A fachada do edifício comercial Sêneca, empreendimento da Inovalli em construção na zona norte São Paulo, terá 100 metros quadrados de um sistema composto por filmes orgânicos fotovoltaicos OPV (do inglês Organic Photovoltaic ).
Trata-se de um filme leve, flexível, transparente (pode chegar a até 50% de translucidez ) e que no futuro terá muitas cores, pois as pesquisas caminham para isso.
A boa notícia é que esta tecnologia inovadora está sendo produzida no Brasil, mais exatamente em Belo Horizonte, nas instalações da startup Sunew.
Inaugurada em novembro de 2015, a Sunew iniciou sua produção em julho de 2016, após ajustes e testes em máquinas e equipamentos. Segundo seus diretores, é a primeira empresa da América Latina a produzir filmes fotovoltaicos orgânicos para produção de energia solar em larga escala e no tamanho de 50 centímetros de largura.
“Acredito que diferentes universidades e centros de pesquisas estão com os olhos voltados para essa tecnologia, mas até agora apenas a Sunew tem produção em larga escala”, afirma Marcos Maciel, CEO da empresa, que tem capacidade para fazer até 400 mil metros quadrados de filmes OPV por ano.
Trata-se da maior capacidade instalada no mundo para produção de OPV, segundo Maciel, apesar de já existirem outras empresas trabalhando com essa tecnologia em países como a Alemanha, Japão, Coreia e Reino Unido.
A descoberta de que um polímero orgânico poderia converter luz em energia é relativamente nova.
No ano 2000, o cientista norte americano Alan Jay Heeger recebeu o Nobel de Química, compartilhado com o neozelandês Alan MacDiarmid e o japonês Hideki Shirakawa, por seus estudos da ciência dos polímeros orgânicos condutores de eletricidade, também conhecidos como metais sintéticos, ponto de partida para os OPVs.
Entre as etapas de pesquisa e desenvolvimento e de produção em larga escala, com a implantação da fábrica da Sunew, já foram investidos cerca de 100 milhões de reais. Os filmes fotovoltaicos para produção de energia solar orgânicos constituem a terceira geração dos sistemas fotovoltaicos. “Essa geração é disruptiva, porque, no lugar de minerais ou compostos tóxicos, utiliza materiais orgânicos, sintetizados em laboratórios. Além disso, o processo produtivo é de baixo custo e altamente escalonável”, diz Verena Greco, gerente comercial da empresa.
Até agora o mercado tem utilizado as placas rígidas de silício amorfo, que constituem a primeira geração. Os filmes finos constituem a segunda geração, mas utiliza em seu processo o silício amorfo ou telureto de cádmio, material tóxico. Já os OPVs são formados por uma combinação de tintas orgânicas, abundantes na natureza, conforme explica Verena, no total de cinco camadas impressas: substrato condutor flexível; camada de transporte de elétrons; camada ativa; eletrodo metálico e laminação.
A customização de cor e de formas dos desenhos de impressão faz parte da lista de atributos do fotovoltaico orgânico. A Sunew já trabalha com as tintas vermelha, verde e azul, e investe em pesquisas de novas cores. Qualquer desenho que possa ser impresso - incluindo logos - serve de modelo para o layout das folhas. “Esse é o grande diferencial da tecnologia”, diz Verena. E é nesse mercado que a empresa foca sua área de atuação, sem ter o objetivo de competir com as placas tradicionais de silício.
“As empresas produtoras de painéis fotovoltaicos de silício são nossas parceiras, pois o OPV veio justamente para atender mercados em que as placas de silício não atendem. São tecnologias que se complementam. Em sete meses, avançamos muito em termos de geração, e a perspectiva é que isso melhore devido ao surgimento de novas moléculas e pelos ajustes no processo de produção. As moléculas estão surgindo muito rapidamente e despertando interesse no mercado de eletrônica orgânica”, diz a gerente comercial da Sunew.
Onde a placa tradicional não entra, porque é pesada, rígida ou opaca, o filme de OPV tem seu espaço. “Uma fachada, um ombrelone, peças do mobiliário urbano, cobertura de um estacionamento”, exemplifica Verena. “Estamos desenvolvendo produtos para esses mercados e as perspectivas são as melhores possíveis”. Segundo ela, enquanto uma placa de silício pesa cerca de 15 quilos por metro quadrado, o OPV instalado pesa cerca de 500 gramas por metro quadrado. Ainda, a produção do painel de OPV tem pegada de carbono dez vezes menor do que as placas tradicionais, porque o processo consome pouca energia.
