Um novo capítulo na energia solar térmica: tendências de desenvolvimento e amplas perspetivas das placas absorventes solares no mercado europeu

Na grande narrativa do compromisso da Europa com a independência energética e a transição verde, a tecnologia solar desempenha um papel crucial. Embora a geração de energia fotovoltaica (PV) faça manchetes, a tecnologia solar térmica, particularmente o seu componente principal – o revestimento/placa absorvente solar** – está a experimentar uma nova onda de oportunidades de desenvolvimento graças à sua característica insubstituível de produção de energia térmica de alta eficiência. Este artigo investiga as tendências de desenvolvimento e as perspetivas futuras das placas absorventes no mercado europeu.

I. Drivers de mercado: a convergência de políticas, crise energética e procura tecnológica

A crescente procura de placas de absorção solar na Europa não é uma coincidência, mas é impulsionada por múltiplas forças poderosas: 

1. Políticas e Regulamentações Climáticas Ambiciosas:** O Pacto Ecológico Europeu e o plano Repower EU da UE estabeleceram metas claras para reduzir significativamente as emissões de carbono e romper com a dependência dos combustíveis fósseis até 2030. Os países estão a implementar políticas para descarbonizar o sector da construção, exigindo que as novas construções cumpram as normas de construção com consumo quase nulo de energia (NZEB). Os sistemas solares de aquecimento de água e ambientes estão entre os caminhos mais económicos e eficientes para atingir este objetivo, impulsionando diretamente a procura por placas absorvedoras de alto desempenho.

2. Segurança Energética e Volatilidade dos Preços: Os recentes conflitos geopolíticos provocaram flutuações drásticas nos preços do gás natural na Europa, realçando a extrema importância da autonomia energética. Os utilizadores domésticos e industriais/comerciais estão ansiosos por reduzir a dependência das caldeiras a gás tradicionais. Os sistemas solares térmicos podem fornecer água quente doméstica e aquecimento ambiente diretamente, reduzindo significativamente as faturas de energia e encurtando o período de retorno do investimento, tornando-os muito mais atrativos.

3. Evolução Tecnológica e Inovação de Sistemas: As tecnologias tradicionais de coletores de placa plana e de tubo de vácuo já estão maduras. O desenvolvimento atual centra-se na melhoria do desempenho da própria placa absorvedora e na sua integração em novos sistemas, tais como:

Redes de aquecimento urbano: Campos solares térmicos de grande escala estão a ser ligados a sistemas de aquecimento urbano, fornecendo calor a comunidades ou cidades inteiras, o que requer grandes quantidades de placas absorvedoras duráveis ​​e de alto desempenho.

Calor de Processos Industriais: Existe uma enorme procura de energia térmica em sectores industriais de baixa a média temperatura, como os alimentares, têxteis e químicos, onde a aplicação térmica solar é uma alternativa limpa ideal.

Sistemas Solares Combinados: Os sistemas que satisfazem simultaneamente as exigências de aquecimento ambiente e de água quente estão a tornar-se cada vez mais populares, exigindo placas absorventes que mantenham uma elevada eficiência mesmo sob menor irradiação e temperaturas ambiente.

II. Principais tendências tecnológicas em placas absorventes 

Para se adaptar às exigências de mercado referidas, o desenvolvimento tecnológico das placas absorventes apresenta algumas tendências claras: 

1. Procura do Desempenho Máximo: A I&D centra-se em aumentar ainda mais a absortância solar (α) e reduzir a emitância térmica (ε), ou seja, alcançar uma maior "seletividade". As técnicas avançadas de pulverização catódica por magnetrão (PVD) utilizadas para preparar revestimentos multicamadas, como o óxido de nitreto de titânio (TiNOX) ou o oxinitreto de alumínio, podem atingir absortâncias acima dos 95%, enquanto a emitância pode ser tão baixa como 4% (a 80 °C). Isto significa que a placa pode captar radiação solar enquanto minimiza a perda de calor radiante da sua própria emissão térmica.

2.º Foco em aplicações de média a alta temperatura: À medida que as aplicações se expandem, de água quente doméstica para aquecimento e calor de processos industriais, as placas absorvedoras precisam de permanecer estáveis ​​e eficientes a temperaturas de funcionamento mais elevadas (120°C a 250°C). Isto exige dos revestimentos uma maior resistência a altas temperaturas, propriedades antienvelhecimento e estabilidade a longo prazo. Os novos revestimentos cerâmicos e cermet (cerâmica-metal) estão a fazer avanços nesta área.

