Field performance and seasonal energy yield of a residential photovoltaic prosumer in Romania over three years

Nos cantos tranquilos de lares por toda a Europa, uma revolução silenciosa está a acontecer. Em vez de dependerem apenas da eletricidade gerada longe dali e transportada através da rede, mais famílias estão a instalar painéis solares nos seus telhados para produzirem a sua própria energia. Estes agregados familiares estão a tornar-se "prosumidores", uma mistura de produtor e consumidor, criando energia quando o sol brilha e utilizando-a imediatamente. Para cientistas e engenheiros, compreender como estes sistemas funcionam no mundo real é crucial. Embora os modelos computacionais possam prever quanta energia um painel solar deverá gerar com base nos padrões meteorológicos e na localização, o desempenho real num telhado específico pode diferir devido à sujidade, sombras ou à forma como o equipamento lida com o calor. Em regiões com estações distintas, como a Europa Central e de Leste, saber exatamente quanta energia uma casa produz mês a mês ajuda proprietários e decisores políticos a compreender o verdadeiro valor da energia solar. Revela se o ritmo do sol coincide com as necessidades da família e se o sistema está a envelhecer com dignidade ou a lutar contra os elementos.

Uma equipa de investigadores da Universidade Transilvânia em Brașov, Roménia, decidiu observar de perto um desses lares para ver como ele se comportava ao longo de três anos. Eles estudaram uma instalação solar residencial que estava ligada à rede elétrica nacional, mas operava de uma forma única: produzia exatamente a mesma quantidade de eletricidade que o agregado familiar consumia, sem enviar energia de volta para a rede e sem dela retirar qualquer quantidade. Este equilíbrio perfeito significava que a casa era inteiramente autossuficiente. Os investigadores recolheram dados de um sistema de monitorização digital ligado aos painéis solares, recolhendo números de produção para cada um dos meses, de janeiro de 2023 até janeiro de 2026. O seu objetivo era ir além das simples estimativas e fornecer um registo claro e medido de como um sistema solar real se comporta no clima temperado da Roménia, que apresenta verões quentes e invernos frios.

Os resultados pintaram um quadro vívido do ano solar. O sistema produziu um total de 9.250 quilowatt-horas ao longo dos três anos completos de monitorização, com uma média de cerca de 3.083 quilowatt-horas por ano. A produção seguiu uma curva unimodal previsível, subindo constantemente da luz fraca do inverno para um pico brilhante no verão e descendo novamente quando o outono chegava. Os meses de verão, especificamente de julho a setembro, foram os grandes responsáveis, contribuindo com entre 33 e 37 por cento do total de energia anual. Quando combinados com os meses de primavera, de abril a junho, a metade mais quente do ano representou quase 70 por cento de toda a eletricidade gerada. Em contraste, os meses de inverno produziram o menos, sendo dezembro frequentemente o ponto mais baixo do ano. O mês individual mais alto registado foi julho de 2023, quando o sistema gerou 420,7 quilowatt-horas, enquanto o mais baixo foi dezembro de 2024, com apenas 57,9 quilowatt-horas.

Uma das descobertas mais impressionantes foi a consistência da forma do sistema, mesmo quando a quantidade total de energia mudava. Os investigadores compararam os padrões de produção de 2023, 2024 e 2025 e descobriram que a curva do ano permanecia notavelmente estável. O sistema não falhou subitamente no inverno nem teve picos inesperados na primavera; simplesmente subia e descia com as estações da mesma forma a cada ano. No entanto, a quantidade total de energia variou. O ano de 2025 registou uma queda perceptível na produção, gerando cerca de 9,7 por cento menos energia do que o ano de referência de 2023. Os investigadores investigaram se esta queda foi causada pelo acumular de sujidade nos painéis, pela avaria do equipamento ou simplesmente pelo desgaste dos painéis ao longo do tempo. Eles descartaram a ideia de que os painéis estavam a degradar-se significativamente, pois o desgaste natural da tecnologia solar é normalmente um processo lento e gradual que não causaria uma queda tão acentuada num único ano. Também determinaram que o acúmulo de sujidade não poderia explicar toda a perda.

Em vez disso, as evidências apontavam para o próprio clima. O padrão da queda de 2025 mostrou que os meses de inverno produziram, na verdade, mais energia do que nos anos anteriores, enquanto os meses de verão e outono produziram menos. Esta mudança específica sugere que os céus estiveram mais nublados durante o verão de 2025, reduzindo a luz solar disponível para os painéis, enquanto o inverno foi mais limpo. Testes estatísticos confirmaram que não havia uma tendência de queda a longo prazo na saúde do sistema; a queda foi uma flutuação temporária causada pela variabilidade natural do clima, não uma falha da tecnologia. O sistema permaneceu saudável e estável, simplesmente respondendo ao céu em mudança acima dele.

Talvez o aspeto mais marcante deste estudo tenha sido a capacidade da casa de igualar perfeitamente a sua produção de energia com o seu uso de energia. Para cada mês do período de três anos, a quantidade de eletricidade que os painéis solares geraram foi exatamente igual à quantidade que o agregado familiar utilizou. Houve zero eletricidade importada da rede e zero eletricidade exportada para ela. Este autoconsumo completo é raro e difícil de alcançar, uma vez que a energia solar é mais forte durante o dia, quando muitas pessoas estão no trabalho, e mais fraca à noite, quando as famílias estão em casa. O facto de esta casa ter conseguido equilibrar as suas necessidades inteiramente com a sua própria produção solar sugere que o sistema foi dimensionado perfeitamente para os hábitos específicos do agregado familiar. Demonstrou que, na Roménia, uma configuração solar bem desenhada pode permitir que uma família viva inteiramente com a energia do seu próprio telhado, sem precisar de depender de fontes externas ou de baterias de armazenamento complexas.

O estudo também abordou um desafio comum na investigação solar: saber o tamanho exato do conjunto de painéis solares. Os investigadores não tinham a capacidade nominal oficial dos painéis, que é normalmente medida em quilowatts. Sem este número, não poderiam calcular as métricas de eficiência padrão utilizadas pelos engenheiros. No entanto, ao comparar a energia produzida real com os dados meteorológicos conhecidos para a região, conseguiram estimar o tamanho do sistema com elevada confiança. Os seus cálculos sugeriram que o sistema seria provavelmente entre 2,7 e 3,0 quilowatts. Esta estimativa colocou o desempenho da casa dentro do intervalo esperado para sistemas semelhantes na Europa Central, confirmando que a instalação estava a operar num nível consistente com o clima local e os padrões tecnológicos.

Em última análise, esta investigação fornece um olhar detalhado e raro sobre como um sistema solar residencial funciona no mundo real ao longo de vários anos. Mostra que, embora o tempo possa causar variações significativas na produção total de energia de ano para ano, o comportamento subjacente de um sistema saudável é estável e previsível. O estudo confirma que a energia solar na Roménia é um recurso fiável que segue as estações e que, com o dimensionamento correto, uma casa pode alcançar a independência energética total da rede. Ao documentar estes padrões com precisão, os investigadores ofereceram um modelo valioso para que outros compreendam o verdadeiro potencial da energia solar nas suas próprias casas, provando que, mesmo sem um tempo perfeito, o sol pode alimentar uma casa de forma consistente e eficaz.