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Título
Análise do ciclo de vida de componentes de painel fotovoltaico: estudo do berço-ao-portão.
Orientador
Manoel Orlando Alvarez Méndez
Autor
Wilson De Paula Teixeira
Palavra chave
Energia Fotovoltaica. Avaliação do Ciclo de Vida (ACV). Energia Renovável.
Grupo CNPQ
Programa
MS - ENGENHARIA DE PRODUÇÃO (PPGEP)
Área
ENGENHARIAS
Data da defesa
30/04/2021
Nº Downloads
310
Resumo
A população mundial vem aumentando continuamente desde a primeira revolução industrial, chegando a, aproximadamente, 7,3 bilhões de seres humanos em 2015 e com previsão de chegar a 10 bilhões em 2050. Para atender às demandas dessa crescente população mundial, é fundamental a ampliação da capacidade de geração de energia elétrica, especialmente a partir de fontes renováveis de energia. Dentre as diferentes fontes de energias renováveis existentes, a energia fotovoltaica se apresenta como uma solução viável e limpa, especialmente em países com elevadas taxas de irradiações, como o Brasil. Apesar disso, a produção dos painéis solares fotovoltaicos (equipamentos responsáveis pela geração de eletricidade a partir da energia solar) demanda materiais como alumínio e o silício, os quais necessitam de grandes quantidades de energia para serem produzidos, e, por esse motivo, representam um elevado potencial de impacto ambiental. A partir desse contexto, o presente trabalho buscou investigar os impactos ambientais potenciais, do berço-ao-portão (“cradle-to-gate”, em inglês), para os componentes utilizados na produção de três módulos solares fotovoltaicos, por meio da ferramenta de Avaliação do Ciclo de Vida (ACV). Os componentes presentes no módulo solar foram identificados e quantificados, no sentido de mensurar as massas de cada um para quantificar os impactos ambientais inerentes aos seus processos de fabricação, bem como de seus materiais, em especial o silício, o vidro e o alumínio. Dentre esses materiais, o silício teve o maior impacto ambiental em 15 das 18 categorias de impactos analisadas, representando, por exemplo, entre 74% e 79% dos resultados de mudanças climáticas, e entre 95% e 97% dos resultados de consumo de água dos módulos avaliados. Tais resultados são relevantes, pois auxiliam na identificação dos componentes que mais causam impactos ambientais e que, por esse motivo, devem ter uma atenção especial em estratégias/ações de reutilização, remanufatura e/ou reciclagem de painéis solares fotovoltaicos.
Abstract
World population has been increasing continuously since the first industrial revolution, reaching approximately 7.3 billion human beings in 2015, and expected to reach about 10 billion in 2050. To meet the demands of this global growing population, it is essential to expand the electricity capacity generation, especially from renewable energy sources. Among the different available sources for renewable energy, photovoltaic energy presents itself as a viable and clean solution, especially in countries with high irradiation rates, such as Brazil. Despite this, the production of photovoltaic solar panels (equipment responsible for generating electricity from solar energy) requires high energy intensive materials such as aluminum and silicon, representing a high potential for environmental impact. In this context, the present work sought to investigate the potential environmental impacts of the components used in the production of three photovoltaic solar modules, using the tool Life Cycle Assessment (LCA) from a cradle-to-gate perspective. The components present in the solar module were identified and quantified, in order to measure their masses and to compute the environmental impacts inherent to their manufacturing processes and materials, especially silicon, glass and aluminum. Among these materials, silicon had the greatest environmental impact for 15 of the 18 impact categories analyzed, representing, for example, between 74% and 79% of climate change impact, and between 95% and 97% of the water consumption impact results from the evaluated photovoltaic modules. These results are important because they support the identification of the most environmental impactful components/materials, which may be addressed as environmental hotspots for extended lifecycle strategies/actions, such as reusing, remanufacturing and/or recycling of photovoltaic solar panels.
