Vantagens e desvantagens: geração de energia por película fina vs. silício cristalino

A energia solar é um pilar fundamental das estratégias globais de energia renovável. A película fina depende de células leves e flexíveis, enquanto o silício cristalino prioriza a eficiência, mas requer painéis mais espessos. Abaixo, uma comparação detalhada:

I. Geração de energia de película fina
Vantagens:

1. Eficiência de materiais e produção

• Utiliza 1-5% do material semicondutor em comparação ao silício.

• Fabricação simples, menor consumo de energia e produção contínua em grandes áreas.

• Substratos: Opções de baixo custo (vidro, aço inoxidável, polímeros).

2. Inovação Técnica

• Múltiplas rotas: CIGS (seleneto de cobre, índio e gálio), CdTe, silício amorfo.

• Módulos flexíveis permitem novas aplicações (por exemplo, superfícies curvas, dispositivos portáteis).

3. Desempenho em condições reais

• Resposta superior em condições de pouca luz (por exemplo, dias nublados, amanhecer/anoitecer).

• Menor diferença de geração entre dias ensolarados/nublados em comparação ao silício.

4. Aplicações

• Ideal para usinas de energia no deserto, integração de edifícios (BIPV), abrigos solares para carros e "casas solares".

Desvantagens:

1. Menor eficiência

• Taxa média de conversão: ~8% (vs. 17–26% do silício).

2. Altos custos iniciais

• Investimento em equipamento/tecnologia: 5–10× maior que o silício.

3. Desafios de rendimento

• Módulos de silício não/microcristalino: rendimento de ~60%.

• CIGS (nível superior): rendimento de ~65% (contra 95–98% do silício).

II. Geração de energia a partir de silício cristalino

Vantagens:

1. Alta Eficiência

• Painéis comerciais: taxa de conversão de 17–26% (monocristalino > policristalino).

2. Tecnologia Madura

• Processos estáveis, necessidade mínima de atualizações frequentes.

3. Equipamentos de alto rendimento e custo-benefício

• Rendimento monocristalino: >98%; policristalino: >95%.

• Equipamentos domésticos atendem à maioria das necessidades de produção.

• Mitigação: Marcas de qualidade melhoram a confiabilidade.

Desvantagens:

1. Riscos da cadeia de suprimentos

• Volatilidade do preço do polissilício (por exemplo, 2021–2023: os preços subiram 300%).

2. Impacto Ambiental

• Produção com alto consumo de energia; alta pegada de carbono.

• Risco de mudanças de política (por exemplo, impostos sobre carbono).

3. Limitações materiais

• Painéis rígidos e pesados ​​limitam a flexibilidade de instalação.

Comparação Técnica Chave

Conclusão: Compensações Críticas

• A película fina se destaca em flexibilidade, desempenho em baixa luminosidade e estética, mas fica atrás em eficiência/rendimento. Ideal para: integração de edifícios, projetos com espaço limitado e ambientes hostis.

• O silício cristalino domina em eficiência e confiabilidade, mas sofre com degradação e rigidez. Ideal para: fazendas de grande porte, regiões com alta incidência solar e projetos com foco em custos.

Valor a longo prazo: embora o filme fino tenha custos iniciais mais altos, sua degradação quase zero (em comparação com a perda de 10–20% do silício ao longo de 25 anos) pode oferecer um ROI de vida útil superior em aplicações que priorizam a durabilidade em vez da eficiência máxima.

Fontes de dados: NREL, IRENA, EU PVSITES, Instituto Becquerel.