Pesquisadores da Universidade de Stanford, nos EUA, desenvolveram uma nova célula de energia solar capaz de gerar eletricidade durante a noite. O dispositivo incorpora um gerador termoelétrico, que pode extrair energia elétrica da pequena diferença de temperatura entre o ar ambiente e o próprio painel fotovoltaico.
Segundo os cientistas, embora existam várias propostas teóricas e demonstrações experimentais de captação desse tipo de energia — obtida por meio do resfriamento radiativo de uma célula fotovoltaica à noite — a densidade de potência alcançada atualmente é muito baixa.
“Nossa abordagem pode fornecer iluminação e energia renovável provenientes de estações noturnas, para aplicações caseiras ou fora da rede de distribuição convencional, em locais onde as instalações de células solares estão ganhando mais popularidade”, explica o professor de engenharia elétrica Sid Assawaworrarit, autor principal do estudo.
Gerador termoelétrico
O dispositivo criado pelos pesquisadores possui um gerador termoelétrico acoplado que coleta eletricidade da diferença de temperatura entre o painel fotovoltaico e o ambiente ao seu redor. Durante os testes realizados em laboratório, os cientistas conseguiram gerar uma potência de 50 mV/m² (milivolts por metro quadrado).
Durante o dia, o gerador termoelétrico também fornece eletricidade adicional além da energia elétrica produzida diretamente pelas células fotovoltaicas. Segundo os pesquisadores, esse sistema pode ser usado como uma fonte de energia renovável contínua, sem as interrupções causadas pelo ciclo de deslocamento solar.
“Em muitas áreas rurais que precisam de sistemas independentes de geração de eletricidade, o fornecimento de energia durante a noite geralmente requer a instalação de baterias para fazer o armazenamento, adicionando complexidade ao dispositivo e encarecendo toda a produção”, acrescenta Assawaworrarit.
Termodinâmica
Para gerar energia a partir do calor é preciso que haja um fluxo constante de uma fonte quente para um dissipador frio. Durante o dia, a célula fotovoltaica funciona como um motor térmico, usando o Sol como fonte de calor e o ar presente no ambiente como dissipador. Esse movimento converte a radiação solar que chega até o painel em energia elétrica renovável.
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Com esse novo sistema de geração, os cientistas demonstraram que o desempenho dos painéis noturnos de energia solar pode ser modelado com base na temperatura do ar, nas propriedades atmosféricas e características do módulo termoelétrico, proporcionando a criação de uma rede de distribuição alternativa, que funcione 24 horas sem interrupções.
“Devido à longa vida útil dos geradores termoelétricos, nossa configuração pode ter um custo de manutenção menor em comparação com dispositivos convencionais de armazenamento. Além de poder ser usado para iluminação noturna, nosso sistema também pode alimentar sensores em locais remotos, reduzindo o tamanho ou eliminando a necessidade de baterias”, encerra o professor Sid Assawaworrarit.
Fonte: https://news.stanford.edu/press-releases/2022/04/06/stanford-energy-n-climate-report/
