METODOLOGÍA CIRCULAR PARA LA RECIRCULACIÓN Y RECICLAJE DE MÓDULOS FOTOVOLTAICOS MEDIANTE MODELADO COMPUTACIONAL
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Data
2026-08-04
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Resumo
A rápida expansão da capacidade fotovoltaica tem impulsionado a transição para sistemas de baixo carbono, mas também tem aumentado o volume de módulos em fim de vida útil (End of Life, EoL), gerando desafios para sua gestão sustentável no contexto da economia circular. A ausência de ferramentas quantitativas integradas limita a avaliação confiável da degradação e a seleção de estratégias ótimas sob incerteza. Este estudo propõe um arcabouço computacional de pré-diagnóstico para a avaliação da degradação e apoio à tomada de decisão em módulos fotovoltaicos em fim de vida útil. A abordagem estende modelos híbridos por meio de uma arquitetura orientada à decisão. A metodologia integra um modelo elétrico de cinco parâmetros (um diodo e duas resistências), funções determinísticas de envelhecimento e simulação estocástica baseada em Monte Carlo, com o objetivo de quantificar a variabilidade do desempenho associada a mecanismos de degradação. O arcabouço computacional foi implementado em Python e validado com dados experimentais de módulos solares SOLAREX MSM-56, com aproximadamente 22 anos de operação em campo. Os resultados do modelo elétrico apresentam desvios inferiores a 1% em Condições Padrão de Teste (Standard Test Conditions, STC), confirmando sua elevada precisão na reprodução das curvas I–V e P–V, bem como na estimativa do ponto de máxima potência (Maximum Power Point, MPP). A degradação estimada pelo enfoque determinístico atingiu 21,14% em relação às condições nominais STC; entretanto, ao comparar a degradação simulada em condições reais (~30%) com a observada experimentalmente (~23%), a diferença reduz-se para aproximadamente 7 pontos percentuais, evidenciando o impacto das condições de operação e das simplificações do modelo. No enfoque estocástico, a degradação média obtida foi de 33,48%, em boa concordância com o valor experimental médio (33,38%), com erro absoluto médio próximo de 3,12%. Por fim, a análise probabilística indicou que a distribuição da degradação se concentra em torno do limiar de reutilização (32%), com aproximadamente metade (P50) dos cenários simulados abaixo desse valor e a outra metade acima, evidenciando que o sistema se encontra em uma região crítica de transição entre reutilização viável e degradação avançada. Em conjunto, a abordagem proposta permite quantificar a degradação, representar a incerteza do sistema e apoiar a tomada de decisão para a gestão sustentável de módulos fotovoltaicos em fim de vida útil.
Abstract
Descrição
Dissertação apresentada ao Programa de Pós-Graduação Interdisciplinar em Energia e Sustentabilidade da Universidade Federal da Integração Latino-Americana, como requisito parcial à obtenção do título de Mestra em Energia e Sustentabilidade.
Palavras-chave
Módulo fotovoltaico, Avaliação da degradação, Simulação computacional, Simulação Monte Carlo, Economia circular, Fim de vida útil (EoL).