Energia solar sobre as águas: Como sistemas híbridos podem transformar canais em fontes renováveis

A transição energética tem nos ensinado uma ideia poderosa: muitas vezes, a energia limpa não está em lugares distantes ou inacessíveis, mas em espaços que já fazem parte da paisagem. Um telhado pode virar uma pequena usina solar. Uma área rural pode produzir alimentos e eletricidade ao mesmo tempo. Um reservatório pode receber painéis flutuantes. E, agora, até canais influenciados pelas marés começam a ser estudados como ambientes capazes de gerar energia renovável de forma híbrida, combinando o movimento da água com a luz do sol.

É justamente essa possibilidade que aparece em um estudo publicado na revista científica Energy Conversion and Management, com o título Design and techno-economic assessment of a hybrid diffuser-augmented hydrokinetic–PV array in an estuarine channel (em Português, em tradução livre: Projeto e avaliação técnico-econômica de um conjunto híbrido de turbinas hidrocinéticas com difusor e painéis fotovoltaicos em um canal estuarino. Parece complexo à primeira vista, mas a ideia central é bastante interessante: avaliar se plataformas flutuantes instaladas em canais de maré poderiam gerar eletricidade de duas formas ao mesmo tempo, usando turbinas acionadas pela corrente da água e módulos solares instalados na superfície. A pesquisa foi desenvolvida por pesquisadores de instituições brasileiras como a Universidade Federal do Maranhão, a Universidade Federal de Itajubá, o Instituto Federal do Maranhão e a Universidade Estadual de Campinas.

A área escolhida para a simulação foi o Canal do Boqueirão, no Maranhão, uma região estuarina, ou seja, um ambiente de encontro entre águas continentais e marinhas, onde o vai e vem das marés influencia fortemente o deslocamento da água. Nesse tipo de canal, a corrente pode funcionar como um recurso energético natural. Quando a água se move com velocidade suficiente, ela pode acionar turbinas hidrocinéticas, equipamentos que geram eletricidade a partir do fluxo da água sem depender de grandes barragens. A proposta do estudo foi além: se essas turbinas precisam de plataformas flutuantes para operar, por que não aproveitar a parte superior dessas estruturas para instalar painéis solares e gerar energia fotovoltaica no mesmo espaço?

Quando a maré encontra o sol

A energia solar já é uma tecnologia conhecida e cada vez mais presente no cotidiano de residências, empresas e propriedades rurais. Os módulos fotovoltaicos captam a luz do sol e a transformam em energia elétrica por meio do efeito fotovoltaico, que é a capacidade de certos materiais semicondutores de gerar corrente elétrica quando recebem radiação solar. A energia das marés, por outro lado, segue uma lógica diferente: ela aproveita o movimento da água provocado principalmente pela atração gravitacional da Lua e do Sol. Em canais estreitos, esse movimento pode formar correntes intensas, capazes de movimentar turbinas posicionadas abaixo da superfície.

No caso analisado, o Canal do Boqueirão apresentou características bastante favoráveis à geração hidrocinética. O regime de marés é semidiurno, com período de aproximadamente 12,4 horas, amplitudes superiores a 6 metros e velocidades de corrente frequentemente acima de 2,5 m/s. Esses números ajudam a entender por que o local foi considerado promissor: não se trata apenas de água em movimento, mas de um fluxo regular e intenso, com energia suficiente para ser estudado como fonte renovável.

O estudo identificou densidade de potência máxima de 7,63 kW/m² e densidade energética anual de 17,96 MWh/m² no local avaliado. Em termos práticos, esses indicadores revelam quanto potencial energético existe no movimento da água em determinada área. Além disso, cerca de 82,5% das velocidades anuais da corrente ficaram dentro da faixa operacional da turbina considerada na simulação, entre 0,5 m/s e 2,0 m/s. A turbina usada como referência foi a Yarama, um modelo hidrocinético de eixo horizontal, com seis pás e difusor integrado, potência hidráulica nominal de 5 kW, potência elétrica efetiva de 4 kW, velocidade de partida de 0,5 m/s e velocidade de parada de 2,4 m/s.

