---

TECNOLOGIAS SOLARES EMERGENTES: MOLDANDO O FUTURO DA ENERGIA LIMPA

A indústria de energia solar está em constante evolução, impulsionada por pesquisas e inovações que buscam tornar a energia limpa ainda mais acessível, eficiente e versátil. À medida que avançamos em direção a um futuro mais sustentável, uma série de tecnologias solares emergentes estão moldando a paisagem energética. Vamos explorar algumas dessas tecnologias revolucionárias que prometem transformar a maneira como geramos e utilizamos energia solar.

1.Perovskita: novo tipo de tecnologia solar abre caminho para células abundantes, baratas e imprimíveis:

As células solares de silício são uma tecnologia comum para a geração de eletricidade a partir do sol. Mas elas consomem muita energia para serem produzidas, são rígidas e podem ser frágeis.

No entanto, uma nova classe de célula solar está surgindo e superando o desempenho das células de silício. Este novo padrão de células permite que as mesmas possam ser impressas usando tintas especiais e permitem que possam ser enroladas por serem flexíveis e se acomodam em superfícies irregulares.

Está em desenvolvimento a primeira célula solar dobrável e totalmente imprimível do mundo feita de perovskita, um material que é muito mais barato de produzir do que o silício. Por ter uma eficiência bem superior, isso aponta para a possibilidade de se fabricar células solares mais baratas em uma escala muito maior como nunca aconteceu até hoje.

A perovskita é uma estrutura cristalina feita com componentes inorgânicos e orgânicos, batizada em homenagem a Lev Perovski , um especialista em minerais russos dos séculos XVII e XVIII.

As células solares de perovskita apareceram pela primeira vez em laboratórios de pesquisa em 2012 e chamaram a atenção dos pesquisadores devido a dois fatores: sua capacidade de converter luz solar em eletricidade e o potencial de criá-las a partir de uma combinação de tintas.

Em laboratórios de pesquisa, usando métodos de produção altamente controlados em ambientes onde o oxigênio e a água são completamente removidos, as células solares de perovskita agora podem igualar e na verdade superar a geração de eletricidade das células solares de silício. Esta é uma conquista notável.

Mas células solares de perovskita baratas que eliminam o silício ainda precisam ser fabricadas em escala comercial. E se esses materiais pudessem ser produzidos usando os mesmos tipos de processos que usamos para imprimir embalagens comuns? É exatamente assim que estas células são feitas: um rolo de filme plástico pode ser carregado em uma impressora, e células solares de perovskita em funcionamento surgem na outra extremidade. No entanto, o processo não é tão simples como parece.

Os cientistas descobriram que, para atingir eficiências recordes, as camadas de semicondutores e perovskita nesta nova forma de célula solar devem ser extremamente finas – entre 50 e 500 nanômetros (cerca de 500 vezes menores que um fio de cabelo humano).

Além disso, as tintas usadas para imprimi-los exigiam solventes altamente tóxicos. Mas, depois de muitos anos de esforço, finalmente formularam tintas sem solventes tóxicos que são compatíveis com o processo de revestimento slot-die – uma técnica industrial estabelecida originalmente usada para a produção de filmes fotográficos.

Como essa célula solar funciona

A camada de perovskita impressa gera elétrons livres a partir da energia fornecida pela luz que a atinge. O semicondutor evita que a perovskita reabsorva esses elétrons com uma boa eficiência de conversão de energia (a relação entre a entrada de energia óptica e a saída de energia elétrica).

Mas havia um problema: como extrair a carga elétrica. No passado, isso era conseguido aquecendo o ouro no vácuo até que evaporasse e capturando o vapor na célula solar de perovskita para formar eletrodos.

Foi então adotada uma abordagem diferente , criando uma tinta de carbono compatível tanto com o material perovskita quanto com o processo de revestimento slot-die. O resultado são grandes volumes de células solares flexíveis e roláveis ​​que saem da impressora prontas para gerar energia.

Ainda há a necessidade de mais pesquisas

As células solares de perovskita demonstraram alto desempenho em laboratórios de pesquisa e agora provaram ser capazes de dar um salto para a fabricação em alta escala. Mas o trabalho ainda não está totalmente concluído. Muito ainda está para ser feito para que estas células estejam disponíveis comercialmente.

2. Energia Solar Orgânica: Pesquisas estão explorando materiais orgânicos para a geração de energia solar. Esses materiais podem ser impressos em rolos ou folhas, permitindo a produção em larga escala a baixo custo. Embora ainda esteja em fase de desenvolvimento, a energia solar orgânica tem o potencial de revolucionar a produção de energia renovável.

