Comparação ambiental entre sistema fotovoltaico convencional e semitransparente

Gustavo Leite Gonçalves

Universidade Federal da Paraíba (UFPB) Brasil

Louise Pereira da Silva

ORCID iD Universidade Federal da Paraíba (UFPB) Brasil

Paula Rose de Araújo Santos

Universidade Federal da Paraíba (UFPB) Brasil

Monica Carvalho

ORCID iD Universidade Federal da Paraíba (UFPB) Brasil

Raphael Abrahão

ORCID iD Universidade Federal da Paraíba (UFPB) Brasil

Resumo

A Avaliação de Ciclo de Vida é uma metodologia que estuda os aspectos ambientais e os potenciais impactos associados a um produto ou serviço por meio da elaboração de um inventário de recursos. Dentre os vários indicadores que mensuram esses impactos, a pegada de carbono se destaca por analisar as emissões de gases de efeito estufa derivados de uma atividade, processo ou produto. Assim, este trabalho objetiva comparar a pegada de carbono de um sistema fotovoltaico convencional e um semitransparente, dimensionados para atender uma demanda energética de 386 kWh/dia. Observou-se no sistema de painéis convencionais maiores valores de pegada de carbono, totalizando 3623 kg CO2-eq/ano, enquanto o semitransparente obteve 2726 kg CO2-eq/ano. Nos dois casos, as células fotovoltaicas e as estruturas de alumínio responderam pela maior contribuição à pegada de carbono, além do significante aporte atribuído aos vidros solares. Também foi calculado o fator de emissão, cujo valor refere-se à capacidade de produção elétrica com a pegada de carbono, obtendo-se 0,0257 kg CO2‑eq/kWh para o sistema convencional e 0,0193 kg CO2-eq/kWh para o semitransparente. Conclui-se que, entre os sistemas analisados, o semitransparente possui um fator de emissão menor que o convencional, colocando-se como melhor opção do ponto de vista do indicador utilizado.

Palavras-chave


Aquecimento global; Avaliação de ciclo de vida; Gases de efeito estufa; Energia solar; Sustentabilidade


Texto completo:

Referências


BUENO, G.; HOYOS, D.; CAPELLÁN-PÉREZ, I. Evaluating the environmental performance of the high speed rail project in the Basque Country, Spain. Research in Transportation Economics, v. 62, p.44-56, jun. 2017. DOI: https://doi.org/10.1016/j.retrec.2017.02.004.

CARVALHO, M. et al. Carbon footprint associated with a mono‐Si cell photovoltaic ceramic roof tile system. Environmental Progress & Sustainable Energy, v. 38, n. 4, p. 13120, 2019. DOI: https://doi.org/10.1002/ep.13120.

CIACCI, L.; ECKELMAN, M. J.; PASSARINI, F.; CHEN, W.; VASSURA, I.; MORSELLI, L. Historical evolution of greenhouse gas emissions from aluminum production at a country level. Journal of Cleaner Production, v. 84, p. 540-549, dez. 2014. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2014.03.062.

CLUZEL, F.; MILLET, D.; LEROY, Y.; YANNOU, B. Relative Contribution of a Subsystem to the Environmental Impact of a Complex System: application to aluminium electrolysis conversion substations. In: IDMME - VIRTUAL CONCEPT, 3., 2010, Bordeaux. Proceedings [...]. Bordeaux: Springer, 2010. p. 90-101.

CRESESB – CENTRO DE REFERÊNCIA PARA ENERGIA SOLAR E EÓLICA SÉRGIO BRITO. Potencial Solar: SunData v 3.0. 2017. Disponível em: http://www.cresesb.cepel.br/index.php?section=sundata. Acesso em: 22 nov. 2019.

DONG, H. et al. Carbon footprint evaluation at industrial park level: A hybrid life cycle assessment approach. Energy Policy, v. 57, p.298-307, jun. 2013. DOI: https://doi.org/10.1016/j.enpol.2013.01.057.

ECOINVENT. Database. Versão 3.5. Cidade: Zurique 2018. Disponível em: http://www.ecoinvent.ch. Acesso em: 10 dez. 2019.

GALA, A. B.; RAUGEI, M.; FULLANA-I-PALMER, P. Introducing a new method for calculating the environmental credits of end-of-life material recovery in attributional LCA. The International Journal of Life Cycle Assessment, v. 20, n. 5, p. 645-654, 17 fev. 2015. DOI: https://doi.org/10.1007/s11367-015-0861-3.

GERBINET, S.; BELBOOM, S.; LÉONARD, A. Life Cycle Analysis (LCA) of photovoltaic panels: A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, v. 38, p. 747-753, 2014. DOI: https://doi.org/10.1016/j.rser.2014.07.043.

HONG, J.; CHEN, W.; QI, C.; YE, L.; XU, C. Life cycle assessment of multicrystalline silicon photovoltaic cell production in China. Solar Energy, v. 133, p. 283-293, ago. 2016. DOI: https://doi.org/10.1016/j.solener.2016.04.013.

HUSAIN, A. A. F. et al. A review of transparent solar photovoltaic technologies. Renewable and Sustainable Energy Reviews, v. 94, p. 779-791, 2018. DOI: https://doi.org/10.1016/j.rser.2018.06.031.

IPCC – INTERGOVERNMENTAL PANEL ON CLIMATE CHANGE. Climate Change 2014: Impacts, Adaptation and Vulnerability. New York, USA: Cambridge University Press, 2014.

IPCC – INTERGOVERNMENTAL PANEL ON CLIMATE CHANGE. Report Climate Change 2013: The Physical Science Basis. New York, USA: Cambridge University Press, 2013. 1535 p.

ISO – INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION. ISO 14000. Environmental Management System. Geneva, Switzerland: International Standard Organization, 2006a.

