamos à conclusão de que uma inclinação de 37 graus dos painéis permite a remoção da neve sem comprometer a eficiência das células fotovoltaicas”, conta o engenheiro.

A usina de energia solar flutuante em Huainan, China, está localizada em um antigo local de mineração de carvão. É a maior do mundo. Chen Bin – Imagem China.

Futuro sobre a água?

A primeira usina solar flutuante foi construída em 2007 no Japão. Depois seguiram projetos em outros países, dentre eles França, Itália, Coréia do Sul, Espanha e Estados Unidos. Atualmente, existem mais de cem centrais elétricas flutuantes em operação no mundo inteiro. A capacidade instalada aumentou significativamente desde 2014.

Os painéis podem ser colocados em todas as águas, sejam bacias industriais (minas abandonadas) até mares. A maior usina elétrica está localizada na província de Anhui, na China. No continente europeu, a maior é a usina de Piolenc, no sul da França (47 mil painéis fotovoltaicos).

Segundo especialistas do setor, as instalações flutuantes representam o futuro da energia solar à medida que a água resfria os painéis, aumentando sua eficiência. Além disso, essa tecnologia reduz os conflitos pelo uso da terra. Razão: ela não ocupa espaços da agricultura ou da construção civil. Técnicos do Centro de Pesquisa da Energia Solar em Cingapura e do Banco Mundial consideram que é a tecnologia ideal para o futuro.

Combinando energia solar e hidrelétrica

A implementação de sistemas híbridos combinando produção hidroelétrica e fotovoltaica tornaria possível compensar a queda na produção de eletricidade ao longo do ano, explica Annelen Kahl, pesquisadora no Laboratório de Ciência Criosférica da Escola Politécnica Federal de Lausanne (EPFL, na sigla em francês). Nos meses de inverno, quando a demanda de energia é maior, a energia solar, e em particular a energia solar em altitude, poderia compensar o declínio da produção hidrelétrica.

Na Suíça, a barragem de Albigna, no cantão dos Grisões (leste) foi a primeira a ser parcialmente coberta por painéis solares. Na barragem do Lago de Mutt, cantão de Glarus (centro), será construída a primeira usina solar alpina de grande porte (seis mil painéis sobre uma superfície de 10 mil metros quadrados).

Painéis sobre estruturas existentes

O objetivo do Guillaume Fuchs e da empresa Romande Energie é otimizar o projeto-piloto. Se a fase experimental confirmar os resultados coletados, a primeira usina solar flutuante nos Alpes será expandida para ocupar uma área equivalente a um terço do Lago de Toules. A usina fornecerá cerca de 22 milhões de kWh por ano, o equivalente ao consumo de oito mil residências.

E não é tudo. O engenheiro também espera aplicar a tecnologia em outros lagos na Suíça e no exterior. Mas há condições: “os painéis são mais eficazes a baixas temperaturas. Dentre outros, aproveitamos até a reflexão da luz sobre a neves”, explica, acrescentando. “O lago deve ser acessível e não pode estar localizado em uma área protegida. Além disso, deve ser uma área com potencial de gerar energia solar”. Segundo suas análises, existem cerca de dez lagos alpinos na Suíça que poderiam acomodar uma infraestrutura desse tipo.

O projeto no Lago de Toules foi aceito pela seção local da ong ambiental WWF, pois é um local que já foi transformado para a produção de energia, onde fauna e flora não têm como se estabelecer devido ao esvaziamento anual.

Entretanto, enquanto se aguarda um estudo sobre o impacto ambiental da operação da usina sobre o fitoplâncton, os ambientalistas preferem outras soluções. Antes de cobrir uma grande parte dos lagos artificiais, as áreas já construídas em áreas povoadas devem ser aproveitadas, defendem. Os painéis devem ser instalados na infraestrutura existente, como telhados, fachadas e estacionamentos, afirma Michael Canova da ong Pro Natura em um jornal suíço.

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