Princípios importantes
- Os cientistas criaram um sistema autônomo que usa painéis solares comuns para gerar eletricidade e água.
- O sistema usa um hidrogel especial que é capaz de coletar vapor de água da atmosfera.
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A água é utilizada para irrigar as plantas e resfriar o painel, aumentando assim sua eficiência.
Os painéis solares oferecem uma ótima opção para gerar energia verde, e os pesquisadores descobriram uma maneira de torná-los ainda mais úteis.
Uma equipe de cientistas criou um sistema autônomo movido a energia solar que não apenas usa painéis solares para gerar energia, mas também usa o excesso de calor para produzir água a partir do ar.
"Melhorar a eficiência das usinas de energia solar é a necessidade do momento", disse Sunil Mysore, fundador e CEO da startup de energia alternativa e conservação de água, Hinren Engineering, à Lifewire via LinkedIn. "Esta será uma invenção marcante na indústria fotovoltaica e contribuirá muito para garantir a sustentabilidade no ciclo água-energia-nutrição."
Esportes Aquáticos
Liderados por Peng Wang, professor de ciência e engenharia ambiental da Universidade de Ciência e Tecnologia King Abdullah (KAUST), na Arábia Saudita, os cientistas colocaram painéis solares regulares em cima de um hidrogel especial que pode coletar vapor de água no ar. Quando o excesso de calor dos painéis chega ao gel, ele libera vapor em uma caixa, onde é condensado em gotas de água.
Para testar o conceito, os pesquisadores construíram uma versão protótipo de seu sistema e o testaram em três testes durante diferentes épocas do ano. Nas duas semanas da época mais quente do ano, o sistema gerou 1.519 watts-hora de eletricidade e cerca de dois litros de água do ar. Esses dois litros foram usados para irrigar 60 sementes de espinafre plantadas em uma caixa plástica, e os pesquisadores observaram que 57 delas brotaram e cresceram normalmente.
Em um comunicado, Wang observou que os cientistas querem usar o sistema para fornecer energia e água barata para ajudar milhões de pessoas que vivem fora da rede, principalmente em áreas remotas e especialmente de clima seco.
Esse é um objetivo digno, considerando que a Organização Mundial da Saúde (OMS) estima que mais de dois bilhões de pessoas não têm acesso a serviços de água potável gerenciados com segurança. De fato, um relatório de 2019 do Our World In Data descobriu que a água não higiênica resulta em mais de um milhão de mortes todos os anos.
"Nosso objetivo é criar um sistema integrado de energia limpa, água e produção de alimentos, especialmente a parte de criação de água em nosso projeto, que nos diferencia dos atuais agro-fotovoltaicos ", observou Wang.
Menos Desperdício
Além de usar o calor para reter a água atmosférica, os cientistas observam que o hidrogel também ajuda a aumentar a eficiência dos painéis solares.
De acordo com Mysore, menos de 20% da energia que atinge um painel solar é transformada em eletricidade. O restante é transformado em calor, o que faz com que os painéis se tornem ainda menos eficientes.
O sistema de Wang ajuda a resolver este problema operando em dois modos. No modo de resfriamento, o hidrogel está sempre exposto ao ar atmosférico. Durante a noite, ele coleta moléculas de água que, ao serem aquecidas no dia seguinte, evaporam e retiram o excesso de calor do painel, diminuindo sua temperatura.
"É como o corpo humano reduz a temperatura pela transpiração", diz Wang. O modo de resfriamento não coleta água, mas, de acordo com os pesquisadores, pode ajudar a aumentar a potência elétrica de um painel solar em cerca de 10%.
Jordan Macknick, analista líder de Energia-Água-Terra do Laboratório Nacional de Energia Renovável (NREL), disse à Lifewire por e-mail que a pesquisa de Wang poderia fornecer uma solução significativa para abordar simultaneamente os desafios de energia, água e acesso a alimentos em áreas carentes de infraestrutura em todo o mundo.
"No entanto, ainda existem desafios associados aos requisitos de uso da terra dessas tecnologias no contexto de quanta água elas podem produzir em uma determinada área, o que pode limitar seu potencial de expansão para aplicações maiores ", observou Macknick.
Para transformar o projeto de prova de conceito em um produto real, a equipe planeja criar um hidrogel melhor que possa absorver mais água do ar antes de colocar o sistema em uso no mundo real.
"Garantir que todos na Terra tenham acesso a água potável e energia limpa a preços acessíveis faz parte dos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável estabelecidos pelas Nações Unidas", observou Wang. "Espero que nosso projeto possa ser um sistema descentralizado de energia e água para iluminar casas e plantações de água."
