Novas células solares esféricas garantem uma potência extra de 15%

As células solares de silício colocadas em esferas aproveitam a luz dispersa para tornar a captura de energia solar mais flexível mesmo em pequenos dispositivos.

Painéis solares planos ainda enfrentam grandes limitações quando se trata de aproveitar ao máximo a luz solar disponível todos os dias.

Um novo projeto de células solares esféricas visa aumentar o potencial de captação de energia solar de quase todos os ângulos sem a necessidade de peças móveis caras para rastrear o movimento aparente do sol através do céu.

O protótipo de célula solar esférica projetada por pesquisadores sauditas é uma pequena esfera azul que uma pessoa pode facilmente segurar em uma mão como uma bola de ping pong.

Experimentos internos com uma lâmpada simulador solar já mostraram que ela pode alcançar entre 15 e 100% mais energia em comparação com uma célula solar plana com a mesma área total da superfície, dependendo dos materiais de fundo que refletem a luz solar em  células solares.

O grupo de pesquisa espera que seu design inspirado na natureza possa funcionar igualmente bem em futuros testes de campo em diferentes partes do mundo.

A arquitetura esférica aumenta o “campo de visão angular” da célula solar, o que significa que pode coletar a luz solar de mais direções.

Nazek El-Atab, pesquisador de pós-doutorado em engenharia de microsistemas na Universidade De Ciência e Tecnologia King Abdullah (KAUST).

Para criar o design de células solares esféricas, El-Atab e seus colegas confiaram em seu trabalho anterior, que demonstrou como criar desenhos de células solares mais finas e flexíveis com base em uma técnica de ranhura ondulada.

Testes com o simulador solar mostraram que a célula solar esférica forneceu 24% mais energia de saída do que uma célula solar plana tradicional quando imediatamente exposta à luz solar.

Essa vantagem de energia saltou para 39% depois que ambos os tipos de células solares começaram a aquecer e sofreram alguma perda de eficiência energética, indicando que a forma esférica pode ter algumas vantagens na dissipação de calor.

A célula solar esférica também forneceu 60% mais energia do que sua contraparte plana quando ambos podiam coletar apenas luz solar dispersa sob um teto simulado em vez de receber luz solar direta.

A equipe saudita fabricou a célula solar esférica usando células solares de silício monocristalino que atualmente representam quase 90% da produção mundial de energia solar do mundo.

O que me surpreende é que os autores demonstraram em uma série de artigos a ultraflexibilidade que pode ser alcançada com células solares rígidas de silício usando a técnica de corrugação. Estou mais animado com a habilidade de fazer células esféricas.

Zhe Liu, pesquisador de pós-doutorado em engenharia solar no MIT

Ainda assim, as células solares esféricas não podem substituir a tecnologia tradicional de células solares em usinas solares em escala de utilidade, de acordo com Liu.

A aplicação do design esférico pode parecer muito limitada, mas a capacidade de fabricar células solares comerciais de silício de qualquer forma permitiria uma adaptação extensiva da energia fotovoltaica em dispositivos autônomos, como sensores de IoT (Internet das Coisas) e veículos autônomos.

Se pudermos alimentar totalmente esses dispositivos autônomos com painéis fotovoltaicos em forma, isso pode ser um divisor de águas.

Zhe Liu.

Hussain e seus colegas planejam construir e testar grandes conjuntos de células solares esféricas. E eles já estão trabalhando em novas formas que se assemelham a tendas ou guarda-chuvas para ver se eles oferecem alguma vantagem.

Vamos criar conjuntos de células esféricas para áreas de 100 a 1.000 pés quadrados, e comparar a funcionalidade custo-benefício com a das células tradicionais.

Em seguida, vamos implantá-lo em diferentes locais geográficos ao longo do ano para entender seu desempenho e confiabilidade.

Nazek El-Atab

Mais informações: spectrum.ieee.org