Painéis solares esféricos são mais eficientes?

Investigação com painéis solares esféricos de silício melhoram o aproveitamento da luz solar disponível e segundo os testes realizados, são 100% mais eficientes.

Os painéis solares tradicionais têm limitações no aproveitamento da luz solar disponível e com este novo design de painéis solares esféricos está provado que se aumenta o potencial de captação de energia solar a partir de todos os ângulos sem ser necessário as dispendiosas peças mecanizadas para seguir o movimento do sol ao longo do dia.

Este protótipo revolucionário provém de investigadores sauditas, sendo constituído por pequenas esferas que se podem segurar facilmente na mão. Em testes realizados até ao momento, em ambiente interior, com uma lâmpada a simular a luz solar demonstraram um aumento de potência entre 15% a 100%, quando comparado com a potência do painel solar tradicional com a mesma área de superfície.

Os investigadores acreditam que este novo design também funcione bem em testes no terreno, em diferentes locais do mundo.

Nazek El-Atab, investigador da Universidade Rey Abdullah da Ciência e Tecnologia (KAUST) diz que a ideia proveio do olho de uma mosca, em que o posicionamento e forma dos olhos lhes permite ver em 270 graus. Assim a arquitetura esférica destes painéis solares também vai aumentar o campo de incidência do sol, recolhendo mais luz solar proveniente de várias direções.

O design final do painel solar esférico também teve como base um trabalho anterior, que demonstrou como criar células solares mais finas e flexíveis, recorrendo a uma técnica de ranhuras conjugadas.

Vantagens dos painéis solares esféricos

Os testes realizados em ambiente interior, simulando a luz solar, mostraram que os painéis solares esféricos obtiveram mais 24% de energia do que um painel solar convencional exposto imediatamente à luz solar. Valor que subiu para os 39% depois dos dois tipos de células terem aquecido e sofrido uma pequena perda de eficiência energética, o que dá ideia que a forma esférica tem vantagens na dissipação do calor.

Outra vantagem deste novo painel solar foi ter conseguido mais 60% de energia quando comparado com o convencional ao recolher a luz solar dispersa aquando da simulação a receber luz direta.

Testes adicionais com diferentes materiais refletores – copo alumínio, papel de alumínio, papel branco e areia –  demonstraram que com o copo de alumínio hexagonal o painel solar esférico gerou o dobro da energia do painel solar convencional.

Constituição dos painéis solares esféricos

O painel solar esférico foi criado com recurso a células de silício monocristalino que representam praticamente 90% da produção mundial de energia solar. A equipa de investigadores saudita optou por este material com o intuito de maximizar o potencial de captação de luz dos painéis solares, bem como o facto de a produção de energia ser mais fácil, visto que o design se mostra mais rentável, com uma maior eficiência.

Mas os investigadores ficam surpreendidos com a flexibilidade que se consegue com estas células de silício rígido, quando trabalhadas com a técnica de ranhuras conjugadas. Flexibilidade que permite fazer um pouco de tudo com estas células de silício.

Em projetos anteriores criaram painéis solares esféricos mais pequenos, numa microescala, com recurso a nano fios ou pontos quânticos. Esses captavam melhor a luz solar direta e a dispersa, mas na verdade os painéis solares esféricos maiores têm uma maior eficiência e cobertura quando comparados com os conjuntos de microesferas a recolher a luz solar refletida nas superfícies.

Os investigadores ao desenvolverem painéis solares maiores, tiveram que criar ranhuras alternativas, correspondentes a cerca de 15% da área de um painel solar convencional, criando um padrão que se assemelhasse a uma faixa elíptica ligadas no meio.

Com recurso a um laser de CO2 criaram o padrão adequado numa máscara polimérica, cobrindo todo o painel solar e com uma ferramenta de gravação de iões reativos criaram sulcos nas áreas expostas do painel solar de silício.

O painel solar esférico apenas foi conseguido devido às excelentes propriedades de flexibilidade e curvatura nas zonas de sulcos. E não esquecer que há desperdício de material nos painéis solares nas zonas onde foram gravadas as ranhuras, o que levou a uma perda de geração de energia.

Perda essa que é compensada com o custo a longo prazo, pois favorece os painéis solares esféricos em detrimento dos painéis solares convencionais, isto em certas zonas do mundo. Pois o design do painel solar é menos propenso a acumular sujidade e pode também dissipar o excesso de calor responsável pela diminuição da eficiência do painel solar.

E mais… os painéis solares esféricos não precisam de peças móveis adicionais e dispendiosas, para seguir o movimento de rotação do sol ao longo do dia.

Os painéis solares esféricos podem substituir a tecnologia tradicional nas quintas de energia solar?

Não… os painéis solares esféricos não podem ser usados para substituir os painéis solares convencionais nas quintas de energia solar. Liu, do MIT, diz que com este design os painéis solares esféricos terão que encontrar outra aplicação no mercado.

E nesse sentido estão a ser feitos esforços no desenvolvimento desta tecnologia, como cobrir uma bola de golfe para alimentar um localizador colocado no seu interior. Há muitos projetos e ideias para aplicar estes painéis solares esféricos, pois sendo ultra flexíveis, podem ser colocados em praticamente todos os locais, como fachadas de edifícios, carros ou mesmo dispositivos móveis.

Novos testes para os painéis solares esféricos

Liu diz que gostaria num futuro próximo de ver como funciona o painel solar esférico quando exposto a vários ambientes de iluminação, tanto de interior, como de exterior, bem como a diferentes horas do dia.

Fonte: Portal Energia