O Instituto Fraunhofer ISE testa componentes solares de média tensão para reduzir custos e materiais.

O instituto de pesquisa alemão Fraunhofer ISE lançou um projeto para explorar como a tecnologia de média tensão pode tornar os componentes solares, que demandam muitos materiais, mais eficientes e econômicos.

O projeto 'SeVen' testará a eficácia e a viabilidade de caixas de junção de média tensão e "outros componentes do sistema", que o Fraunhofer ISE definiu como tensões de até 1.000 V. Isso se compara às tensões de sistema CA de 400 a 800 V atualmente em operação na indústria fotovoltaica e pode trazer dois benefícios: a seção transversal dos cabos pode ser reduzida, levando a economias nos custos de material e instalação da fiação; e o desempenho das subestações pode ser aprimorado, o que significa que os projetos podem fornecer a mesma quantidade de energia com uma menor necessidade de transformadores e equipamentos de manobra.

O Fraunhofer ISE testará essa teoria avaliando o impacto de diferentes tensões em uma usina elétrica e, em seguida, desenvolverá um inversor e um combinador de strings demonstrativos para avaliar o desempenho dessas alterações em um estudo piloto. Este projeto piloto terá como objetivo gerar uma economia de 75% em cabos, 30% em cobre e ferrite nos materiais de enrolamento e 20% em dissipadores de calor.

A tensão alvo de 1.000V é um pouco inferior à meta de 1.500-2.000V para a qual partes da indústria fotovoltaica estão caminhando, mas quando questionado sobre isso, Andreas Hensels, gerente do grupo de Eletrônica de Potência e Tecnologia de Sistemas do Fraunhofer ISE, fez uma distinção entre a tensão fotovoltaica e a tensão do componente, sendo esta última medida em corrente alternada (CA).

“A tensão mínima dos painéis fotovoltaicos será de 2 kV”, disse Hensels à PV Tech. “As especificações exatas para a tensão CA ainda estão sendo definidas. A meta é um mínimo de 1.000 V CA, podendo chegar a 1.500 V CA.”

Os parceiros do projeto SeVen incluem a fabricante de inversores KACO New Energy e a fabricante de módulos e componentes SUMIDA Components & Modules, ambas sediadas na Alemanha. Entre os parceiros associados estão a empresa alemã de software Streamergy e Energia limpa A incorporadora BayWare e o Fraunhofer ISE esperam concluir o projeto em 2028.

Economia de custos e materiais
Além de fornecer tensões mais elevadas para beneficiar o desempenho do projeto, a transição para tensões maiores tem um potencial significativo para reduzir os custos do projeto. Fraunhofer observa que, embora o preço de módulos fotovoltaicos Com a queda de cerca de 80% na última década, os custos de balanceamento do sistema — incluindo inversores, cabeamento e caixas de distribuição — são uma parte “cada vez mais importante” dos projetos de energia solar, representando uma proporção maior dos custos totais do projeto à medida que os preços dos módulos continuam a cair.

O Fraunhofer ISE também cita o alumínio, o aço e o cobre como recursos vitais que verão um aumento na demanda e, consequentemente, na pressão sobre as cadeias de suprimentos, para atender à demanda por novas instalações de energia solar. O cobre, em particular, deverá ter um aumento de 24% na demanda na próxima década, segundo a Wood Mackenzie, e o uso eficiente de materiais como esses será um fator importante para reduzir a pressão sobre as cadeias de suprimentos.

“É exatamente aí que o projeto entra em ação”, acrescentou Hensels. “Nosso objetivo é desenvolver um conceito holístico e sustentável para grandes usinas fotovoltaicas que otimiza os custos de produção de eletricidade e aumenta a eficiência dos recursos. Consideramos todo o sistema, desde a cadeia de módulos fotovoltaicos até a conexão à rede, incluindo todos os componentes principais.”