ISO – INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION. ISO 14040. Environmental management – life cycle assessment – principles and framework. Geneva, Switzerland: International Standard Organization, 2006b.

ISO – INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION. ISO 14044.Environmental management – life cycle assessment – requirements and guidelines. Geneva, Switzerland: International Standard Organization, 2006c.

KLUGMANN-RADZIEMSKA, E.; KUCZYŃSKA-ŁAŜEWSKA, A. The use of recycled semiconductor material in crystalline silicon photovoltaic modules production - A life cycle assessment of environmental impacts. Solar Energy Materials and Solar Cells, v. 205, p. 110-259, fev. 2020. DOI: https://doi.org/10.1016/j.solmat.2019.110259.

LUDIN, N. A. et al. Prospects of life cycle assessment of renewable energy from solar photovoltaic technologies: A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, v. 96, p.11-28, nov. 2018. DOI: https://doi.org/10.1016/j.rser.2018.07.048.

MAGRASSI, F. et al. Hybrid solar power system versus photovoltaic plant: A comparative analysis through a life cycle approach. Renewable Energy, v. 130, p. 290-304, 2019. DOI: https://doi.org/10.1016/j.renene.2018.06.072.

MENOUFI, K.; CHEMISANA, D.; ROSELL, J. I. Life Cycle Assessment of a Building Integrated Concentrated Photovoltaic scheme. Applied Energy, v. 111, p. 505-514, nov. 2013. DOI: https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2013.05.037.

PARK, J.; HENGEVOSS, D.; WITTKOPF, S. Industrial Data-Based Life Cycle Assessment of Architecturally Integrated Glass-Glass Photovoltaics. Buildings, v. 9, n. 1, p. 8-26, 29 dez. 2018. DOI: https://doi.org/10.3390/buildings9010008.

PARK, K. E.; KANG, G. H.; KIM, H. I.; YU, G. J.; KIM, J. T. Analysis of thermal and electrical performance of semi-transparent photovoltaic (PV) module. Energy, v. 35, n. 6, p. 2681-2687, jun. 2010. DOI: https://doi.org/10.1016/j.energy.2009.07.019.

PEREZ, M. J. R.; FTHENAKIS,V.; KIM, H.; PEREIRA, A. O. Façade-integrated photovoltaics: a life cycle and performance assessment case study. Progress in Photovoltaics: Research and Applications, v. 20, n. 8, p. 975-990, 9 jan. 2012. DOI: https://doi.org/10.1002/pip.1167.

PRÉ SUSTAINABILITY. SimaPro software. Versão 9.0.0.49. Cidade: Amersfoort, 2019. Disponível em: https://simapro.com/. Acesso em: 10 dez. 2019.

QUEIROZ, A. R. et al. Climate change impacts in the energy supply of the Brazilian hydro-dominant power system. Renewable Energy, v. 99, p. 379-389, 2016. DOI: https://doi.org/10.1016/j.renene.2016.07.022.

ROYO, P.; FERREIRA, V. J.; LÓPEZ-SABIRÓN, A. M.; FERREIRA, G. Hybrid diagnosis to characterise the energy and environmental enhancement of photovoltaic modules using smart materials. Energy, v. 101, p.174-189, abr. 2016. DOI: https://doi.org/10.1016/j.energy.2016.01.101.

TURCONI, R.; BOLDRIN, A.; ASTRUP, T. Life cycle assessment (LCA) of electricity generation technologies: Overview, comparability and limitations. Renewable and Sustainable Energy Reviews, v. 28, p.555-565, dez. 2013. DOI: https://doi.org/10.1016/j.rser.2013.08.013.

VARUN; BHAT, I. K.; PRAKASH, R. LCA of renewable energy for electricity generation systems—A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, v. 13, n. 5, p.1067-1073, jun. 2009. DOI: https://doi.org/10.1016/j.rser.2008.08.004.

WHITAKER, M.; HEATH, G. A.; O’DONOUGHUE, P.; VORUM, M. Life Cycle Greenhouse Gas Emissions of Coal-Fired Electricity Generation. Journal of Industrial Ecology, v. 16, n. s1, p.553-572, abr. 2012. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1530-9290.2012.00465.x.

WILD-SCHOLTEN, M. J. Energy payback time and carbon footprint of commercial photovoltaic systems. Solar Energy Materials and Solar Cells, v. 119, p.296-305, dez. 2013. DOI: https://doi.org/10.1016/j.solmat.2013.08.037.

WONG, P. W. et al. Semi-transparent PV: Thermal performance, power generation, daylight modelling and energy saving potential in a residential application. Renewable Energy, v. 33, n. 5, p. 1024-1036, 2008. DOI: https://doi.org/10.1016/j.renene.2007.06.016.

WU, P. et al. Review on Life Cycle Assessment of Energy Payback of Solar Photovoltaic Systems and a Case Study. Energy Procedia, v. 105, p. 68-74, 2017. DOI: tps://doi.org/10.1016/j.egypro.2017.03.281.


DOI: http://dx.doi.org/10.18265/1517-0306a2020v1n53p103-111

O arquivo PDF selecionado deve ser carregado no navegador caso tenha instalado um plugin de leitura de arquivos PDF (por exemplo, uma versão atual do Adobe Acrobat Reader).

Como alternativa, pode-se baixar o arquivo PDF para o computador, de onde poderá abrí-lo com o leitor PDF de sua preferência. Para baixar o PDF, clique no link abaixo.

Caso deseje mais informações sobre como imprimir, salvar e trabalhar com PDFs, a Highwire Press oferece uma página de Perguntas Frequentes sobre PDFs bastante útil.

Visitas a este artigo: 1437

Total de downloads do artigo: 892