As duas tecnologias existentes no mercado de energia solar, o silício policristalino e o monocristalino, geram dúvidas na hora de definir qual é a melhor escolha, e suas características individuais que estabelecem o custo x benefício quando se trata do investimento quantitativo e qualitativo dos módulos também é outro fator de dúvida.
O silício policristalino é gerado a partir de um grande número de cristais pequenos, como indica na própria palavra “poli”, que são derretidos para formar blocos sólidos que produzem células. Por sua vez o silício monocristalino é formado de um bloco único (mono) que gera células mais eficientes e permite a criação de módulos fotovoltaicos com maior potência de área.
Policristalino x Monocristalismo
A fabricação do silício policristalino tem um custo mais baixo e é possível encontrar no mercado módulos policristalinos com potências menores se comparados aos seus similares monocristalinos, porém a separação entre os múltiplos cristais do silício policristalino dificulta a passagem da corrente elétrica, o que explica a eficiência reduzida deste material apesar de necessitar de menos energia e não desperdiçar a matéria prima.
Por formar um bloco único e com células mais eficientes, o silício monocrislitano requer menos espaço físico para gerar energia em larga escala e melhora o retorno do investimento das usinas solares, porém a fabricação deste é mais complexa e consequentemente requer quantidades maiores de energia e matéria prima.
Os Módulos policristalinos comuns, de 60 células, dificilmente rompem a barreira dos 300W, já os monocristalinos com o mesmo número de células ultrapassam facilmente essa quantidade. Módulos mono-PERC com células cortadas ao meio (half cell) ou células maiores, produzidas inicialmente de lingotes com diâmetro maior, chegam a alcançar potências de 340W ou mais.
O Império policristalino.
Mesmo dominando o mercado, o monocristalino e o policristalino algumas vezes já estiveram lado a lado quando se trata das preferências da indústria fotovoltaica, mas na década passada, a produção mono foi elevada já que gera um custo menor para o consumidor, sendo essa sua maior vantagem competitiva diante do monocristalino, que normalmente permanece para aqueles que buscam máxima eficiência independente do investimento pago.
Abaixo vemos o resultado do estudo realizado pelo Instituto alemão Fraunhofer sobre a produção mundial de módulos fotovoltaicos até o ano de 2017, que mostra que no início da década de 2000 as produções de módulos mono e poli estavam relativamente equilibradas, sendo predominante o policristalino a partir de 2012. O gráfico ainda indica a posição dos módulos de filmes finos, outro tipo de tecnologia que tem participação bem menor no mercado de energia solar.
A superação do silício monocristalino.
A produção do silício policristalino começou a entrar em declínio a partir de 2019, e as projeções indicam um declínio ainda maior para os próximos anos onde o silício policristalino cederá espaço para o monocristalino, cujo volume de produção superará 84% do mercado em 2023. Veja abaixo:
Tal mudança pode ser explicada pela redução do custo de fabricação do silício monocristalino com a introdução de duas técnicas na indústria, a produção de wafers mais finos por serragem com fio diamantado e a produção de células passivadas de alta eficiência, conhecidas como células PERC.
Na imagem abaixo vemos o seguinte cenário: o volume de fabricação mundial de silício policristalino sofreu uma inversão a partir do ano de 2019 e seguirá em queda. A participação do silício monocristalino padrão também será reduzida e abrirá espaço para o domínio do silício mono-PERC. O silício monocristalino PERC do tipo P vai ser o grande player do mercado nos próximos anos, acompanhado do silício do tipo N no segmento de maior eficiência. As células solares de silício do tipo N são novidade no mercado tecnológico.
A fabricação do silício policristalino está sendo deixada de lado por vários fabricantes mundiais, já que de acordo com os estudos, a extinção dele é real e anunciada. O movimento em direção ao silício monocristalino é liderado por empresas chinesas como Jinko, Longi, eles justificam a escolha pelo monocristalino graças as melhorias continuas de inovação no processo de fabricação, ampliando o custo benefício quando se trata dos gastos de produção e o aumento da eficiência com as células mono-PERC.
A tecnologia mono-PERC reduz os custos na instalação das usinas fotovoltaicas já que necessita de menos módulos e uma área menor para instalação, porém com uma potência que chega a 20% de eficiência e 405W, além de ter a menor degradação anual da potência de saída, cerca de 0,6% ao ano.
A China e o poder solar
A diferença que reduz o preço entre o silício mono e o poli cristalino foi um fator importante para tal revolução mercadológica, porém um anuncio da redução de subsídios e incentivos para a geração de energia fotovoltaica, feita pelo governo chinês, principal pais fabricante e consumidor desta energia, atingiu as expectativas do mercado mundial. A “Política 531” foi uma mudança que tentou regular o mercado fotovoltaico da china e provocou o desaparecimento de alguns fabricantes de células e módulos.
No sistema anterior o Ministério da Energia chinês definia metas anuais para a instalação de usinas solares em projetos viabilizados com subsídios, mas a nova política, que vigorou imediatamente desde seu anúncio, teve as metas de novas usinas retiradas e os novos projetos que dependiam de subsídios cancelados. O objetivo era promover o desenvolvimento sustentável do mercado, estimular a qualidade e acelerar o movimento de retirada dos subsídios para o mercado solar.
Mesmo com a queda da produção dos módulos fotovoltaicos a demanda de energia elétrica da china continua a crescer, o que auxilia na hora de explicar a preferência pelos módulos monocristalinos, com maior eficiência em um mercado mais difícil e com regras. Entre outras influentes contribuições, os chineses criaram o programa “Top Runner” que desde 2016 estimula o desenvolvimento e aumento da indústria de tecnologia fotovoltaica, onde muitos fabricantes precisaram investir em melhorias para alcançar os padrões de qualidade estabelecidos pelo governo.
A adaptação de linhas de produção para células PERC foi uma saída para atender o “Top Runner” já que o mecanismo deste programa consiste na reversa de fatias do mercado de usinas solares para projetos que se enquadram as exigências de eficiência.
Algumas metas de eficiência do programa se tornaram padrões mundiais para a indústria dado a significativa melhoria da qualidade das células e seus resultados no mercado global. Além do já mencionado tipo de células PERC, que já são padrão de mercado, temos hoje produtos do tipo half cell, shingle cell, multi bus bar, double glass, bifaciais e outras.
O futuro é mono
A junção de todos os fatores relatados acima indicam o desaparecimento do silício policristalino pelo menos nos próximos anos, o que garante ao consumidor, resultados positivos quando pensamos na diferença de preço, nos ganhos com potência e eficiência deste mercado promissor, a tendência é que seja mundial, além da china já temos a adesão do mercado norte-americano e europeu por módulos mais eficientes.
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