Estudo do Potencial dos Sistemas Fotovoltaicos Flutuantes em Cabo Verde

Abstract

Este trabalho avalia o potencial técnico, energético e estratégico da implementação de sistemas fotovoltaicos flutuantes em Cabo Verde, enquadrando-os no contexto da transição energética, da limitada disponibilidade de solo e da elevada vulnerabilidade climática do país enquanto Pequeno Estado Insular em Desenvolvimento. A crescente pressão para reduzir emissões de CO₂ e o cumprimento das metas do Acordo de Paris conferem às energias renováveis, em particular à energia solar um papel central nos processos de descarbonização. Em Cabo Verde, apesar do elevado recurso solar (aproximadamente 1800–2200 kWh/m²/ano), a produção de eletricidade permanece fortemente dependente de combustíveis fósseis, o que se traduz em custos energéticos elevados e acentuada dependência externa. Os sistemas fotovoltaicos flutuantes constituem uma solução tecnológica inovadora e complementar aos sistemas fotovoltaicos convencionais em solo, permitindo a instalação de módulos solares em superfícies aquáticas, como barragens, reservatórios artificiais e bacias de tratamento de águas residuais. Entre as principais vantagens dos FPV destacam-se: a preservação de áreas terrestres para outros usos, o aumento da eficiência dos módulos decorrente do efeito de arrefecimento proporcionado pela água, a redução das perdas por evaporação nos reservatórios, a mitigação da proliferação de algas e a possibilidade de menores impactos visuais e ambientais quando comparados com instalações em solo. O estudo inclui uma análise do panorama internacional da tecnologia FPV, evidenciando o rápido crescimento da capacidade instalada global (cerca de 9,16 GWp em 2024), com liderança da China e forte expansão em regiões da Ásia, Europa, América Latina e África. Estes desenvolvimentos demonstram um nível crescente de maturidade tecnológica, viabilidade económica e aceitação institucional dos sistemas fotovoltaicos flutuantes. Para a avaliação do potencial de aplicação em Cabo Verde, foi adotada uma abordagem direcionada às barragens de retenção de águas pluviais existentes no arquipélago. A metodologia baseia-se na ocupação percentual da área inundada, considerando cenários de cobertura de 1%, 5% e 10%. A análise de oito barragens com dados disponíveis, totalizando cerca de 0,192 km² de área inundada, indica um potencial de instalação compreendido entre aproximadamente 200 kWp e 2 MWp, correspondendo a uma produção anual estimada entre 0,34 GWh e 3,5 GWh, consoante o cenário de ocupação adotado. Embora estes valores sejam modestos à escala nacional, constituem um contributo relevante para o aumento da penetração de fontes renováveis, a redução de emissões e o reforço da resiliência energética a nível local. Adicionalmente, a adoção de FPV apresenta benefícios significativos para a gestão de recursos hídricos, uma vez que a cobertura parcial da lâmina de água pode reduzir a evaporação, aspeto particularmente relevante num contexto de escassez hídrica estrutural. Conclui-se que a implementação de sistemas fotovoltaicos flutuantes em Cabo Verde é tecnicamente exequível, ambientalmente vantajosa e estrategicamente coerente com as políticas energéticas nacionais, nomeadamente com o Plano de Desenvolvimento do Setor Elétrico e o Plano Estratégico de Desenvolvimento das Energias Renováveis. Recomenda-se a implementação de projetos-piloto, a realização de estudos ambientais de detalhe e a definição de um enquadramento regulatório específico para esta tecnologia, de modo a favorecer a sua integração no mix elétrico nacional e a contribuir para um modelo de desenvolvimento mais sustentável e resiliente; Study of the potential of floating photovoltaic systems in cape verde - Abstract: This study assesses the technical, energy, and strategic potential of implementing floating photovoltaic systems in Cape Verde, placing them in the context of the energy transition, limited land availability, and the country's high climate vulnerability as a Small Island Developing State. The growing pressure to reduce CO₂ emissions and meet the Paris Agreement targets gives renewable energies, particularly solar energy, a central role in decarbonization processes. In Cape Verde, despite high solar resources (approximately 1800–2200 kWh/m²/year), electricity production remains heavily dependent on fossil fuels, which translates into high energy costs and marked external dependence. Floating photovoltaic systems are an innovative technological solution that complements conventional ground-mounted photovoltaic systems, allowing solar modules to be installed on water surfaces such as dams, artificial reservoirs, and wastewater treatment basins. Among the main advantages of FPV are the preservation of land areas for other uses, increased module e􀆯iciency due to the cooling e􀆯ect provided by water, reduced evaporation losses in reservoirs, mitigation of algae proliferation, and the possibility of lower visual and environmental impacts when compared to ground-mounted installations. The study includes an analysis of the international landscape of FPV technology, highlighting the rapid growth of global installed capacity (around 9,16 GWp in 2024), led by China and strong expansion in regions of Asia, Europe, Latin America, and Africa. These developments demonstrate a growing level of technological maturity, economic viability, and institutional acceptance of floating photovoltaic systems. To assess the potential for application in Cape Verde, an approach was adopted that focused on existing rainwater retention dams in the archipelago. The methodology is based on the percentage occupation of the flooded area, considering coverage scenarios of 1%, 5%, and 10%. The analysis of eight dams with available data, totaling approximately 0,192 km² of flooded area, indicates a potential installation capacity of between approximately 200 kWp and 2 MWp, corresponding to an estimated annual production of between 0,34 GWh and 3,5 GWh, depending on the occupancy scenario adopted. Although these figures are modest on a national scale, they make a significant contribution to increasing the penetration of renewable sources, reducing emissions, and strengthening energy resilience at the local level. In addition, the adoption of FPV o􀆯ers significant benefits for water resource management, since partial coverage of the water surface can reduce evaporation, which is particularly relevant in the context of structural water scarcity. It is concluded that the implementation of floating photovoltaic systems in Cape Verde is technically feasible, environmentally advantageous, and strategically consistent with national energy policies, namely the Electricity Sector Development Plan and the Strategic Plan for Renewable Energy Development. It is recommended that pilot projects be implemented, detailed environmental studies be carried out, and a specific regulatory framework for this technology be defined, to promote its integration into the national electricity mix and contribute to a more sustainable and resilient development model.