Realizado no Rio de Janeiro/RJ, de 14 a 18 de Outubro de 2013.
ISBN: 978-85-85905-06-4
ÁREA: Iniciação Científica
TÍTULO: AVALIAÇÃO DA CORROSÃO DOS PAINÉIS FOTOVOLTAICOS INSTALADOS NO Campus do Itaperi, FORTALEZA-CE
AUTORES: Brito, L.S.O. (UECE) ; Araujo Neto, J.A.M. (UECE) ; Gomes, F.F.S. (UECE) ; de Alencar, M.F.A. (UECE) ; de Oliveira, L.R.F. (UECE) ; Gomes, R.S. (UECE) ; Silva, R.C.B. (UECE) ; Ferreira Júnior, J.M. (UECE)
RESUMO: No Brasil, tem sido intensificado o uso de painéis fotovoltaicos no intuito de
garantir, ao menos, em regiões desfavorecidas, energia elétrica para as mais
diversas atividades da sociedade. No entanto, ainda é pouco explorada a
avaliação da degradação desses painéis frente a fatores abióticos, visto que o
metal alumínio está presente na estrutura de sustentação desses dispositivos.
Neste sentido, o presente trabalho propõe a avaliação preliminar da corrosão dos
suportes metálicos de alumínio na estrutura dos painéis fotovoltaicos. Para
isto, foram realizadas medidas de taxa de corrosão e a inspeção fotográfica,
auxiliada pela análise microscópica, de amostras de alumínio dispostas no painel
fotovoltaico instalado no Campus do Itaperi, Fortaleza-CE. Os resultados revelam
que a corrosão do
PALAVRAS CHAVES: painel fotovoltaico; corrosão; aluminio
INTRODUÇÃO: Nas últimas décadas, com o aumento do consumo dos combustíveis fósseis, começou-
se a pensar num futuro próximo, onde teremos uma escassez desse tipo de
combustível não renovável. A exigência de energia global aumenta
exponencialmente à medida que os países se industrializam e a população mundial
cresce. A energia solar pode ser um dos grandes substituintes para as energias
não renováveis, pois a radiação solar que atinge a superfície da Terra
corresponde a uma quantidade de energia de 1x1018 KWh/ano [1]. Devido o enorme
potencial brasileiro para produção da energia solar fotovoltaica e visando-se um
futuro bastante próspero para o seu uso, há uma grande preocupação coma
estrutura física dos painéis solares, visto que estes estão em contato direto
com o meio ambiente. Este ambiente não pode ser facilmente classificado quanto
às suas características físicas e químicas, visto que está em um contínuo
processo de mudança, de acordo com fatores abióticos, como: clima, temperatura e
umidade/precipitação e ventos. De acordo com o meio em que estes painéis estão
inseridos, os mesmos podem estar suscetíveis a diferentes tipos de ataques
corrosivos, que podem colocar em risco toda a sua estrutura. Este fato é
altamente relevante ao aspecto relacionado à localização da instalação dos
painéis fotovoltaicos. Nos países europeus, onde a média de temperatura é em
torno de 15ºC, tem-se que a vida útil dos painéis fotovoltaicos é, em geral, de
25 anos [2]. No entanto, quando se tem estes painéis localizados em regiões
tropicais, especificamente, próximo ao litoral nordestino do Brasil (temperatura
média acima de 35ºC e presença de maresia), praticamente inexistem estimativas
de sua vida útil, a qual, com certeza, está associada a influência de fatores
abióticos, entre outros.
MATERIAL E MÉTODOS: As amostras de alumínio na forma placas retangulares de, aproximadamente, 1cm2
de área geométrica, foram polidas sequencialmente com lixas de SiC #220 e #1200,
enxaguadas com acetona e etanol e, em seguida, imersas em banho ultrassônico por
2 min e seca com ar quente. Após este procedimento, as amostras foram pesadas em
uma balança analítica de precisão.
Após a pesagem, as amostras forma fixadas no suporte do painel fotovoltaico, por
meio de resina epóxi. Após a fixação das placas no painel, foram feitas medições
da temperatura ambiente (34 – 35oC).
Verificou-se a perda de massa através da medida de massa das amostras antes e
após exposição por tempo pré-estabelecido.
A perda de massa é influenciada pela área exposta e tempo de exposição; esses
parâmetros são combinados e expressos em taxa de corrosão, conforme a expressão:
A taxa de corrosão é expressa em grama por metro quadrado ano [g.m-2.ano-1].
A observação das amostras ao longo do período de exposição foi realizada através
de registro fotográfico, usando uma câmera digital portátil, da Sony.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Uma das amostras metálicas foi retirada do suporte do painel fotovoltaico após
um mês e a outra após dois meses. As amostras foram pesadas na balança analítica
de precisão e foi observada uma diminuição nas suas massas. Através da obtenção
das massas após a exposição ao ambiente, foram calculados os valores da perda de
massa e das taxas de corrosão das duas amostras. Os valores podem ser observados
na tabela 1:
Tabela 1
Tempo de exposição
(meses) Perda de massa
(g m-2) Taxa de corrosão
(g.m-2.ano-1)
1 11 132,5
2 18 112,5
Na corrosão, foi observado que a diminuição de temperatura desacelerou as taxas
de desgaste. Com a diminuição da temperatura aumentou-se a resistividade do
eletrólito e consequentemente houve uma diminuição da velocidade de corrosão
[3]. As velocidades de corrosão do alumínio na atmosfera são relativamente
baixas e tendem a diminuir ao longo do tempo de exposição, uma vez que os
produtos de corrosão formados vão se acumulando na superfície do metal,
dificultando a prossecução da corrosão [4].
Análise visual da superfície da amostra de alumínio
É possível analisar visualmente a superfície das amostras a partir das seguintes
figuras;
A figura 1(a) mostra a placa de alumínio após um mês de exposição às
intempéries. A figura 1(b) mostra a placa de alumínio após dois meses de
exposição.
As placas de alumínio foram periodicamente observadas visualmente. Foi possível
detectar a presença de pequenos buracos e de algumas manchas opacas sobre a
superfície da amostra. É possível que esses fatos observados estejam
relacionados ao processo corrosivo acontecendo sobre a superfície.
Figura 1
Imagem fotográfica da superfície da amostra de
aluminio.
CONCLUSÕES: Conclui-se que a velocidade de corrosão diminui com o tempo de exposição. É
provável que este fato esteja associado a chuvas e ventos que aconteceram no
período de exposição, formando produtos de corrosão aderentes à superfície do
metal. Estes fatores são de grande relevância para a estimativa da vida útil do
painel fotovoltaico, associada a sua localização de instalação.
AGRADECIMENTOS:
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: [1] GNOATTO, E. Desempenho de painel fotovoltaico para geração de energia elétrica na região de Cascavel. Dissertação de Mestrado em Engenharia Agrícola, UNIOESTE, 2003.
[2] Braga, R, P. Energia solar fotovoltaica: Fundamentos e aplicações. Trabalho de conclusão de curso, Universidade Estadual do Rio de Janeiro, Janeiro, 2008.
[3] GENTIL, V., Corrosão, 2ª Ed., LTC S.A., 1996.
[4] Garcia, F, H. Análise experimental e simulação de sistema híbrido eólico-fotovoltaico. Tese de Doutorado, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Janeiro, 2004.