Economia circular: desenvolvimento de um fluxograma de apoio à decisão para a reutilização de módulos solares fotovoltaicos (segunda vida)

Abstract

Economia Circular: Desenvolvimento de um fluxograma de apoio à decisão para a reutilização de módulos solares fotovoltaicos (segunda vida)Resumo: Como em muitas cadeias produtivas, a energia solar fotovoltaica tem intensificado o descarte prematuro de módulos fotovoltaicos em função da redução de custos e da rápida evolução tecnológica. Esse contexto estimula a análise do setor sob a ótica da economia circular, considerando estratégias que antecedem a reciclagem e que visam prolongar a vida útil dos equipamentos por meio de aplicações de segunda vida. Neste cenário, são escassos instrumentos técnicos padronizados que orientem a decisão entre reutilização para segunda vida e reciclagem de módulos fotovoltaicos descartados. Diante disso, a dissertação tem como objetivo desenvolver um fluxograma de apoio à decisão para a reutilização de módulos fotovoltaicos, fundamentado nos princípios da economia circular e estruturado conforme o método Design Science Research. O estudo avaliou 76 módulos fotovoltaicos de silício multicristalino que foram descartados após 22 anos de uso. Esta amostra passou por testes de desempenho e segurança e serviu como base para a construção do fluxograma de apoio à decisão. A aplicação do fluxograma resultou em uma taxa de reuso de 68% para a amostra analisada, sendo a resistência de isolamento, parâmetro que avalia a capacidade do módulo FV de evitar fugas de corrente elétrica entre seus circuitos e partes externas, garantindo segurança elétrica, o ensaio com maior índice de reprovação. Entre os módulos aprovados para segunda vida, 55% apresentaram potência remanescente acima do desempenho previsto em ficha técnica para o período de operação. A validação do artefato incluiu a consulta a especialistas do setor fotovoltaico, que, a partir da análise das fichas técnicas e dos resultados dos testes, recomendaram de forma convergente a aplicação preferencial dos módulos de segunda vida em sistemas de menor porte, isolados e/ou monitorados. O fluxograma proposto sistematiza a tomada de decisão, reduz a subjetividade na avaliação técnica e oferece um instrumento aplicável à operacionalização da economia circular no setor fotovoltaico.

Abstract: As in many productive chains, the photovoltaic solar energy sector has intensified the premature disposal of photovoltaic modules due to cost reductions and rapid technological advancements. This context encourages analysis of the sector from a circular economy perspective, considering strategies that precede recycling and aim to extend the life cycle of equipment through second life applications. In this scenario, there is a lack of standardized technical frameworks to support decision-making between second life and recycling of discarded photovoltaic modules. Therefore, this work aims to develop a framework for the reuse of photovoltaic modules, grounded in circular economy principles and structured according to the Design Science Research method. The study evaluated 76 multicrystalline silicon photovoltaic modules discarded after 22 years of use. This sample was evaluated through performance and electrical safety tests and served as the empirical basis for the development of the decision-making flowchart. The application of the framework resulted in a reuse rate of 68% for the analyzed sample, with insulation resistance, parameter that evaluates the module's ability to prevent electric current leakage between its circuits and external parts, ensuring electrical safety, being the test with the highest rejection rate. Among the modules approved for second life, 55% exhibited remaining power above the performance expected according to datasheet specifications for the operating period. Artifact validation included consultation with photovoltaic sector experts, who, based on the analysis of technical datasheets and test results, convergently recommended the preferential application of second life modules in small-scale, off-grid and/or monitored systems. The proposed framework systematizes decision-making, reduces subjectivity in technical assessment, and provides an applicable instrument for operationalizing the circular economy in the photovoltaic sector.