Um novo protótipo de sistema fotovoltaico desenvolvido em Itália combina painéis solares dispostos em dois níveis sobrepostos na mesma área de solo.
Nos ensaios de campo, a estrutura conseguiu medir até 27% mais corrente de curto-circuito do que uma instalação bifacial fixa tradicional de camada única. Os resultados detalhados e a arquitetura do projeto foram recentemente divulgados no estudo científico publicado na revista Renewable Energy, desenvolvido por investigadores da Universidade Mediterrânea de Reggio Calabria em conjunto com a startup AMPS Srl.
Para a comunidade técnica, a promessa de produzir mais por unidade de área surge como uma solução para o impacto territorial dos parques solares. No entanto, convém sublinhar que a corrente de curto-circuito é apenas um indicador da radiação captada e não se traduz diretamente em kWh de energia gerada.
Imagem de Capa / Fotografia Real: Protótipo de dupla camada instalado em Reggio Calabria. (Créditos: Borrello et al., Renewable Energy, 2026, licença CC BY 4.0)
Nota editorial: este artigo baseia-se na análise direta do artigo científico original (em acesso aberto) e nos dados técnicos fornecidos pelos investigadores. Os cálculos de equivalência e estimativas de área apresentados ao longo do texto foram efetuados pela equipa do Portal Energia.
O essencial em 30 segundos
- Melhor desempenho: Ganho de +27% na corrente de curto-circuito face a um sistema bifacial fixo (+42% face a um monofacial), utilizando rastreio solar no nível superior.
- Configuração estática: Mesmo com os dois níveis fixos (sem seguidores solares), o ganho medido situou-se nos +14% (bifacial) e +28% (monofacial).
- Ressalva experimental: Os testes mediram corrente elétrica ($I_{sc}$) e não produção de energia acumulada ($kWh$), tendo sido realizados num protótipo à escala com céu limpo.
- Propriedade intelectual: Três dos cinco autores do estudo possuem participações na AMPS Srl e o conceito já se encontra sob pedido internacional de patente.
- Desenvolvimento futuro: A equipa prepara uma central-piloto com módulos comerciais para avaliar a viabilidade económica e operacional.
O que é um sistema fotovoltaico de dupla camada?
Diferente de um parque solar convencional, esta instalação sobrepõe dois níveis de módulos fotovoltaicos na vertical, separados por apenas 25 cm. Ambas as camadas possuem os seus próprios sistemas de orientação (seguidores solares de eixo único), permitindo que a estrutura ocupe a mesma mancha de terreno de um parque tradicional, mas oferecendo o dobro da área de captação ativa.
Para compreender o seu funcionamento, importa recordar três conceitos fundamentais:
- Painéis bifaciais: Módulos capazes de absorver radiação solar tanto pela face frontal (direta) como pela face traseira (através do albedo e luz refletida pelo solo).
- Seguidor solar (tracker): Mecanismo motorizado que altera a orientação dos painéis ao longo do dia para maximizar a captação do ângulo solar.
- Corrente de curto-circuito ($I_{sc}$): A corrente máxima fornecida pelo módulo quando a impedância é zero; funciona como um termómetro direto da intensidade radiativa que atinge as células.
O objetivo do protótipo é resolver o problema do espaçamento geográfico. Embora os seguidores solares aumentem o rendimento individual dos módulos, exigem maior distanciamento entre filas para evitar sombras mútuas, reduzindo a densidade de potência por hectare. A disposição em dupla camada contorna essa limitação ao expandir o parque na vertical.
Resultados comparativos: quanto ganha afinal a dupla camada?
Durante os ensaios realizados no sul de Itália, o modo de operação mais eficiente (Modo 1) registou um aumento de 27% na corrente de curto-circuito em comparação com um painel bifacial fixo na mesma área.
Já no Modo 3, que opera completamente fixo e sem motores, o ganho de 14% demonstra que a sobreposição física capta radiação difusa adicional mesmo sem gastar energia no movimento dos painéis.
| Modo de funcionamento | Nível superior | Nível inferior | Ganho vs. Bifacial Fixo | Ganho vs. Monofacial Fixo |
| Modo 1 (Rastreio Ideal) | Acompanha o sol | Fixo (virado para cima) | +27% | +42% |
| Modo 1 (Malha Aberta) | Segue lei calculada | Fixo | +25% | +39% |
| Modo 2 | Fixo (virado a leste) | Acompanha o sol | +21% (ensaio interrompido) | N/D |
| Modo 3 (Passivo / Fixo) | Fixo (virado a leste) | Fixo (virado para cima) | +14% | +28% |
A grande vantagem do Modo 3 reside na sua simplicidade mecânica: ao dispensar motores e eletrónica de controlo em tempo real, torna-se a variante mais simples de fabricar em escala industrial.
Como foi estruturado o ensaio experimental?
O protótipo foi testado sob as mesmas condições meteorológicas e radiação em Reggio Calabria, comparado lado a lado com um painel de referência estático instalado na mesma área de terreno.
| Parâmetro técnico | Especificação do teste |
| Localização | Reggio Calabria (Sul de Itália) |
| Módulos utilizados | 12 mini módulos bifaciais TOPCon de 35 W cada (~420 W totais, cálculo do portal) |
| Separação vertical | 25 cm entre camadas (forçando uma condição de sombreamento severo) |
| Orientação e Inclinação | Eixo Norte-Sul, inclinação fixa de 20° |
| Frequência de medição | Registo da corrente de curto-circuito a cada 30 segundos (09:00 às 17:00) |
| Atuação mecânica | 12 motores de passo individuais (um por mini módulo) |
O que provam estes dados (e o que falta demonstrar)?
