53º Congresso Brasileiro de Quimica
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.