Um grupo liderado por cientistas da Universidade de Ciência e Tecnologia Rei Abdullah da Arábia Saudita (KAUST) desenvolveu uma nova tecnologia de resfriamento passivo de baixo custo para painéis fotovoltaicos.
Consiste em compostos de sal de sódio de ácido poliacrílico (PAAS) e cloreto de lítio (LiCl) aplicados na parte traseira do módulo solar. “Somos especializados em materiais que permitem o resfriamento passivo”, disse o pesquisador Qiaoqiang Gan. “Esses materiais são finos e podem ser colocados em diferentes sistemas que requerem resfriamento para operar, como estufas e células solares, sem afetar o desempenho.”
Para criar o compósito, os pesquisadores combinaram LiCl e PAAS em uma proporção de 2:1. Após misturar os materiais, eles despejaram a mistura em um molde, onde foi curada por uma hora para formar uma forma plana. De acordo com os acadêmicos, a proporção específica foi selecionada para garantir a resiliência do compósito em condições extremas, como níveis de umidade relativa acima de 90% e temperaturas acima de 30 ° C.
“O compósito explora as propriedades higroscópicas do dessecante, permitindo que ele absorva a umidade durante a noite e facilite o resfriamento evaporativo durante o dia”, explicaram. “Neste composto, as moléculas de PAAS aumentam a capacidade de armazenamento de água por meio de seus grupos carboxilato altamente hidrofílicos. Enquanto os cristais de LiCl atuam como agentes higroscópicos que absorvem ativamente a umidade do ambiente, a água armazenada no compósito é liberada gradualmente ao longo de todo o dia devido ao conteúdo equilibrado de LiCl, eliminando a necessidade de substituir a camada de resfriamento.
Para testar seu novo desenvolvimento, a equipe usou um painel fotovoltaico de silício policristalino medindo 54 mm × 54 mm. Uma camada de 7 mm de espessura foi aplicada em suas costas, expandindo-se para cerca de 10 mm quando a água foi absorvida. Em seguida, foi testado em vários locais, em laboratórios na Arábia Saudita e nos Estados Unidos, bem como em testes de campo. Um teste de campo de 21 dias ocorreu na cidade de Thuwal, na Arábia Saudita, enquanto um experimento de campo de um mês ocorreu em Buffalo, Nova York.
“Alcançamos um desempenho de resfriamento impressionante em testes de laboratório”, disse a equipe. “Quando exposto à radiação solar contínua de 1 kW/m² por 3 horas, a potência de resfriamento atingiu 373 W/m², que diminuiu para 187 W/m² após estender o período de trabalho para 12 horas. Sob radiação solar externa simulada em tempo real, o sistema forneceu uma potência média de resfriamento de 160 W/m², atingindo um pico de 247 W/m² entre 10:00 e 11:00.”
Em relação aos testes ao ar livre na Arábia Saudita, com temperatura de 37 C e umidade relativa de 53%, foi alcançada uma potência de resfriamento evaporativo sustentada de 175 W/m². “Uma diminuição significativa da temperatura de até 14,1 ° C foi registrada por volta do meio-dia (12,5 ° C em média das 12:00 às 13:00), levando a um aumento substancial na eficiência de conversão de energia, de 13,1% para 14,7% – uma melhoria de aproximadamente 12,2%”, enfatizaram.
Por meio dos testes nos Estados Unidos, a equipe também concluiu que o aprimoramento na eficiência de resfriamento estende a vida útil operacional dos painéis fotovoltaicos em mais de 200% e reduz o custo nivelado da eletricidade em 18%. Eles também calcularam que o custo do material é de aproximadamente US $ 37/m² e destacaram que é “menor do que a maioria dos estudos anteriores usando métodos de resfriamento com ou sem hidrogel”.
Eles apresentaram sua nova técnica em “Streamlined fabrication of an inexpensive hygroscopic composite for low maintenance evaporative cooling of solar panels“, que foi publicado recentemente na Materials Science & Engineering R. Cientistas da Universidade de Ciência e Tecnologia Rei Abdullah, na Arábia Saudita, e da Universidade Estadual de Nova York, em Buffalo, participaram da pesquisa.
Este conteúdo é protegido por direitos autorais e não pode ser reutilizado. Se você deseja cooperar conosco e gostaria de reutilizar parte de nosso conteúdo, por favor entre em contato com: editors@pv-magazine.com.
Ao enviar este formulário, você concorda com a pv magazine usar seus dados para o propósito de publicar seu comentário.
Seus dados pessoais serão apenas exibidos ou transmitidos para terceiros com o propósito de filtrar spam, ou se for necessário para manutenção técnica do website. Qualquer outra transferência a terceiros não acontecerá, a menos que seja justificado com base em regulamentações aplicáveis de proteção de dados ou se a pv magazine for legalmente obrigada a fazê-lo.
Você pode revogar esse consentimento a qualquer momento com efeito para o futuro, em cujo caso seus dados serão apagados imediatamente. Ainda, seus dados podem ser apagados se a pv magazine processou seu pedido ou se o propósito de guardar seus dados for cumprido.
Mais informações em privacidade de dados podem ser encontradas em nossa Política de Proteção de Dados.