Pesquisadores da PolyU revolucionam energia solar com hidrogel resfriador e eficiente

Segundo informações publicadas pela CNN Brasil, a energia solar é um pilar crucial para a transição a um futuro sustentável, mas enfrenta um desafio peculiar: o aumento da temperatura diminui a eficiência das células solares na conversão de luz em eletricidade.

Esse fenômeno, ainda pouco compreendido pelo público geral, ocorre porque os painéis fotovoltaicos, embora necessitem de luz, não toleram calor excessivo. Um dos problemas mais relevantes desse cenário são os “hot spots”, pontos de superaquecimento nos painéis.

Esses hot spots surgem de células que, ao produzirem menos energia que as demais, se transformam em resistores elétricos, consumindo a energia gerada por células vizinhas e dissipando-a como calor. O superaquecimento pode levar a danos severos, incluindo rachaduras, derretimento de partes componentes e até incêndios.

Cientistas da Universidade Politécnica de Hong Kong (PolyU) propuseram uma solução inovadora que promete não apenas mitigar esse problema, mas também aumentar a eficiência dos painéis solares: um hidrogel inspirado na transpiração humana.

Hidrogel Inovador Transforma Painéis Solares

Liderados pelos professores Jerry Yan e Liu Junwei, os pesquisadores desenvolveram um revestimento composto por uma base de hidrogel e um nanocompósito estrutural. O hidrogel é uma rede tridimensional de polímeros que pode reter grandes quantidades de água, enquanto o nanocompósito, com partículas minúsculas, proporciona robustez ao material.

Durante seu funcionamento, o hidrogel absorve a umidade do ar à noite e, ao amanhecer, essa água evapora, resfriando a superfície do painel e reduzindo suas temperaturas. Sua estrutura interna inclui fios de algodão dispostos em microcanais que transportam a água para as áreas mais aquecidas.

Resultados Promissores em Testes

Nos testes realizados pela PolyU, o uso do hidrogel conseguiu reduzir a temperatura dos pontos de superaquecimento em até 16°C, resultando em um aumento na produção de energia de até 13%. O professor Yan destacou que esta tecnologia soluciona os problemas dos hot spots sem necessitar de alterações nos circuitos já existentes.

Além de ajudar a restaurar a eficiência do painel, o revestimento tem potencial para prolongar sua vida útil, minimizando os impactos das variações de temperatura e contribuindo para a autolimpeza dos módulos.

Com a sombra sendo um desafio nas áreas urbanas, onde a eficiência dos painéis solares frequentemente é prejudicada, a pesquisa surge em um momento crítico para a expansão da energia solar nas cidades. Embora o custo da nova tecnologia ainda não tenha sido divulgado, os pesquisadores acreditam que a melhoria na eficiência permitirá um retorno do investimento em um período de aproximadamente 4,5 anos em Hong Kong e cerca de 3 anos em locais com alta irradiância e umidade, como Singapura e possivelmente o Brasil.

O novo material se destaca por sua estabilidade estrutural, resistência ao encolhimento e menor incidência de rachaduras após longo uso. “Esperamos expandir essa tecnologia de resfriamento com hidrogel para promover o desenvolvimento de tecnologias fotovoltaicas em mercado”, conclui Liu.