3.Fazendas solares flutuantes: Os painéis de silício estão se tornando cada dia mais baratos e eficientes. Segundo especialistas, se os painéis fotovoltaicos forem colocados em reservatórios e outros corpos d’água, eles oferecem uma eficiência ainda maior, além de uma infinidade de outros benefícios.

“Floatovoltaicos” são sistemas de energia solar fotovoltaica criados para flutuar em reservatórios, barragens e outros corpos d’água.

As fazendas solares flutuantes podem gerar grandes quantidades de eletricidade sem usar terras ou imóveis valiosos. Os custos de instalação de painéis fotovoltaicos flutuantes são menores do que os painéis fotovoltaicos terrestres. Além disso, a pesquisa mostrou que a produção de energia de painéis solares flutuantes é maior em até 10% devido ao efeito de resfriamento da água.

Além de produzir energia solar limpa, as fazendas solares flutuantes podem ajudar no gerenciamento da água. Eles reduzem a perda de água por evaporação, pois limitam a circulação do ar e bloqueiam a luz solar da superfície da água.

Fazendas solares flutuantes evitam a produção de algas nocivas, reduzindo os custos de tratamento de água. Além disso, a água abaixo mantém os painéis solares limpos e minimiza o desperdício de energia.

Em 2008, o primeiro sistema comercial de painel flutuante de 175 kWh foi instalado na Califórnia , na vinícola Far Niente, em Napa Valley.

4.Tecnologia solar BIPV: A energia fotovoltaica integrada ao edifício , como o nome sugere, combina perfeitamente com a arquitetura do edifício na forma de telhados, marquises, paredes cortina, fachadas e sistemas de clarabóias. Ao contrário dos painéis solares fotovoltaicos tradicionais, o BIPV pode ser esteticamente atraente, em vez de comprometer o design de um edifício.

Obviamente, a estética por si só não é suficiente para os compradores solares; a economia também importa. A boa notícia é que os sistemas de painéis solares BIPV permitem que os proprietários economizem em materiais de construção e custos de energia elétrica. Ao substituir o BIPV por materiais de construção padrão, você pode reduzir o custo adicional dos sistemas de montagem de painéis solares.

A tecnologia BIPV, quando utilizada nas fachadas, átrio, piso do terraço e marquises do edifício, oferece os seguintes benefícios:

• Maior eficiência energética
• Elevado isolamento térmico e acústico
• Saída de energia limpa e livre do sol
• Redução dos custos de O&M
• pegada de carbono zero

Os vidros fotovoltaicos instalados como materiais de construção atuam como um dispositivo gerador de energia, permitindo a entrada de luz natural no interior de residências e escritórios, assim como os vidros arquitetônicos convencionais.

5.Barreiras de ruído solares fotovoltaicas (PVNB): O ruído do tráfego rodoviário nos EUA sempre foi uma preocupação para todos. Para superar esse problema, 48 estados construíram quase 3.000 milhas de  barreiras de ruído de tráfego . As barreiras acústicas sempre foram construídas com o único objetivo de projetar barreiras econômicas que desempenhem funções de redução de ruído com eficiência. No entanto, o objetivo do Departamento de Energia dos EUA agora evoluiu para mesclar a redução de ruído com a geração de energia sustentável.

Dado o uso generalizado de barreiras acústicas nos EUA, o potencial de produção de energia solar a partir delas provavelmente é de cerca de 400 gigawatts-hora (GWh) anualmente. Isso é aproximadamente igual ao uso anual de eletricidade de 37.000 residências .

O futuro da energia solar será certamente brilhante

A energia solar era gerada anteriormente apenas por meio de painéis montados no solo ou no telhado. Mas, graças a todos os avanços mencionados acima, a energia solar está prestes a se tornar mais leve, mais flexível e aplicável em qualquer lugar.

Imagine que toda essa tecnologia está disponível e você visita outra cidade. Você pode comprar comida em um carrinho de comida movido a energia solar, comê-lo enquanto viaja em uma rodovia movida a energia solar e carregar seu telefone com suas roupas movidas a energia solar. É assim que o futuro próximo se parece!

E, na verdade, existem muitas outras tecnologias solares residenciais inovadoras em desenvolvimento. Talvez a nova tecnologia mais promissora sejam as células solares de perovskita, que em breve poderão ser usadas para criar tinta solar .

À medida que essas tecnologias emergentes avançam e se tornam mais acessíveis, a energia solar continuará a desempenhar um papel crucial na transição para um futuro mais limpo e sustentável. A constante busca por inovação está pavimentando o caminho para sistemas de energia mais eficientes, confiáveis e adaptáveis, colocando-nos no rumo certo para um mundo movido por fontes de energia renovável.