Um consórcio internacional formado por doze parceiros de oito países da Europa iniciou os trabalhos do projeto Sunrise, uma iniciativa de pesquisa voltada a eliminar a necessidade de vidro em módulos fotovoltaicos. A tecnologia aposta na integração direta de células solares em compósitos de polímero reforçado com fibras, viabilizando equipamentos ultraleves capazes de se moldar a superfícies curvas ou irregulares, ampliando de forma expressiva o alcance da energia solar integrada.

Integração em compósitos e redução de reflexão

A proposta técnica do consórcio baseia-se na combinação de processos avançados de processamento de compósitos, com ênfase em laminação e moldagem de compósitos líquidos (LCM, na sigla em inglês), além da experiência prévia acumulada na incorporação de células de silício policristalino em estruturas de fibra. Entre as soluções já testadas pelo grupo estão métodos de corte a laser, texturização e técnicas de replicação para a criação de superfícies multifuncionais.

Em ensaios laboratoriais e em campo aberto conduzidos antes do início formal da iniciativa, essas superfícies texturizadas registraram reduções de até 50% na reflexão total da luz solar. A partir desses parâmetros, a nova fase do trabalho busca aperfeiçoar o corte celular, criar interconexões elétricas reversíveis e aprimorar a moldagem e a laminação, paralelamente ao desenvolvimento de materiais encapsulantes que facilitem a desmontagem, o conserto e a reciclagem dos equipamentos ao final da vida útil.

O projeto Sunrise baseia-se em trabalhos que já haviam sido validados por vários parceiros antes de seu lançamento. Neste estágio, os esforços estão concentrados sobretudo no desenvolvimento e na validação desses diferentes processos. — Damien Gautier, pesquisador do Instituto Becquerel, e Jaime Cuartero, coordenador do projeto.

Divisão de responsabilidades e estrutura de desenvolvimento

As atribuições de cada integrante do grupo de pesquisa foram definidas para contemplar todas as etapas da cadeia de suprimentos e engenharia. A liderança nas frentes de corte a laser, texturização e processos de moldagem por LCM ficou a cargo do centro tecnológico Aimen, localizado na Espanha. A responsabilidade pelas técnicas de laminação cabe ao Fraunhofer ISE, da Alemanha.

Na Suécia, a empresa Sticky Solar Power assumiu a concepção de um protótipo de sistema fabril de montagem de fileiras de células (strings) baseado em tecnologia de deposição de fitas, que posteriormente será testado em ambiente operacional pela italiana Solbian. O projeto distribuiu a infraestrutura de validação entre três plantas-piloto europeias, evitando concentrar todas as etapas produtivas em uma única fábrica:

  • Instalações da Solbian e da Solitek: responsáveis por receber e executar os processos industriais de laminação;
  • Planta da Forster System-Montage-Technik: encarregada de conduzir os processos de moldagem de compósitos líquidos (LCM);
  • Estrutura da AIMEN: encarregada dos desenvolvimentos relacionados à tecnologia laser e do fornecimento dos insumos processados aos parceiros fabris;
  • Linha de produção da Solbian: selecionada para abrigar o maquinário piloto da Sticky Solar Power para produção das fileiras de células empregadas nos demonstradores.
O projeto dependerá de três unidades-piloto, cada uma voltada a uma parte específica dos processos desenvolvidos, o que significa que nenhuma instalação isolada cobrirá toda a cadeia de manufatura. — Damien Gautier e Jaime Cuartero.

Demonstradores práticos e metas operacionais

O cronograma do projeto Sunrise teve início formal com uma reunião inaugural realizada nos dias 25 e 26 de junho e possui duração prevista de 36 meses, com encerramento programado para maio de 2029. Além de criar as técnicas fabris, o plano prevê o desenho de uma rota de escalonamento industrial e a montagem de protótipos em escala real, divididos em três frentes de demonstração comercial:

  • Fotovoltaico Integrado a Veículos (VIPV): foco na diminuição do peso sobre a estrutura automotiva, com meta de reduzir o peso do módulo em pelo menos 80%, cortar custos associados ao sistema em 30% e encurtar o tempo de laminação em no mínimo 50%;
  • Barreiras acústicas rodoviárias: aplicação em infraestrutura viária combinada com geração elétrica, estipulando corte mínimo de 30% no peso das placas, retenção de 98% da eficiência em comparação com um módulo tradicional de tecnologia TOPCon (contato passivado por óxido de túnel) e capacidade de suportar pressão estática de até 5.400 Pa;
  • Aplicações marítimas em convés de embarcações: criação de uma superfície solar contínua, sem fendas entre os componentes, dotada de acabamento antiderrapante para trânsito a bordo e com redução de custos superior a 20% em comparação com as opções existentes no mercado.

Desafios técnicos para a produção em escala

A transição desses módulos da fase laboratorial para a manufatura comercial na Europa enfrenta barreiras industriais relevantes. A principal delas consiste em garantir repetibilidade e confiabilidade aos processos de encapsulamento com polímeros reforçados com fibra em ritmo de linha de montagem. Outro requisito indispensável é comprovar que o encapsulamento compósito funciona perfeitamente com células solares de última geração, como TOPCon, IBC (contato traseiro interdigitado), perovskitas e estruturas tandem.

A certificação também impõe desafios normativos, já que os padrões internacionais em vigor, especialmente as normas IEC 61215 e IEC 61730, foram formulados com base nas propriedades físicas e mecânicas de módulos com vidro frontal. Os pesquisadores precisarão comprovar a resistência de longo prazo dos compósitos diante das intempéries climáticas, atingindo custos fabris competitivos frente aos painéis tradicionais e garantindo boa receptividade no mercado.

Em última análise, a industrialização dessas tecnologias dependerá também de sua adoção por um setor fotovoltaico que permanece amplamente acostumado com as soluções convencionais de encapsulamento baseadas em vidro. — Damien Gautier e Jaime Cuartero.

Leitura da LZ7 Energia

A pesquisa europeia aponta para uma tendência relevante também para o mercado brasileiro de geração distribuída: o desenvolvimento de módulos ultraleves e flexíveis. No Brasil, e em especial na infraestrutura agroindustrial e comercial do interior do Paraná, muitas coberturas metálicas e galpões enfrentam restrições de sobrecarga de peso que encarecem ou impedem a instalação de painéis fotovoltaicos convencionais com vidro. Tecnologias sem vidro capazes de suportar altas pressões mecânicas e com propriedades mecânicas avançadas representam uma alternativa promissora para viabilizar projetos em telhados de menor capacidade estrutural, veículos de transporte de carga e estruturas agrícolas em um futuro próximo.

Fonte: PV Magazine — Solar global — matéria original publicada em pv-magazine.com. Imagens e vídeos: PV Magazine — Solar global. Texto apurado e reescrito pela redação da LZ7 Energia.