O teste demonstra com sucesso a viabilidade ótica do sistema a uma escala experimental. Contudo, é fundamental separar a física da captação de luz da realidade económica de um parque solar.
| O que o protótipo valida | O que ainda precisa de prova real |
| Maior captação radiativa por $m^2$ em dias de céu limpo. | Rendimento produtivo ($kWh$) sob nebulosidade ou luz difusa intensa. |
| Capacidade de captação mesmo com sombreamento a 25 cm. | Impacto do aquecimento térmico dos painéis e ventilação entre camadas. |
| Funcionamento de algoritmos de rastreio em malha aberta. | Comportamento com módulos comerciais de tamanho real (com díodos de bypass). |
| Dados transparentes e comparáveis na mesma mancha de solo. | Custos de operação, manutenção ($O\&M$) e durabilidade a 25 anos. |
Um detalhe relevante identificado no estudo: os módulos localizados nas extremidades do protótipo registaram valores cerca de 23% superiores aos do centro devido à menor sombra lateral. Para garantir o rigor científico, os autores utilizaram apenas os dados dos módulos centrais para calcular os ganhos reais anunciados.
O segundo nível compensa o investimento financeiro?
Atualmente, ainda não existem dados de custo nivelado de eletricidade (LCOE) para esta tecnologia. Uma análise matemática aos dados revela o desafio económico: ao duplicar o número de módulos para obter um ganho de 27%, significa que cada painel adicional no segundo nível está a gerar o equivalente a cerca de 27% do que produziria se estivesse isolado no solo (estimativa para dias limpos).
Enquanto engenheiro ligado à operação e manutenção de infraestruturas renováveis, a minha principal interrogação recai sobre a fiabilidade mecânica. O protótipo utilizou 12 motores independentes. Transportar esta complexidade para um parque fotovoltaico de vários megawatts traduz-se em centenas de atuadores elétricos, pontos de lubrificação, necessidade de calibração periódica e potenciais falhas por desgaste de vento.
Apesar destas dúvidas técnicas, Cosimo Borrello, fundador da AMPS, defende que o ajuste dinâmico entre os dois níveis permite alargar a curva de produção diária (achatando o pico do meio-dia e gerando mais energia de manhã e ao final da tarde) — uma hipótese comercial promissora que terá de ser testada numa central real.
Aplicação em projetos agrivoltaicos e grandes centrais
A dupla camada é apresentada pelos autores como uma aliada promissora para a agrivoltaica, permitindo ajustar a rotação dos painéis superiores para regular a quantidade de luz solar que atinge as culturas no solo. No entanto, este ecossistema enfrenta desafios de padronização.
Segundo os dados mais recentes do relatório técnico da IEA PVPS sobre sistemas bifaciais com rastreio, as combinações de painéis bifaciais com trackers de eixo único já representam a opção mais económica para cerca de 90% dos projetos utilitários no mundo.
A recomendação da Agência Internacional de Energia foca-se na normalização e simplificação de componentes para reduzir custos. Um sistema de dois níveis com movimentos independentes segue na direção oposta dessa tendência de simplificação, tornando o teste da futura central-piloto da AMPS um passo crucial.
O contexto e o impacto do uso do solo em Portugal
Para o mercado português, o conceito traz uma reflexão importante sobre a gestão do território. Com as recentes alterações legislativas trazidas pelo Contrato de Aproveitamento Energético Renovável (CAER), detalhadas na nossa análise sobre o novo regime do excedente solar e uso de terrenos, a pressão para encontrar superfícies disponíveis para centrais renováveis aumentou significativamente.
Tecnologias que aumentam a densidade energética por metro quadrado podem ajudar a viabilizar projetos em regiões com limitações de espaço ou terrenos agrícolas protegidos.
No entanto, para quem pretende investir hoje em soluções consolidadas, o mercado continua a focar-se na otimização de parques bifaciais existentes e na flexibilidade de armazenamento, como abordamos no relatório sobre o crescimento do mercado de autoconsumo com baterias em Portugal.
Perguntas Frequentes (FAQ)
O que é um sistema fotovoltaico de dupla camada?
É uma estrutura fotovoltaica que instala dois níveis de painéis solares sobrepostos no mesmo terreno. Ao utilizar orientação independente em cada camada, permite captar luz direta, refletida e difusa mantendo a mesma pegada de solo.
O sistema produz 27% mais energia no dia a dia?
Não necessariamente. O protótipo registou até 27% mais corrente de curto-circuito em dias de céu limpo. A produção real de energia ($kWh$) ao longo de um ano depende de fatores como a temperatura das células, eficiência dos inverters e condições meteorológicas com nuvens.
A tecnologia já pode ser comprada no mercado?
Ainda não. O projeto encontra-se em fase experimental de bancada com mini módulos de 35 W. A startup italiana AMPS prevê construir uma instalação piloto à escala comercial antes de qualquer comercialização.
Qual é a vantagem da dupla camada na agrivoltaica?
A rotação coordenada dos dois níveis permite gerir a quantidade de sombra e luz transmitida para o solo, protegendo as culturas agrícolas em dias de calor extremo ou permitindo a passagem de luz quando as plantas necessitam.
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