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Tecnologia de captação de água para limpeza e resfriamento de painéis fotovoltaicos

Uma equipe de pesquisa internacional propôs o uso de resfriamento por radiação noturno para coletar água de painéis fotovoltaicos.

Imagem: Envato Elements

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Uma equipe de pesquisa internacional propôs o uso de resfriamento por radiação noturno para coletar água de painéis fotovoltaicos e reutilizá-la para a limpeza de módulos durante o dia. De acordo com suas conclusões, o sistema proposto também tem um efeito benéfico na temperatura de operação dos módulos.

Pesquisadores da Southeast China University, da  Dubai Electricity and Water Authority (DEWA) e da  Stanford University  sugeriram o uso de  resfriamento por radiação  de painéis solares para aplicações noturnas de coleta de água. 

 A água captada pode ser utilizada, segundo eles, para limpeza dos módulos durante o dia ou para outras aplicações  agrovoltaicas  não especificadas. “Com uma análise teórica, identificamos a faixa adequada de temperatura e umidade para a captação noturna de água dos painéis solares e calculamos o potencial de captação em diversas condições”, afirmou a equipe de pesquisa. A técnica foi avaliada durante um ano no  Parque Solar Mohammed bin Rashid Al Maktoum em Dubai, onde o  DEWA está testando  diferentes tecnologias de energia renovável. 

 No sistema proposto, que segundo os acadêmicos pode ser aplicado como uma modificação sem aumentar a complexidade do sistema, a camada de resfriamento radiativo nos painéis fotovoltaicos está localizada na frente e a captação de água é realizada através de tubos colocados em as bordas inferiores dos painéis solares. 

 A técnica também é baseada no uso de um emissor de corpo negro, um emissor seletivo de 8-13 μm e um emissor seletivo espectral-angular ideal, que foram usados ​​para melhorar a faixa de temperatura e umidade. Emissores seletivos habilitados por metassuperfícies de fótons são usados ​​em sistemas de resfriamento radiativo passivo para reduzir a temperatura do vapor da temperatura ambiente ao ponto de orvalho e absorver o calor latente da água durante a mudança de fase. 

 Essa engenharia de emissão térmica fotônica permitiu melhorar o espectro infravermelho dos painéis sem sacrificar a alta transmissão no espectro solar que está acima da largura de banda da célula solar, segundo os pesquisadores. “Essa característica espectral tem o potencial de reduzir a temperatura de operação do painel solar durante o dia em mais de 8 graus Celsius e melhorar a eficiência absoluta do painel solar em 1%”, explicaram. “Portanto, pode ser benéfico tanto para coletar água à noite quanto para melhorar a eficiência da célula solar durante o dia.” 

 Os cientistas descobriram que uma temperatura ambiente de 10 graus Celsius e uma umidade relativa superior a 69,6% são necessárias para desencadear o processo de condensação. “Para um painel solar padrão, a geração de água ocorre na maioria dos dias de outubro a abril, quando a temperatura ambiente é baixa e a umidade relativa do ar alta”, especificaram. 

 Eles também descobriram que a geração média semanal de água alcançada com este sistema no parque solar de Dubai pode chegar a 261ml / m2. “Além disso, pode ser significativamente melhorado até 681ml / m2 com engenharia de emissividade mais alta”, concluiu o grupo. 

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