Choveu, limpou! Será mesmo?

Uma das afirmações nas quais me deparo constantemente no universo da energia solar é que a chuva é um elemento capaz de limpar os módulos fotovoltaicos. Algo como: “Basta inclinar os módulos fotovoltaicos a X graus que quando chover os módulos fotovoltaicos serão limpos”. Parece fácil então, concorda caro leitor? Será mesmo?

Vamos discutir um pouco o assunto! Que tal a gente fazer uma analogia? Digamos que você, leitor, quer deixar o seu carro mais limpo, e tem como oportunidade uma chuva que está ocorrendo do lado de fora da sua garagem. Você colocaria o carro do lado externo para limpar? Já imagino a sua resposta! Quando um carro é exposto a chuva, ao invés de limpar, ele pode ficar ainda mais sujo! Películas de lama, poeira surgem sobreposta ao carro. O para-brisa nem precisa comentar, né? Pois bem, a realidade, por vezes, é parecida quando falamos de sistemas fotovoltaicos, e talvez realizar a dança da chuva para isso não seja uma boa ideia (“rs”)!

Apesar de tudo, mesmo com a chuva não sendo um método eficaz, em diversos locais ela é essencial. Como falei, TALVEZ realizar a dança da chuva não seja uma boa ideia. Trabalhos apontam que chuvas rápidas e fracas diminuem a eficiência dos módulos fotovoltaicos que já estavam sujos ou que passaram a ficar sujos devido a chuva e vento. Entretanto, se chover pelo menos 20 mm, o cenário começa a mudar, e existem casos que a chuva pode ser benéfica [1], principalmente quando acompanhada de pouco vento, não levando outras sujeiras aos módulos fotovoltaicos.

A Figura a seguir mostra um exemplo de módulo fotovoltaico pós-chuva. Nesse caso, foi constatado perdas próximas a 10% de potência por módulo fotovoltaico do sistema (teste de curvas I-V e P-V). É válido ressaltar que os módulos fotovoltaicos haviam sidos limpos duas semanas antes. Na literatura, existem diversos números quando se fala da porcentagem de redução da máxima potência de sistemas fotovoltaicos devido a sujeira. Entretanto, a variação é muito grande e tudo depende do local e condições de sujidade.

Trabalhos também mostram que limpar módulos somente “jogando” água, semelhante ao efeito da chuva, pode diminuir a eficiência, não sendo um método eficaz [2]. Para melhorar a eficiência, é necessário o uso de água pressurizada (em valores adequados de pressão, de modo a não danificar os módulos), bem como, se possível, o uso de surfactantes* (Ver nota de rodapé) para módulos fotovoltaico que melhoram o desempenho da limpeza.

Logo, podemos concluir que a eficiência da limpeza dos módulos fotovoltaicos pela chuva é relativo. Sendo dessa forma, necessário realizar a limpeza periódica dos módulos fotovoltaicos. Tal limpeza pode ser manual ou automatizada. A limpeza manual pode ser feita com vassouras próprias para tal feito ou um pano macio (com cuidado para não danificar os módulos fotovoltaicos com a força da limpeza, já que são frágeis e as fissuras geralmente não são vistas a olho nu), aliado a água pura ou com surfactantes específicos para módulos fotovoltaicos (não usar detergente, sabões líquidos para roupa ou similares). Já no caso dos sistemas automatizados tem-se no mercado alguns exemplos, como o Heliotex, que funciona com base em bocais fixos para realização da limpeza, e no Brasil em termos de patentes tem-se a invenção Psclean que consiste em bocais móveis. A figura a seguir mostra alguns exemplos de soluções.

Fonte das imagens: [3], [4], [5] e [6].

Agora você deve estar pensando, João e qual seria a periodicidade da limpeza? Pois bem, a periodicidade será de acordo com o local em que o sistema FV foi instalado. É algo que não é possível quantificar antes da instalação. Existem locais que a limpeza deve ser feita mensal! Isso mesmo, mensal! Exemplos são sistemas instalados próximos a estradas de terra (Vide o módulo fotovoltaico da figura a seguir). Em locais com alto índice de sujidade, a sujeira pode acumular na parte inferior do módulo fotovoltaico e ativar o diodo de bypass, que é um dispositivo de segurança que irá isolar o conjunto de células fotovoltaicas sujo, evitando sobreaquecimento e reduzindo a geração de energia do sistema fotovoltaico, podendo perder toda geração de energia, principalmente, quando o módulo é colocado na posição vertical na fileira. Já na maioria das áreas urbanas no Brasil, geralmente podem ficar sem limpeza por mais de 1 ano que as perdas serão pequenas. No geral, a dica é acompanhar o monitoramento do sistema fotovoltaico e se possível, acompanhar visualmente a evolução da sujeira sobre os módulos fotovoltaicos na sua região para estabelecer uma periodicidade.

Para finalizar uma dica: Você que é integrador fotovoltaico pode oferecer ao seu cliente o serviço de limpeza dos módulos fotovoltaicos, como um pacote junto do kit fotovoltaico, que tal?

*Surfactante é um composto quimíco que influencia na superfície de contato entre sujeira e módulo fotovoltaico, fazendo com que a sujeira seja removida mais facilmente ao ser utilizado com água durante a limpeza. É válido ressaltar, que existem combinações de surfactantes próprias para módulo fotovoltaico.

Referências

[1] Maghami, M. R., Hizam, H., Gomes, C., Radzi, M. A., Rezadad, M. I., & Hajighorbani, S. (2016). Power loss due to soiling on solar panel: A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 59, 1307–1316.

[2] Moharram, K. A., Abd-Elhady, M. S., Kandil, H. A., & El-Sherif, H. (2013). Influence of cleaning using water and surfactants on the performance of photovoltaic panels. Energy Conversion and Management, 68, 266–272.

[3] Rodrigues, M. Karcher lança em Portugal solução inovadora para a limpeza de painéis solares. Disponível em: <https://www.construcaocivil.net/karcher-limpeza-paineis-solares-2016>. Acesso em: 27, março e 2020.

[4] Firstgreen. Guidelines for module cleaning in solar projects. Disponível em: <https://firstgreenconsulting.wordpress.com/2013/05/18/guideline-for-module-cleaning-in-solar-projects/>. Acesso em: 27, março e 2020.

[5] Shamah, D. Israel Utiliza 100 Robots Autónomos na Manutenção da Central Solar de Ketura. Disponível em: <https://www.engenhariacivil.com/israel-robots-autonomos-manutencao-central-solar>. Acesso em: 27, março e 2020.

[6] Heliotex. Residential Solar Panel Cleaning Services. Disponível em: <https://www.solarpanelcleaningsystems.com/residential.html>. Acesso em: 27, março e 2020.