Filme Fotovoltaico Orgânico em rolo.
Fonte: Acervo Revista Projeto.

Milhares de profissionais surgem na área da Engenharia Civil a cada ano. Uma das principais formas de encontrar destaque nesse mundo profissional é estar sempre acompanhando as tendências atuais e o avanço das inovações e tecnologias nos processos construtivos.

Tem-se então, a busca pela excelência das construções e aperfeiçoamento, a qual está diretamente ligada ao uso de técnicas novas e materiais combinados, de forma a torná-las mais sustentáveis, resistentes, leves, modernas, e sobretudo, visualmente agradáveis.

Há décadas no Brasil, encontra-se uma vasta preocupação com a sustentabilidade das obras. Não apenas sinalizada pela multiplicação aparente de investimentos, mas também, no aumento gradual de grupos de pesquisa trabalhando na criação de dispositivos eficientes e empresas empregando alternativas mais verdes e limpas.

Fontes de energia sustentável são fontes de energia inesgotáveis, limpas e com baixo impacto ambiental. A transformação da energia solar em eletricidade é uma opção coerente para diminuirmos a emissão de gases provenientes das indústrias que utilizam fontes fósseis para a geração elétrica, sendo o sol uma fonte de energia obtida naturalmente todos os dias.

Assim sendo, a energia solar no Brasil avançou mais de dez vezes em dois anos, seguindo a meta da ONU de se investir mais em fontes limpas e renováveis até 2030, segundo o levantamento do Instituto de Pesquisa Econômica Aplicada, ligado ao Ministério da Economia. Em apenas dois anos (dados de 2019), o número de instalações de painéis solares deu um salto de 7.400 para 49 mil unidades no país, um aumento de mais de 560%.

Células solares da CSEM Brasil.
Fonte: Revista Pesquisa Fapesp.

Os Filmes Fotovoltaicos Orgânicos, são uma opção mais sustentável que os Painéis Fotovoltaicos comuns. Em destaque hoje no Brasil, temos a empresa mineira Sunew, criada em 2015 como spin-off (lançamento de negócio a partir de uma empresa já existente) do CSEM Brasil em composição com gestoras de fundos de capital empreendedor e autora de algumas das maiores instalações em construções e outras superfícies de Filmes Fotovoltaicos Orgânicos no mundo.

Denominados também por OPV, do inglês Organic Photovoltaics, os Filmes Fotovoltaicos Orgânicos consistem, em termos técnicos, por um conjunto de camadas poliméricas impressas por meio de solução sobre um substrato que pode ser rígido, como vidro, ou flexível, como plástico. Ou seja, são dispositivos em forma de filmes finos compostos por células fotovoltaicas orgânicas, material semicondutor à base de carbono. 

São semi-transparentes, flexíveis, leves, finos, não tóxicos e podem ser aplicados e moldados em vários locais, como vidros de janelas e teto de automóveis. Além de serem sintetizados em laboratórios, são capazes de adequar-se a praticamente qualquer ambiente, o que os diferencia também dos tradicionais.

Filme Fotovoltaico Orgânico em laboratório.
Fonte: Sunew.

Processo Produtivo

De acordo com a pesquisadora do CSEM Brasil, Luiza Correa, “As nanopartículas podem ter diversas funções, como aumento de propriedade mecânica, barreira contra entrada de umidade externa, ou até mesmo melhora das propriedades elétricas das células fotovoltaicas orgânicas”. 

Cada lâmina do filme recebe cinco camadas de tintas de nanopartículas semicondutoras, cada uma com uma função específica de geração, transporte e coleta de cargas. A redução dos custos de produção e o aumento dos possíveis materiais a serem aplicados são consequência do uso das tintas, que viabilizam a fabricação por técnicas baratas de impressão da indústria gráfica.

O processo produtivo possui baixa demanda energética e a mais baixa pegada de carbono (10 a 20 vezes menor que as tecnologias solares tradicionais), evitando a emissão de 120 Kg de dióxido de carbono a cada metro quadrado de filme, por ano!

Vantagens em relação às tradicionais

Além do OPV ser uma alternativa mais verde, liberando 20 vezes menos carbono que as de silício, a ampla variedade de locais de aplicações das células fotovoltaicas orgânicas é a principal vantagem em relação às células de silício cristalino, que são caracterizadas por serem monolíticas, em formato de lâminas.

Ao passo que as células orgânicas são aplicadas diretamente sobre os substratos, as de silício é necessário soldar as células individualmente, complicando o processo produtivo e consumindo mais energia (elétrica e térmica). Os filmes orgânicos podem ser customizáveis com diferentes tamanhos, cores e são flexíveis, portanto, mais resistentes mecanicamente que as de silício. 

