Novas pesquisas sugerem que seria possível projetar painéis que podem funcionar 24 horas por dia.
Matéria do Science Alert.
Apesar dos benefícios que a atual tecnologia de painéis solares tem obtido em nossa busca por energia renovável, esses painéis não podem gerar eletricidade à noite.
Sob condições ideais, à noite essas células fotovoltaicas especialmente projetadas podem gerar um quarto da energia que produzem durante o dia, de acordo com o novo estudo.
Para conseguir isso, precisaríamos incorporar células termorradiativas – dispositivos que geram energia graças ao resfriamento radiativo , onde a radiação infravermelha ou de calor sai da célula e produz uma pequena quantidade de energia no processo.
As células termorradiativas já estão sendo testadas em campos como manufatura, onde são usadas para converter o calor residual, como as altas temperaturas geradas por um motor.
No caso de um painel solar noturno, apontar uma célula para o céu frio da noite é uma maneira de aproveitar esse processo.
“Estávamos pensando, e se pegássemos um desses dispositivos e o colocássemos em uma área quente e apontássemos para o céu”, diz o engenheiro elétrico e de computação Jeremy Munday, da Universidade da Califórnia.
Para alcançar esse efeito com a radiação infravermelha, exigiríamos diferentes tipos de materiais para os painéis solares comuns, que tendem a se concentrar na luz visível (embora os pesquisadores também tenham experimentado células que podem capturar as duas).
(Tristan Deppe / Jeremy Munday)
O próximo passo é descobrir que mistura de materiais e eletrônicos pode produzir um painel eficaz que pode usar o céu noturno e no espaço como dissipador de calor.
“Uma célula solar regular gera energia absorvendo a luz solar, o que faz com que a tensão apareça no dispositivo e a corrente flua”, diz Munday. “Nestes novos dispositivos, a luz é emitida e a corrente e a tensão vão na direção oposta, mas você ainda gera energia”.
“Você precisa usar materiais diferentes, mas a física é a mesma.”
As fazendas solares podem produzir até 50 watts de energia por metro quadrado (cerca de 10 pés quadrados) sob condições ideais, de acordo com os cálculos dos pesquisadores – aumentando a produção de energia em cerca de 12% no total em ambientes abertos e áridos, onde muitas fazendas solares já estão instaladas.
É uma ideia que vários grupos estão estudando. No ano passado, vimos um sistema experimental, criado por pesquisadores da Universidade de Stanford, que também usava o desequilíbrio de calor entre o céu noturno e a Terra para gerar eletricidade a partir da radiação infravermelha.
Embora haja um longo caminho a percorrer para escalar adequadamente essa tecnologia para que ela seja praticamente útil – no momento, Munday e seus colegas só têm protótipos em desenvolvimento – essa é potencialmente uma maneira relativamente barata e barata de manter as células solares operando 24 horas por dia.
“O espaço profundo oferece um dissipador térmico intrigante de baixa temperatura que tem o potencial de ajudar a fornecer energia elétrica noite e dia através do uso inteligente da fotônica, da óptica e da ciência dos materiais”, concluíram os pesquisadores em seu artigo publicado.
A pesquisa foi publicada na ACS Photonics.
