Novas pesquisas destacam os desafios de aumentar significativamente a eficiência das células solares. Em vez disso, propõem abordagens inovadoras, como tornar os painéis solares mais adaptáveis e otimizar a sua disposição para uma melhor captação de energia solar, oferecendo caminhos promissores para a melhoria global da energia solar.
Os cientistas estão sempre à procura de formas de tornar o nosso mundo um lugar melhor, e uma área em que se concentram é a energia solar. Uma ideia nesta área é tornar as células solares mais eficientes, concentrando mais luz solar nelas.
Ao investigar isto recentemente, um grupo de cientistas do Laboratório Cavendish e da AMOLF (Amesterdão NL) descobriu que melhorar a eficiência das células solares desta forma é mais difícil do que poderíamos pensar, mas descobriu outros caminhos pelos quais pode ser possível melhorar a energia solar. captação de energia em qualquer lugar do planeta.
Os pesquisadores estavam interessados em descobrir se as células solares, dispositivos que transformam a luz solar em eletricidade, poderiam ser ajustadas para funcionar melhor em diferentes partes do mundo, onde a concentração de luz solar pode ser maior. Para examinar isso, eles usaram aprendizado de máquina modelos e redes neurais (IA) para entender como a radiação do sol se comportaria em diferentes pontos da Terra.
Foto de um dispositivo concentrador de luz fora do Maxwell Center em Cambridge. Crédito: Dr. Tomi Baikie, Laboratório Cavendish, Universidade de Cambridge
Eles integraram esses dados em um modelo eletrônico para calcular a produção das células solares. Ao simular vários cenários, eles puderam prever quanta energia as células solares poderiam produzir em vários locais do mundo.
Soluções inovadoras além da eficiência
Suas descobertas publicadas em Joule, no entanto, revelou uma reviravolta surpreendente. “Tornar as células solares supereficientes acaba sendo muito difícil. Então, em vez de apenas tentar melhorar as células solares, descobrimos outras maneiras de capturar mais energia solar”, disse o Dr. Tomi Baikie, primeiro autor do estudo e pesquisador do Laboratório Cavendish e do Lucy Cavendish College. “Isso poderia ser realmente útil para as comunidades, dando-lhes diferentes opções em que pensar, em vez de se concentrarem apenas em tornar as células mais eficientes com luz.”
Imagine painéis solares que podem flexionar e dobrar como origami ou tornar-se parcialmente transparentes para se integrarem perfeitamente ao ambiente e torná-los fáceis de instalar. Ao aumentar a durabilidade e versatilidade destes painéis, estes poderão ser integrados numa vasta gama de ambientes, prometendo longevidade e eficiência.
Resultados de simulação de dispositivos concentradores de luz em todo o mundo. Crédito: Dr. Tomi Baikie, Laboratório Cavendish, Universidade de Cambridge
“Sugerimos um plano diferente que possa fazer com que os painéis solares funcionem bem em muitos lugares diferentes ao redor do mundo”, disse Baikie. “A ideia é torná-los flexíveis, um pouco transparentes/semitransparentes e capazes de dobrar. Desta forma, os painéis cabem em todos os tipos de locais.”
Além disso, os pesquisadores defendem o uso de padronização dos dispositivos de captação solar com o objetivo de otimizar seu arranjo para máxima absorção da luz solar. Esta abordagem tem potencial para melhorar o design de painéis solares, aumentando a sua eficácia no aproveitamento da energia solar.
“Essa constatação significa que agora podemos nos concentrar em coisas diferentes, em vez de apenas fazer com que as células solares funcionem melhor. No futuro, examinaremos os caminhos de captação solar que incluem a tesselação. É como um padrão de quebra-cabeça que poderia nos ajudar a capturar ainda mais energia solar”, concluiu Baikie.
Referência: “Revelando o potencial dos concentradores solares luminescentes em ambientes do mundo real” por Tomi K. Baikie, Benjamin Daiber, Emil Kensington, James Xiao, Neil C. Greenham, Bruno Ehrler e Akshay Rao, 9 de fevereiro de 2024, Joule.
DOI: 10.1016/j.joule.2024.01.018