A parte fotovoltaica também foi relevante. A região estudada recebe irradiação solar de cerca de 5 a 5,5 kWh/m² por dia, o equivalente a aproximadamente 1.900 kWh/m² por ano. Cada unidade híbrida proposta teria uma plataforma flutuante do tipo catamarã, com 4,5 metros de comprimento e 2 metros de largura, sustentando quatro módulos solares com capacidade combinada de 2,48 kW e eficiência de 23%. Assim, a mesma estrutura passaria a operar em duas frentes: abaixo da linha d’água, aproveitando a força da corrente; acima dela, captando a luz solar.

Por que combinar tecnologias pode ser tão inteligente?

Uma das grandes questões da energia renovável é a variabilidade. A energia solar é abundante, limpa e cada vez mais acessível, mas sua geração depende da presença de luz, sendo maior durante o dia e menor em períodos nublados ou praticamente nula à noite. Já o movimento das marés segue outro ritmo, relacionado aos ciclos naturais de subida e descida da água. Quando duas fontes com comportamentos diferentes são combinadas em um mesmo projeto, o resultado pode ser um sistema mais equilibrado, capaz de aproveitar melhor os recursos disponíveis ao longo do tempo.

Essa combinação também ajuda a resolver um desafio comum em projetos com turbinas instaladas em sequência: o chamado efeito de esteira. O fenômeno acontece quando uma turbina retira parte da energia da água em movimento e deixa atrás de si um fluxo mais turbulento e menos intenso. Se outra turbina estiver posicionada logo depois, ela pode receber uma corrente já enfraquecida e gerar menos energia. Por isso, o espaçamento entre as turbinas é decisivo para o desempenho de uma fazenda hidrocinética.

Nas simulações, o espaçamento lateral de 3D, em que D representa o diâmetro da turbina, praticamente não provocou perda de desempenho. Já o espaçamento longitudinal teve grande impacto. A 40D, o coeficiente de potência da turbina rio abaixo caiu de 0,88 para 0,64; a 50D, subiu para 0,76; e a 60D, chegou a 0,80. Em outras palavras, quanto maior a distância entre as turbinas na direção do fluxo, mais tempo a corrente tem para se reorganizar antes de atingir a próxima unidade.

O desafio é que aumentar demais o espaçamento melhora o desempenho individual das turbinas, mas reduz o número de unidades que cabem na área disponível. Aproximar as turbinas permite instalar mais equipamentos, porém amplia as perdas causadas pela esteira. A energia solar entra nesse raciocínio como uma camada complementar de geração. Ao instalar módulos fotovoltaicos sobre as plataformas flutuantes, o sistema passa a produzir eletricidade também pela superfície, compensando parte das perdas hidrocinéticas e aumentando a energia total entregue pela área.

Os resultados das simulações mostram o potencial dessa estratégia. Em uma área piloto de 0,5 km por 3 km no Canal do Boqueirão, foram avaliadas fazendas flutuantes com diferentes quantidades de colunas e espaçamentos. Com espaçamento de 40D, uma configuração com três colunas geraria 5,186 GWh por ano, com custo nivelado de energia de US$ 0,36/kWh; quatro colunas chegariam a 6,401 GWh/ano, com US$ 0,37/kWh; e cinco colunas alcançariam 7,468 GWh/ano, com US$ 0,38/kWh. Com espaçamento de 50D, seis colunas gerariam 10,043 GWh/ano a US$ 0,33/kWh, oito colunas chegariam a 12,466 GWh/ano também a US$ 0,33/kWh, e onze colunas atingiriam 15,605 GWh/ano a US$ 0,35/kWh. Já no espaçamento de 60D, nove colunas produziriam 15,002 GWh/ano a US$ 0,30/kWh, doze colunas gerariam 18,680 GWh/ano a US$ 0,31/kWh, e o layout máximo, com dezessete colunas, alcançaria 23,956 GWh/ano a US$ 0,32/kWh.