3.º Maior durabilidade ambiental: O clima diversificado da Europa exige que as placas absorventes possuam uma excelente resistência às intempéries, à humidade e à corrosão. A corrosão por névoa salina é um desafio particular em zonas costeiras. As técnicas avançadas de encapsulamento e os revestimentos protetores são cruciais para garantir uma vida útil do coletor de 25 anos ou mais.

4. Inovação de materiais e processos:

Substrato:O cobre continua a ser o substrato dominante devido à sua condutividade térmica superior. Os substratos de alumínio, devido ao menor custo, são também utilizados em alguns mercados de médio a baixo custo.

Processo de revestimento: A pulverização catódica magnetron tornou-se o processo padrão para revestimentos seletivos de alto desempenho, oferecendo camadas mais uniformes, melhor desempenho e sendo mais ecológica em comparação com a anodização tradicional ou a galvanoplastia de cromo preto.

Projeto Estrutural: A otimização do projeto do canal de fluxo (por exemplo, serpentina, harpa) visa reduzir a resistência térmica e a queda de pressão do sistema, melhorando a eficiência global da troca de calor.

III. Desafios e Barreiras 

Apesar das perspetivas brilhantes, o desenvolvimento do mercado ainda enfrenta desafios: 

Concorrência feroz da energia fotovoltaica: A queda constante dos preços dos módulos fotovoltaicos torna a combinação "FV + Bomba de Calor" um concorrente direto dos sistemas de aquecimento solar térmico de água. As placas absorventes devem demonstrar maior eficiência e relação custo-benefício na produção de energia térmica direta.

Pressão de custos: O processo de produção de revestimentos de alto desempenho é complexo e os custos das matérias-primas (por exemplo, cobre e gases especiais) são elevados. Equilibrar as melhorias de desempenho com o controlo de custos é um desafio fundamental para os fabricantes.

Sensibilização do Mercado: A sensibilização geral do consumidor para a energia solar térmica ainda se limita aos aquecedores de água tradicionais. A sensibilização para o seu potencial em aplicações industriais e de aquecimento é insuficiente, exigindo esforços do sector na educação e promoção do mercado.

Estabilidade da cadeia de abastecimento: garantir a segurança e a estabilidade das cadeias de abastecimento para matérias-primas essenciais e equipamentos de produção de ponta é particularmente importante para os fabricantes nacionais europeus.

IV. Perspectivas Futuras

Olhando para o futuro, o mercado europeu de placas absorventes solares tem amplas perspetivas e apresentará as seguintes características: 

1. Crescimento Sustentado do Mercado: Impulsionada tanto pelo apoio político como pelas necessidades energéticas, a capacidade de mercado deverá manter um crescimento constante. O potencial é significativo não só em regiões de elevada irradiância, como o Sul da Europa, mas também na Europa Central e do Norte, onde a procura de aquecimento é mais elevada.

2. Os produtos de alto desempenho tornar-se-ão dominantes: a concorrência no mercado mudará mais de orientação de preço para orientação de desempenho e tecnologia. Os fabricantes que conseguirem fornecer placas de alta eficiência e durabilidade adequadas para vários cenários de aplicação ganharão uma maior quota de mercado.

3. Integração com Sistemas Inteligentes de Energia: A placa absorvedora, enquanto unidade de geração de calor, deixará de ser um produto isolado. Será mais profundamente integrada nos sistemas inteligentes de gestão de energia residencial e distrital, trabalhando em sinergia com tanques de armazenamento térmico, bombas de calor e sistemas de controlo inteligentes para alcançar a alocação e utilização ideais de energia.

4. Economia Circular e Sustentabilidade: O foco da Europa no impacto ambiental dos produtos ao longo de todo o seu ciclo de vida está a crescer. No futuro, a reciclabilidade das placas absorventes (especialmente de cobre e alumínio) e a pegada de carbono do processo de produção tornar-se-ão métricas importantes do produto, impulsionando a cadeia da indústria para um desenvolvimento mais sustentável.

Conclusão

A onda de transição energética da Europa traz uma oportunidade histórica de desenvolvimento para as placas de absorção solar. Já não são uma simples componente no sentido tradicional, mas antes um elemento tecnológico fundamental que apoia os esforços da Europa para construir um futuro sistema energético resiliente e descarbonizado. Os fabricantes que se concentram na inovação tecnológica contínua, melhoram o desempenho e a durabilidade dos produtos e conseguem adaptar-se com flexibilidade às diversas necessidades de aplicação ocuparão uma posição de liderança neste mercado dinâmico, impulsionando coletivamente a tecnologia solar térmica para um novo e glorioso capítulo na Europa e no mundo.