E as pesquisas não param. “Em 2017 esperamos aumentar significativamente a produção dos painéis OPV e ter nossos produtos ainda mais desenvolvidos. Queremos, por exemplo, ampliar as possibilidades de customização dos painéis, oferecendo diferentes tipos de patterns com ou sem a prata, através da utilização de nano fios desse material, que são invisíveis a olho nu e deixam os painéis OPV ainda mais transparentes” conta Marcos Maciel. Os pesquisadores também trabalham para otimizar produtos já existentes, como uma versão da OPTree (árvore com energia fotovoltaica) com folhas em policarbonato, no lugar do vidro curvo, e também um tipo de OPV adesivo - o Sunew Flex Stick - que poderá ser integrado em diferentes estruturas.
O filme instalado Existem duas formas de instalação do filme de OPV. Em novas edificações, pode ser laminado entrevidros, o que foi feito no projeto do edifício Sêneca. Apenas é necessário que o vidro externo seja incolor e o interno na cor especificada pelo projeto. Em retrofits, reformas de fachadas prediais a solução é adesivar o OPV em processo semelhante ao do insufilm.
O sistema para a geração de energia solar é semelhante ao utilizado nas placas de silício. O filme de OPV tem duas saídas com eletrodos de prata - uma positiva e uma negativa - para fazer as conexões entre todos os painéis, sendo depois todo o sistema conectado a um inversor. A energia pode, então, ser lançada na rede da concessionária, conforme a resolução 482 (cada residência pode produzir sua própria energia e jogar na rede, com um sistema de compensação de créditos), ou, então, ser usado o sistema off grid, ou seja, a conexão com um banco de bateria ou alimentação direta de uma carga.
O OPV tem baixa dependência do ângulo de incidência solar, permitindo a instalação do painel nas posições vertical ou horizontal, sem reduzir os índices de eficiência. “As placas de silício precisam estar posicionadas em uma direção que varia conforme a latitude da região, porque o silício é um cristal e o processo é físico. É necessário que o raio solar incida no cristal para ter a geração”, explica Verena. Como o OPV é um composto orgânico e difuso, que trabalha com moléculas condutoras de energia, em qualquer lugar com luz é feita a captação e a transformação em energia elétrica. O produto também absorve filtro ultravioleta e infravermelho, retendo o calor e reduzindo a carga térmica da edificação.
O Centro Suíço de Eletrônica e Microtécnica (CSEM Brasil), um dos sócios fundadores da Sunew, é o responsável pelo desenvolvimento da tecnologia necessária à produção dos filmes de OPV, 100% feita no Brasil. Foi fundado em 2006 pela gestora de fundos FIR Capital, de Belo Horizonte, e pelo Centro Suíço de Eletrônica e Microtécnica (CSEM), criado na região de Neuchâtel, em parceria do governo suíço com indústrias e universidades locais, mantendo foco em pesquisa, desenvolvimento de produtos e criação de empresas para produção em escala. Também participam com investimentos a Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (Fapemig), as empresas de energia Tradener, de Curitiba, e CMU, de Belo Horizonte e o Banco Nacional de Desenvolvimento Econômico e Social (BNDES).
O resultado é a instalação de uma das mais modernas infraestruturas de P&D sobre eletrônica orgânica do mundo, que reúne um time de prestígio internacional, com profissionais de diversas nacionalidades. “A ideia é que, com a comercialização do OPV, o dinheiro retorne para a pesquisa, num ciclo contínuo. A escala é muito importante nessa tecnologia, pois reduz o custo do processo produtivo e do produto final”, diz Verena. Para isso, a Sunew tem trabalhado com parcerias em diferentes mercados como o de vidro, de lonas e junto às empresas certificadoras.
Flexível, transparente e com a possibilidade de impressão em cores, o filme de OPV e se adapta a vários tipos de superfícies, atendendo solicitações nas quais as primeiras gerações de fotovoltaicos não se adequam, como um toldo de uma praça, o teto de um carro ou até mesmo uma árvore solar. Em 2016, além da fachada do Centro Comercial Sêneca, a Sunew fechou contrato de fornecimento de árvores solares para um projeto em comunidades do Rio de Janeiro. Uma delas já está instalada no Morro Santa Marta.
“Para 2017, temos um projeto estratégico, fechado com uma das maiores indústrias de vidro do mundo, e outro grande projeto em desenvolvimento com uma das maiores fabricantes de semirreboques da América Latina. Além disso, temos projetos em fase final de negociação, com aplicações de OPV em fachadas, coberturas leves, mobiliários urbanos e termoelétricas”, conta Marcos Maciel. “Não podemos informar o nome das empresas, no momento, mas a previsão de produção é de mais de 10 mil metros quadrados em 2017”, diz ele.
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