Nova pesquisa diz que os painéis solares verticais melhoraram o desempenho

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Pesquisadores na Alemanha afirmam que painéis solares verticais podem ser melhores do que painéis solares horizontais. Normalmente, os painéis solares são montados horizontalmente e orientados para o sul para obter a máxima exposição ao sol à medida que viaja pelo céu. Em vez de ficarem planos, eles têm um ângulo entre 20 e 35 graus, dependendo da distância do Equador em que estão localizados. Existem fórmulas matemáticas complexas que informam aos desenvolvedores de fazendas solares o ângulo preciso em que os painéis devem ser montados em Pensacola, Peoria ou Penticton. Existem sistemas de rastreamento que podem mover os painéis durante o dia para seguir o sol, mas são caros e precisam de manutenção regular.

Mas e se a sabedoria convencional estiver errada? Pesquisadores da Universidade de Ciências Aplicadas de Leipzig afirmam que a montagem de painéis solares bifaciais com um lado voltado para o leste e o outro voltado para o oeste produziria mais eletricidade renovável e reduziria um dos efeitos colaterais das fazendas de energia solar tradicionais - eletricidade em abundância ao meio-dia e insuficiente pela manhã ou à tarde. O estudo foi publicado na edição de agosto de 2022 da revista Smart Energy.

Outra vantagem que decorre da montagem vertical de painéis solares é que permite espaço entre eles para o cultivo das plantações sem a necessidade de sistemas de montagem altos que permitem que o maquinário agrícola opere embaixo.

"Painéis solares bifaciais podem usar energia solar de ambos os lados. Instalados na orientação leste-oeste, a maior parte da eletricidade é gerada pela manhã e à noite. Isso reduziria a necessidade de armazenamento de eletricidade e, ao mesmo tempo, manteria o espaço necessário para a geração de eletricidade baixo", diz Sophia Reker, da Universidade de Ciências Aplicadas de Leipzig e primeira autora do estudo. Os pesquisadores baseiam sua pesquisa em uma simulação do sistema de energia alemão usando o software EnergyPlan.

Com a Alemanha enfrentando uma severa redução no fornecimento de metano por causa do ataque criminoso de Vladimir Putin à Ucrânia, o governo alemão promulgou novas políticas este mês para tornar o país menos dependente de importações de energia e reduzir as emissões de carbono. As políticas exigem que a parcela de energia renovável seja aumentada de pouco menos de 50%, onde está hoje, para pelo menos 80% até 2030.

"Os módulos solares bifaciais são um pouco mais caros do que os sistemas solares convencionais. Mas, à medida que aumentam o número de horas de energia solar disponível, outras necessidades de eletricidade, como usinas a gás, são reduzidas. Instalados verticalmente, os sistemas solares podem ser facilmente configurados em terras agrícolas. Isso cria oportunidades adicionais de ganhos para os agricultores e aumenta tanto o potencial da área para energias renováveis ​​na Alemanha que teríamos que importar apenas uma pequena quantidade de energia adicional", diz Jens Schneider, professor de sistemas de energia em rede e co- autor do estudo.

Os painéis solares instalados em terras agrícolas podem apoiar o crescimento de certas culturas, protegendo-as do vento e do calor. Faixas de flores para maior biodiversidade são possíveis diretamente sob os módulos. Os chamados agrofotovoltaicos serão particularmente promovidos no futuro como resultado do novo pacote legislativo do governo federal, sugerem os pesquisadores.

Para o estudo, os pesquisadores Sophia Reker, Jens Schneider e Christoph Gerhards usaram o software EnergyPlan para modelar um sistema de energia para a Alemanha que resultaria em 80% menos emissões de carbono em 2030 em comparação com 1990. Os pesquisadores assumem um aumento dos atuais 64 para 195 gigawatts de capacidade de energia eólica e dos atuais 58 para 400 gigawatts de capacidade de energia solar.

Esse nível extra de energia renovável normalmente exigiria um aumento significativo no armazenamento da bateria, mas a pesquisa mostra que a necessidade de armazenamento diminui se a maior parte da capacidade solar adicionada for instalada verticalmente na orientação leste-oeste. Em um cenário sem armazenamento adicional de eletricidade, só isso pode economizar mais de 10 megatoneladas de CO₂ por ano.