Pesquisadores da Universidade Tecnológica de Brandenburg Cottbus-Senftenberg (BTU) analisaram 16 anos de dados de mais de 1 milhão de instalações solares, totalizando 34 GW na Alemanha, e descobriram que a grande maioria dos sistemas supera as expectativas de vida útil.
Segundo Diego Prieto Melo, um dos autores da pesquisa, a energia solar está crescendo rapidamente e envelhecendo melhor do que muitos pensavam. “Analisamos mais de um milhão de sistemas fotovoltaicos e descobrimos que a produção diminui em média cerca de 0,59% ao ano, um valor inferior a muitas estimativas anteriores.”
O que diferencia esse estudo é a escala. Trabalhos anteriores analisaram milhares de painéis, mas este acompanhou 1,25 milhão de sistemas em todo um país, por até 16 anos consecutivos. E mostrou que uma menor degradação significa maior produção e receita ao longo da vida útil de um projeto.
E os dados mostraram que a degradação não se resume à idade. Calor extremo, geadas e poluição do ar têm um efeito mensurável no desempenho. Em particular, a queda na poluição do ar na Alemanha permitiu que os sistemas fotovoltaicos tivessem rendimentos energéticos mais altos nos últimos anos, o que podemos separar da variabilidade climática e dos efeitos relacionados à idade.
Segundo os pesquisadores as mudanças climáticas são relevantes para os sistemas fotovoltaicos: com o aumento da frequência de ondas de calor extremas, a nova compreensão de como os dias quentes e frios afetam o desempenho solar no longo prazo torna-se cada vez mais importante para o projeto de sistemas.
Os pesquisadores também descobriram que instalações maiores tendem a apresentar gradientes de desempenho mais rápidos do que as menores. Isso é importante porque sugere que a energia fotovoltaica em escala de utilidade pública não pode ser simplesmente tratada como uma versão ampliada da energia solar em telhados. As estratégias de confiabilidade e manutenção têm um impacto consideravelmente diferente nos resultados.
A eficiência do sistema ao longo do tempo foi medida usando índices de desempenho (PR) calculados de acordo com as normas IEC. O rendimento específico foi derivado da produção de energia dividida pela capacidade nominal, enquanto o rendimento de referência foi baseado na radiação solar incidente.
Os dados de produção anual foram obtidos das Operadoras de Sistemas de Transmissão Alemãs e tratados para garantir a confiabilidade. Apenas instalações de unidade única foram incluídas para evitar complicações decorrentes de mudanças de capacidade em sistemas com múltiplas unidades. Os dados de irradiação solar foram obtidos do Serviço de Monitoramento da Atmosfera Copernicus, com resolução horária para cada código postal. Os valores de PR (Índice de Desempenho) foram calculados utilizando os ângulos de inclinação mínimo, médio e máximo, e os índices de desempenho normalizados foram estabelecidos utilizando o primeiro ano de operação como referência.
As taxas de degradação foram estimadas utilizando regressão de painel com efeitos fixos sobre o PR normalizado, capturando a perda média anual de eficiência. A análise focou em quatro variáveis principais: dias quentes, dias de geada, precipitação e poluição atmosférica. Dias quentes, definidos como dias com temperatura superior a 30 °C, podem reduzir a eficiência dos painéis fotovoltaicos, enquanto dias de geada, definidos como dias com temperatura inferior a 0 °C, podem causar estresse mecânico ou delaminação em condições extremas. A precipitação tem efeitos mistos: pode resfriar os painéis e remover poeira, mas também pode dispersar a luz e reduzir a eficiência, dependendo dos ângulos de incidência. A poluição atmosférica afeta o desempenho através do acúmulo de partículas e poeira nos painéis solares.
O levantamento constatou uma degradação anual de 0,52–0,61%, aproximadamente metade da média relatada em estudos anteriores, com painéis mais antigos apresentando um declínio incremental mais lento. Menor degradação melhora a rentabilidade do projeto, reduzindo o custo nivelado de energia (LCOE) em 4,8% em comparação com as suposições anteriores.
