Pesquisadores da Universidade de Houston, nos Estados Unidos, desenvolveram um novo sistema capaz de coletar energia solar sem interrupções (24 horas por dia, sete dias por semana), quebrando os limites teóricos de todos os dispositivos fotovoltaicos disponíveis atualmente.
Segundo os cientistas, essa nova abordagem permite que a captação da luz do Sol supere o chamado limite termodinâmico, ou seja, o valor máximo absoluto teoricamente possível de eficiência que um sistema possui para converter energia solar em eletricidade.
“Essa tecnologia diminuiu os limites existentes entre a quantidade de energia solar que pode ser colhida e a que é realmente aproveitada, uma vez que a geração de eletricidade é restrita apenas ao período diurno, quando o Sol fornece sua capacidade máxima”, explica o professor de engenharia mecânica Bo Zhao, coautor do estudo.
Limite de Landsberg
Nos sistemas termofotovoltaicos tradicionais, conhecidos como STPVs, a parte frontal da camada voltada para o Sol é projetada para absorver todos os fótons presentes no espectro. Desta forma, a energia solar é convertida em energia térmica, elevando a temperatura da camada intermediária.
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O problema é que o limite de eficiência termodinâmica dos STPVs — historicamente conhecido como corpo negro — é de 85,4%, um valor muito inferior ao chamado limite de Landsberg, que determina que a capacidade máxima de eficiência para captação de energia solar pode chegar a 93,3%.
“Nossa abordagem torna possível os STPVs não recíprocos, que utilizam uma camada intermediária capaz de suprimir substancialmente a energia que volta para o Sol, canalizando todo o fluxo de fótons para a célula e atingindo o limite de Landsberg para aumentar a eficiência energética dos painéis fotovoltaicos”, acrescenta Zhao.
Energia solar durante a noite
Segundo os pesquisadores, os novos sistemas termofotovoltaicos podem ser acoplados a uma unidade de armazenamento de energia térmica, tornando possível a geração de eletricidade limpa mesmo durante a noite, ou em períodos em que o céu permanece constantemente encoberto, principalmente no inverno.
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Isso permitiria o desenvolvimento de usinas fotovoltaicas mais eficientes, capazes de coletar energia solar ininterruptamente para abastecer regiões mais afastadas ou para suprir a carência de eletricidade em redes de abastecimento já saturadas pelo aumento constante de consumo.
“Além de ter uma eficiência muito maior, esses sistemas termofotovoltaicos prometem compactação e despachabilidade, ou seja, uma geração de eletricidade que pode ser programada sob demanda com base nas necessidades do mercado, evitando desperdícios de energia limpa”, encerra o professor Bo Zhao.
Por: Gustavo Minari