O que essa inovação ensina sobre o futuro da energia?

O estudo mostra que a transição energética não depende apenas de uma única tecnologia, mas da capacidade de combinar soluções de forma inteligente. Em alguns lugares, a melhor resposta pode estar nos telhados solares. Em outros, em usinas no solo, sistemas agrovoltaicos, painéis flutuantes em reservatórios ou geração distribuída conectada à rede. Em regiões com canais de maré, boa irradiação solar e condições adequadas de instalação, soluções híbridas podem abrir novas possibilidades para ampliar a participação das fontes renováveis.

O mais interessante é perceber que a ideia central não é substituir uma fonte por outra, mas fazer com que elas trabalhem juntas. A plataforma flutuante deixa de ser apenas um suporte físico para a turbina e passa a ser também uma área de captação solar. A corrente da maré deixa de ser apenas um movimento natural e passa a ser aproveitada como força elétrica. O canal, por sua vez, deixa de ser visto apenas como passagem de água e passa a ser estudado como infraestrutura energética potencial, desde que respeitados os critérios técnicos, ambientais e econômicos.

Naturalmente, uma solução como essa exige planejamento cuidadoso. Equipamentos instalados em ambiente aquático precisam lidar com corrosão, ancoragem, acesso para manutenção, segurança elétrica, variações de maré, interferências ambientais e integração com sistemas de transmissão ou consumo local. Ainda assim, a pesquisa revela um caminho promissor: usar melhor áreas já existentes, reduzindo a pressão por novos espaços e aproveitando recursos naturais complementares.

Para o Brasil, essa discussão é especialmente relevante. O país reúne alta disponibilidade solar, extensa faixa costeira, rios, reservatórios, canais e diferentes realidades regionais de consumo. Isso não significa que todo canal deva receber uma instalação híbrida, mas indica que há um enorme campo de estudo e inovação para tornar a matriz energética cada vez mais limpa, diversificada e resiliente. A energia solar, nesse contexto, aparece mais uma vez como uma tecnologia versátil, capaz de se integrar a diferentes soluções e ampliar a eficiência de projetos renováveis.

No fim das contas, sistemas híbridos como o analisado no Canal do Boqueirão reforçam uma mensagem essencial: o futuro da energia será construído com conhecimento, adaptação ao território e escolhas bem dimensionadas. Seja em grandes pesquisas acadêmicas, em projetos empresariais ou na instalação de um sistema fotovoltaico em uma residência ou comércio, a lógica é a mesma: entender o recurso disponível, projetar com responsabilidade e buscar o melhor equilíbrio entre economia, sustentabilidade e segurança. É com essa visão que a Inovacare SOLAR atua, levando soluções solares on-grid para residências e empresas e contribuindo para que mais pessoas compreendam o papel da energia solar em um futuro mais limpo, eficiente e sustentável.

Referências:

COSME, Diego Leonardo Santos; ROCHA, Anna Dulce Espindola Fonseca; SAAVEDRA, Osvaldo R.; LIMA, Shigeaki; OLIVEIRA, Denisson Q.; CAMACHO, Ramiro G. R. Design and techno-economic assessment of a hybrid diffuser-augmented hydrokinetic-PV array in an estuarine channel. Energy Conversion and Management, 2026. DOI: 10.1016/j.enconman.2026.121534. Disponível em: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0196890426005030. Acesso em: 13 maio 2026.

KAHANA, Lior. Sistema híbrido de energia das marés e fotovoltaica para implantação de renováveis em canais. pv magazine Brasil, 13 maio 2026. Disponível em: https://www.pv-magazine-brasil.com/2026/05/13/sistema-hibrido-de-energia-das-mares-e-fotovoltaica-para-implantacao-de-renovaveis-em-canais/. Acesso em: 13 maio 2026.

IMAGEM: Universidade Federal do Maranhão