Em busca da Ecotopia...

Células solares que se esticam e torcem

Publicado por focs em 10/09/2015 às 09h51

Um novo conceito inovador para os painéis solares começou com duas ferramentas: papel e tesoura.

Inspirado pela arte japonesa de kirigami, pesquisadores da Universidade de Michigan criaram uma célula tramada que pode esticar como uma sanfona, o que lhe permite inclinar junto a trajetória do sol e capturar mais energia. A ideia foi detalhada em um artigo publicado terça-feira na revista Nature Communications.

O estudo aborda um problema básico com painéis solares: o sol se move; painéis, normalmente, não. Isso significa que a energia captada oscila de acordo com a posição do sol, a não ser que os painéis sejam montados em bases mecanizados que movem-se de acordo com a posição do sol ao longo do dia. Os sistemas de rastreamento podem ser caros, e "não há nenhuma maneira de fazê-los em telhados", observa Max Shtein, um dos autores e engenheiro da Universidade de Michigan, que se uniu com o artista Matt Shlian para conceber o design.

As células kirigami são feitas a partir de tiras de película fina flexível de arsenieto de gálio, cortadas em um padrão simples, bidimensional. Quando as células são esticadas, ela se torce e assumem uma forma tridimensional, possibilitando acompanhar o sol em um raio de cerca de 120 graus. 

O filme cortado pode coletar 30 por cento mais energia do que as células solares convencionais. No entanto, de acordo com Shtein, os painéis teriam de ser cerca de duas vezes maior. "Você está esticando a célula solar e, portanto, precisa ter espaço para isso", diz ele.

"Nós tentamos um monte de padrões diferentes, e chegamos a conclusão que este padrão mais simples foi realmente um dos melhores", diz Shtein. "Ele tem essa propriedade peculiar de se torcer, prevenindo áreas de sombra."

Na superfície, os painéis kirigami seriam idênticos aos convencionais: a célula que se torce ficaria entre as duas superfícies externas.

Keith Emery, um cientista que avalia projetos de painéis solares e eficiência para o Laboratório Nacional de Energia Renovável, chama o conceito de "exótico", "inteligente", e "um dos mais estranhos que eu já vi."

Emery observa que o protótipo só demonstra a prova de conceito. "Há um monte de pontas soltas e um monte de questõs não respondidas" quanto a capacidade das células kirigami funcionarem fora do laboratório, diz ele. Quanto tempo o material pode suportar ser esticado, repetitivamente, dia após dia? Ele pode lidar com temperaturas extremas? E quanto ao equipamento e energia necessários para movimentar as células?

Shtein diz que é a energia necessária para esticar os painéis é muito pequena, de modo que os motores não tem que ser grande, mas ele reconhece que há muito mais trabalho a ser feito antes que o projeto de células kirigami estejam prontas para o mundo real. A célula testada no laboratório tem metade do tamanho de uma nota de dólar, diz ele, de modo que o próximo passo seria testar o conceito em escalas maiores.

A idéia tem o potencial de fazer placas solares residenciais muito mais eficientes, mas no curto prazo, Shtein diz que seria mais viável para aplicações aeroespaciais menores. Por exemplo, o acompanhamento de sol seria importante para alimentar um objeto em movimento (digamos, um satélite).

 

Fonte: National Geographic / Nature

 

Categoria: Energia, Materiais, Tecnologia e Inovação
Tags: energia solar, inovação

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