Atualizado 24 de julho de 2025 por Sergio A. Loiola
Painéis solares com refrigeração passiva produzem mais energia e duram o dobro. Revestidos com novos compostos absorvem umidade à noite e a liberam durante o dia, com resfriamento passivo.
De forma surpreendente, o novo material híbrido, um compósito, melhorou drasticamente o desempenho dos painéis solares tradicionais de silício.
A adesão do material compósito às células solares aumentou tanto a produção de energia quanto a longevidade dos painéis.
A pesquisa conduzida por Huangyu Fang e seus colegas da da Universidade de Ciência e Tecnologia da Arábia Saudita foi publicada na Revista Materials Science and Engineering.
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Refrigeração Passiva de painéis solares permitirão um salto a baixo custo
Os painéis solares comerciais convertem cerca de 20% dos raios solares em eletricidade, sendo o restante refletido ou absorvido como calor.
Além disso, o calor reduz o desempenho e a vida útil das células solares, o que significa que elas precisam ser substituídas mais cedo.
Os Painéis fotovoltaicos perdem eficiência e durabilidade em regiões tropicais devido às altas temperaturas de operação e à intensa irradiação solar. Alem de gasto com energia para refrigeração.
É possível resfriar as células solares, mas sistemas de resfriamento, como ventiladores e bombas, precisam de eletricidade, o que diminui o rendimento líquido da fazenda solar.
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Experimentos abrangentes ao ar livre, ao longo de 20 dias, demonstraram a robustez dessa camada de resfriamento em condições naturais.
A camada de resfriamento atingiu uma redução de temperatura máxima de 14,1 °C em condições ambientais de 38 °C, aumentando a potência máxima de saída do painel fotovoltaico em 12,9%.
Ao longo de um ciclo de resfriamento diário de 10 horas, a potência média de resfriamento evaporativo foi de aproximadamente 175 W/m², resultando em uma redução média de temperatura de 9,4 °C e um aumento correspondente de 10,2 % na potência média de saída do painel fotovoltaico.
Essa estratégia de resfriamento promete estender significativamente a vida útil dos painéis fotovoltaicos em mais de 200 % e reduzir o custo nivelado de eletricidade em 18 %.
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Essa integração de uma estratégia de resfriamento passivo, material de hidrogel durável e processo de fabricação escalável posiciona essa abordagem como uma solução viável para implantação em larga escala em parques solares, particularmente em climas quentes e úmidos.
“Nós nos especializamos em materiais que permitem o resfriamento passivo. Esses materiais são finos e podem ser colocados em diferentes sistemas que exigem resfriamento para operar, como estufas e células solares, sem afetar o desempenho,” disse o professor Qiaoqiang Gan, da Universidade de Ciência e Tecnologia Rei Abdullah, na Arábia Saudita – de fato, a equipe tem uma lista respeitável de feitos no campo da refrigeração passiva.
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Resfriamento evaporativo passivo, absorve água a noite e libera durante do dia
O novo material é um composto hidroscópico feito de cloreto de lítio e poliacrilato de sódio, que absorve a umidade do ar à noite e a libera durante o dia, baixando a temperatura do painel solar por resfriamento evaporativo.
Ao otimizar a proporção da mistura, a água armazenada em uma camada composta de 10 mm de espessura atingiu uma potência de resfriamento evaporativo de 373 W/m2 em um ambiente controlado de laboratório.
O poliacrilato é um polímero barato e o processo de fabricação não requer produtos químicos agressivos ou reagentes especializados, ao contrário de outros compostos hidroscópicos usados para resfriamento, reduzindo ainda mais o custo.
Operando por semanas no deserto saudita, as células solares preparadas com este material apresentaram temperaturas 9,4 °C mais baixas do que aquelas sem o novo material – o pico na redução de temperatura foi 14,1°C sob uma temperatura ambiente de 38 °C.
Elas também apresentaram um aumento na potência de mais de 12% e na vida útil de mais de 200%, além de uma redução de quase 20% no custo de geração de eletricidade.
Além da Arábia Saudita, a equipe realizou experimentos em algumas das partes mais frias do continente norte-americano e sob chuvas, para provar que a tecnologia de resfriamento passivo funciona em qualquer ambiente e resiste aos diferentes tipos de intemperismo.
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É Livre a reprodução de matérias mediante a citação do título do texto com link apontando para este texto. Crédito do site Nature & Space
PAINEL SOLAR: REFRIGERAÇÃO PASSIVA PRODUZ MAIS, DURA O DOBRO
Bibliografia
Revista: Materials Science and Engineering
Artigo: Streamlined fabrication of an inexpensive hygroscopic composite for low maintenance evaporative cooling of solar panels
Autores: Huangyu Fang, Saichao Dang, Prasanth Kumar, Jiake Wang, Lujia Xu, Yingkun Zhu, Abdullah Almogbel, Abdulrahman Albadri, Stefaan De Wolf, Qiaoqiang Gan
DOI: 10.1016/j.mser.2025.101016
Inovação Tecnológica
Painéis solares com refrigeração passiva produzem mais e duram muito mais
