Princípios importantes
- O acúmulo de poeira pode reduzir a eficiência dos painéis solares.
- A água é um recurso muito precioso para manter os painéis solares livres de poeira.
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Pesquisadores criaram um mecanismo que usa cargas elétricas para fazer a poeira s altar dos painéis.
A abundância de sol e terra tornam os desertos ideais para instalar painéis solares, mas também têm bastante poeira, o que reduz sua eficácia. Precisamos de uma nova maneira de manter os painéis solares livres de poeira.
A água desempenha um papel importante em manter os painéis livres de poeira, mas é um recurso precioso que é melhor utilizado em outros lugares. Em sua busca por melhores alternativas, os pesquisadores do MIT criaram um novo método de limpeza de painéis solares que usa cargas elétricas para repelir as partículas de poeira, essencialmente fazendo com que elas s altem dos painéis.
“O trabalho de pesquisa é útil para o progresso contínuo no problema da sujidade fotovoltaica”, disse Matthew Muller, Engenheiro do Grupo de Desempenho e Confiabilidade PV do Laboratório Nacional de Energia Renovável (NREL), à Lifewire por e-mail. “O artigo está bem escrito, é um passo útil no trabalho de longo prazo para abordar a sujidade fotovoltaica e, portanto, alguns dos experimentos descritos são muito úteis para a comunidade.”
Morda a poeira
Em seu artigo, o estudante de pós-graduação do MIT Sreedath Panat e o professor de engenharia mecânica Kripa Varanasi citam projeções que estimam que a energia solar representará 10% da geração global de eletricidade até 2030.
Eles argumentam que, apesar das recentes melhorias na tecnologia fotovoltaica para ajudar a melhorar a eficiência dos painéis solares, o acúmulo de poeira é um dos maiores desafios operacionais para a indústria.
Pó, explica Muller, pousa no painel solar devido a métodos de deposição gravitacionais e outros. “As partículas de poeira bloqueiam a transmissão de luz para a célula solar, causando uma redução de energia para a irradiação externa dada. Vemos perdas de sujeira fotovoltaica nos EUA variando de 0 a 7%, onde 7% são para regiões empoeiradas no sudoeste”, explicou Muller.
Além disso, os pesquisadores afirmam que em ambientes hostis, como no meio de um deserto, a poeira se acumula a taxas próximas a 1 g/m2 por dia e, se não for limpa, pode acumular até 3 mg/cm2 em um mês. Para colocar isso em perspectiva, o acúmulo de poeira de 5 mg/cm2 corresponde a quase 50% de perda na produção de energia, compartilham os pesquisadores. Para colocar isso em termos monetários, eles dizem que uma perda média de energia de 3-4% em escala global equivale a uma perda econômica de US$ 3.3 a US$ 5,5 bilhões.
Nenhuma surpresa, então, que grandes quantidades de recursos sejam gastos para limpar os painéis solares, às vezes até várias vezes por mês, dependendo da gravidade das condições de sujeira.
O método de limpeza mais comum é o uso de jatos e sprays de água pressurizada, que os pesquisadores estimam que podem contribuir com até 10% do custo de operação e manutenção de fazendas solares.
Outros pesquisadores calcularam que as usinas de energia solar consomem cerca de um a cinco milhões de galões de água para limpeza por 100 MW de eletricidade gerada por ano. Aumentado, isso se traduz em até 10 bilhões de galões de água para fins de limpeza de painéis solares, o que se estima ser suficiente para satisfazer as necessidades anuais de água de até 2 milhões de pessoas.
Fuga Limpa?
A lavagem a seco é uma alternativa à limpeza à base de água, mas não é tão eficaz e corre o risco de riscar os painéis e causar uma redução irreversível em sua eficácia.
A limpeza de painéis solares eletrostáticos, que não usa água, nem tem os riscos de esfregar o contato, surgiu como uma alternativa interessante. Telas eletrodinâmicas (EDS) são os sistemas de remoção de poeira eletrostática mais populares, e são usados no rover de Marte, ress alta Muller.
No entanto, os pesquisadores argumentam que existem vários desafios para a implementação de EDS em painéis solares na Terra, como intrusão e acúmulo de umidade, o que poderia levar ao curto-circuito dos eletrodos.
O mecanismo proposto se baseia no método de limpeza eletrostática existente e usa cargas elétricas para fazer com que as partículas de poeira se soltem e s altem da superfície dos painéis. O sistema pode ser operado automaticamente usando um motor elétrico simples e trilhos de guia ao longo da lateral do painel.
A tecnologia é empolgante, mas está apenas em nível de pesquisa e, portanto, está longe de ser comercialmente viável, lembra Muller. Além disso, ele acrescenta que os pesquisadores realizaram testes com pó de estrada, o que é um caso ideal.
“No mundo real, o solo pode ser muito mais complexo… e, portanto, o dispositivo pode não funcionar em vários ambientes.”