Os Painéis Fotovoltaicos Orgânicos dependem pouco da inclinação da incidência do sol, logo são capazes de gerar energia com pouca iluminação (até 600 vezes menor que a luz direta) sem reduzir a eficiência, permitindo o uso em ambientes internos. 

Vale citar também: a geração limpa, redução da carga térmica no ambiente, redução da pegada de carbono, transporte fácil e instalação simples, tanto em instalações verticais, horizontais ou curvas. 

Aplicação de adesivo fotovoltaico.
Fonte: Sunew.

Por outro lado, tem-se que a eficiência na conversão solar das células convencionais de silício, transformação do total de energia recebida do sol em eletricidade, é menor nas OPVs, sendo uma imensa desvantagem desse material. Justifica-se o baixo desempenho pelas próprias características físicas do material: leveza, transparência, flexibilidade e reciclável.

O tempo de vida útil das células de silício é maior também, sendo esses os principais focos das pesquisas da orgânica impressa, a qual é muito recente comparada à tecnologia do silício com mais de 40 anos.

Aplicações

1. Núcleo de Aprendizagem Natura (NAN)

Com 1.800 m² de Filmes Fotovoltaicos Orgânicos instalados, o Núcleo de Aprendizagem Natura (NAN), em Cajamar (SP), confirma seu compromisso com a sustentabilidade e combate às mudanças climáticas ao possuir a construção com a maior instalação de OPV do mundo. São 1.580 painéis responsáveis por evitar uma emissão anual de 37 toneladas de CO2, equivalente ao consumo de 459 residências no Brasil em um mês. 

Estima-se que a energia solar gerada atende 21 salas e dois auditórios, sendo suficiente para abastecer o dobro de toda a iluminação do prédio e das 160 posições de trabalho.

2. Claraboia Morumbi Shopping (SP)

Localizado na capital paulista, São Paulo, o Morumbi Shopping oferta diversos serviços de gastronomia, cultura, lazer e compras em 207.712 m² de área construída. Sua construção visou um projeto com uso de vegetação como solução para oferecer conforto aos visitantes, por meio de mais de cinco tipos diferentes de plantas naturais, paredes vivas e iluminação natural. 

A Sunew, em parceria com o shopping center, adesivou os Filmes Fotovoltaicos Orgânicos em toda a superfície da claraboia que cobre parte da praça de alimentação. Realiza-se assim, a produção de energia elétrica para a construção a partir da energia solar, proporcionando conforto luminoso e térmico, além de influenciar na economia do sistema de refrigeração (cerca de até 5,5ºC reduzidos em dias quentes). 

3. Fachada Centro de Pesquisa e Eficiência Energética (CPEE) do Grupo CAOA

Fazendo história a 41 anos no Brasil, a empresa automotiva CAOA desfruta da maior instalação mundial de Filmes Fotovoltaicos Orgânicos em fachada. Em Anápolis (Goiás), o Centro de Pesquisa e Eficiência Energética (CPEE) da Fábrica CAOA Hyundai, que tem mais de 4.500 m², recebeu 850m² de vidro com OPV laminado em sua fachada, responsável pela geração de energia, pela redução da temperatura interna do prédio e por proporcionar design único.

Estima-se um investimento de R$ 130 milhões, viabilizados com recursos próprios. O CPEE proporciona a realização de ensaios de emissões, homologação e calibração de motores movidos a gasolina, etanol e diesel. A energia mensal gerada por essa instalação é suficiente para abastecer todas as estações de trabalho do prédio.

Maior instalação de OPV em fachada do mundo, localizada na CAOA.
Fonte: Jornal “Empresas e Negócios”.

4. Caminhões de Distribuição Pepsico

Com mais de 10 fábricas espalhadas pelo Brasil, a Pepsico, uma das maiores empresas de alimentos e bebidas do mundo, acompanha o desenvolvimento do país, inovando e estabelecendo metas sustentáveis, a fim de reduzir o impacto ambiental.

A empresa é pioneira com o projeto de energia solar em caminhões de distribuição, o qual fornece energia para os sistemas de carga de stand-by do caminhão, luzes internas e impressora fiscal, reduzindo a emissão de gases na atmosfera por meio da instalação dos Filmes Fotovoltaicos Orgânicos na cobertura do veículo. Tal ação foi possível pela leveza, flexibilidade, resistência à torção, vibração e alta capacidade de absorção de luz difusa do material.

Escrito por: Sarah Ishii.