Comparative analysis between mono-Si and OPV photovoltaic devices: accelerated aging experiments applied to LCA and LCOE

• Autor(a) principal: Bruno de Avila Sbampato
• Data de Publicação: 2017
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/BUBD-AX3LNL
• topic: Energia solar; Fotovoltaica orgânica; Avaliação de ciclo de vida; Custo nivelado da energia; Teste de envelhecimento acelerado; Energia solar; Engenharia elétrica; Geração de energia fotovoltaica

Atualmente, a diversificação da matriz energética elétrica, bem como a intensificação do uso de energias renováveis, torna o estudo de fotovoltaicos (FV) muito relevante. Neste trabalho, é feita a comparação de uma tecnologia emergente com um benchmark, especificamente, dispositivos fotovoltaicos orgânicos (do inglês, OPV) e dispositivos fotovoltaicos de silício monocristalino (mono-Si). A comparação inclui aspectos ambientais, feita através da metodologia de Avaliação de Ciclo de Vida (ACV) e características de custos, analisadas usando-se o Custo Nivelado da Energia (do inglês, LCOE). Em ambos os cálculos, a quantidade de energia gerada por um módulo FV é muito importante. Ela depende da eficiência do dispositivo e de sua degradação ao longo do tempo, então, testes do desempenho elétrico com envelhecimento acelerado foram realizados. Para a ACV, as categorias de impacto analisadas foram o Potencial de Aquecimento Global (PAG), Demanda Acumulada de Energia (DAE), Toxicidade humana total, ecotoxicidade total e Potencial de Depleção de Metais (PDM). Além disso, o Tempo de Payback Energético (do inglês, EPBT) foi calculado. Dados experimentais oriundos do teste de envelhecimento acelerado foram usados para estimar a quantidade de energia que seria produzida pelos módulos de cada tecnologia e tornou-se possível calcular valores de Avaliação de Impacto de Ciclo de Vida tendo o kWh como unidade de referência. Para o LCOE, usinas DC de 3 kWp instaladas em telhados foram consideradas em um horizonte de tempo de dez anos, uma com módulos OPV e a outra com mono-Si. Novamente a informação de energia gerada de acordo com o tempo foi usada como dado de entrada. Como resultado, o OPV teve valores menores de DAE, EPBT e PAG, mas valores maiores para PDM, Toxicidade humana total e Ecotoxicidade total e também teve um LCOE mais elevado, demonstrando ter uma performance geral pior que o mono-Si