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Transição Energética e Tecnologia Fotovoltaica

Como vai ser a proteção do consumidor europeu nos próximos anos

Transição Energética e Tecnologia Fotovoltaica

Ideias

2020-10-31 às 06h00

Vasco Teixeira Vasco Teixeira

Os programas nacionais e da União Europeia (UE) e as políticas de incentivos para as energias renováveis criam a oportunidade de mercado para novos produtos solares adequados à integração arquitetónica e novas soluções energéticas para o conceito das cidades sustentáveis no futuro.
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. As energias renováveis apresentam-se como a melhor opção de solução para a garantia da sustentabilidade do nosso planeta.
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 dos gases de efeito de estufa e redução do consumo energético.

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.
Portugal é um dos países da UE com maior disponibilidade de radiação solar (dispondo de mais de 2300 horas/ano de insolação na Região Norte, e 3000 horas/ano no Algarve). Portugal é, depois da Grécia e da Espanha, o país na UE com maior potencial de aproveitamento de energia solar.
O peso da fileira fotovoltaica é cada vez mais relevante nas energias renováveis em Portugal, que recebe elevados níveis de fluxo solar, além de ter um impacto muito positivo no clima e na melhoria da balança comercial do país, reduzindo assim a importação de fontes fósseis. Portugal assumiu em 2016 o desígnio da promoção e materialização da transição energética, com vista à neutralidade carbónica em 2050, através da drástica redução das emissões de gases com efeito de estufa e, também, da intensificação de fontes de energia endógenas e renováveis.

Um contributo positivo para a estratégia da transição energética foi dado com a recente edição do livro “Sistemas Fotovoltaicos - Fundamentos sobre Dimensionamento”, tendo como autores Joaquim Carneiro, professor e investigador do Departamento de Física da UMinho e Mário Passos, vereador do Município de Vila Nova de Famalicão. Os autores defendem um novo paradigma energético para Portugal com base na implementação de sistemas fotovoltaicos. No livro caraterizam-se os sistemas fotovoltaicos, aprofundam-se os conceitos sobre materiais semicondutores e propriedades optoelectrónicas, fornecendo metodologias de cálculo e resolvendo casos de estudo, auxiliando assim na conceção, dimensiona- mento e instalação daqueles sistemas, quer sejam autónomos, ligados à rede e por bombagem de água, por exemplo. Os conteúdos refletem, também, a experiência de um dos autores, J. Carneiro, em projetos de investigação científica sobre novos materiais e experiência pedagógica no âmbito da lecionação de diversas unidades curriculares do Mestrado em Ciências e Tecnologias do Ambiente e Licenciatura em Ciências do Ambiente, ministradas na Escola de Ciências da UMinho.

O novo mercado de construção de células fotovoltaicas integradas (BIPV) será da ordem da dezena de mil milhões de euros nos próximos anos. 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.
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 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.

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. Células solares transparentes serão aplicadas nos vidros das janelas ou em outros elementos arquitetónicos não alterando a sua cor e estética original. (artigo escrito em colaboração com Joaquim Carneiro, Professor e Investigador da UMinho)

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