Capturar energia do Sol e do universo frio juntos mais eficiente

Energia

Redação do Site Inovação Tecnológica – 28/03/2024

Resfriamento radiativo

Quando ainda estudava na Universidade de Stanford, nos EUA, Linxiao Zhu fez parte da equipe responsvel pela primeira demonstrao da tecnologia de resfriamento passivo, que irradia calor para o espao, h quase 10 anos.

Desde ento, o pesquisador – e vrias outras equipes ao redor do mundo – vem trabalhando no conceito, que recentemente culminou em uma clula solar que gera eletricidade e ainda manda o calor do Sol para o espao ao mesmo tempo, o que aumenta muito sua eficincia. Agora na Universidade Estadual da Pensilvnia, ele fez mais uma demonstrao desses painis duplos, que tiram proveito da energia do Sol e do frio do espao simultaneamente, mostrando que o conceito supera significativamente as clulas solares operando sozinhas.

O resfriamento radiativo passivo, ou refrigerao passiva, funciona enviando luz infravermelha – essencialmente calor – diretamente para o espao sideral instantaneamente, sem aquecer o ar circundante, uma vez que a atmosfera terrestre transparente para os comprimentos de onda usados para isso.

“No resfriamento radiativo, a luz infravermelha irradia de um pedao de vidro transparente com baixo teor de ferro,” explicou Zhu. “A luz reflete no vidro, passa pela atmosfera sem aquecer o ar circundante e vai at o espao sideral, que chamamos de universo frio.”

Este processo, por sua vez, resfria a superfcie do vidro, e essa capacidade de resfriamento pode ento ser direcionada para um objeto, como dentro de um prdio, de uma geladeira ou para um painel solar. A grande vantagem que tudo funciona em um esquema 24/7, dia e noite, fornecendo refrigerao no apenas sem gastar eletricidade, mas fornecendo eletricidade.

Esquema do conceito e do coletor dual de energia, gerando eletricidade e refrigerao.
[Imagem: Pramit Ghosh et al. – 10.1016/j.xcrp.2024.101876]

Energia solar + universo frio

Nesta nova demonstrao, os pesquisadores posicionaram um painel solar embaixo do refrigerador radiativo, de modo que o calor seja refletido e, durante o dia, a luz solar passe pelo refrigerador radiativo, que transparente para a luz visvel, e seja absorvida pelo painel solar para gerar eletricidade.

O sistema foi testado durante o vero no telhado do laboratrio, e os resultados mostraram que o benefcio combinado da gerao de eletricidade e do arrefecimento do sistema de colheita dupla pode superar a economia de eletricidade de uma clula solar sozinha em at 30%. O refrigerador radiativo ficou em mdia 5,1 C abaixo da temperatura do ar ambiente, resfriando as clulas solares e, com isto, elevando sua eficincia. E, noite, o resfriamento pode continuar sendo aproveitado.

Em outras palavras, colher os recursos do calor do Sol e do universo frio em conjunto excede o desempenho de usar qualquer uma das tecnologias individualmente. E com uma vantagem adicional: Como as duas unidades colhedoras de energia esto empilhadas, elas ocupam um espao mnimo no telhado ou no solo.

“Com base nesses resultados experimentais, o uso conjunto das duas colheitadeiras tem o potencial de superar significativamente o desempenho de uma clula solar simples, que uma tecnologia chave de energia renovvel,” disse Zhu.

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