A Universidade de Michigan demonstrou um revestimento transparente que reduz o acúmulo de neve e gelo nos painéis solares.

Uma equipe de pesquisadores da Universidade de Michigan desenvolveu um revestimento transparente de baixo custo que pode evitar o acúmulo de neve e gelo nos painéis solares, melhorando sua produtividade também em climas frios em até 85%, conforme demonstrado em testes anteriores realizados no Alasca.

O revestimento é maioritariamente composto por plástico PVC ou PDMS e óleos à base de silicone ou vegetais. Pode ser pulverizado ou escovado em climas frios e, em sua iteração atual, pode continuar derramando neve e gelo por até um ano inteiro.

“As energias renováveis ​​estão realmente decolando agora, mas a neve é ​​um grande problema nos climas do norte. Os painéis solares podem perder 80 ou 90% de sua capacidade de geração no inverno. Portanto, descobrir uma maneira de eles continuarem a gerar energia ao longo do ano foi um desafio empolgante ”, afirmou Anish Tuteja, o professor da UM de ciência e engenharia de materiais que liderou o estudo em colaboração com Sandia National Laboratories e a Universidade do Alasca. “O gelo é relativamente denso e pesado, e nossos revestimentos anteriores usaram seu próprio peso contra ele. Mas a neve pode ser 10 vezes menos densa que o gelo, então não tínhamos certeza de que os truques que usamos no gelo se traduziriam em neve. ”

Uma combinação precisa de baixa resistência interfacial e baixa resistência de adesão

Os pesquisadores empregaram duas propriedades principais que já alimentaram os revestimentos de derramamento de gelo no passado: baixa resistência interfacial e baixa resistência de adesão. A baixa adesão de superfície é adequada para áreas pequenas, mas precisa de mais força para deslizar a neve e o gelo de superfícies maiores. A baixa tenacidade interfacial permite criar fissuras entre o gelo e o painel que se propagam ao longo dele, independentemente do seu tamanho, libertando o gelo e a neve. A equipe então se concentrou em equilibrar com precisão os dois, a fim de fornecer repelência de neve e gelo para superfícies pequenas e grandes.

Os cientistas da Universidade de Michigan colaboraram com a Universidade do Alasca para testar o material em um campo solar em Fairbanks (Alasca), aplicando os revestimentos a um subconjunto de painéis monitorados por câmeras automatizadas por quase duas semanas. Os testes mostraram que os painéis revestidos tinham uma cobertura média de neve e gelo de aproximadamente 28% durante todo o inverno, em comparação com cerca de 59% para os painéis não revestidos. No entanto, a equipe planeja refinar ainda mais o revestimento, com o objetivo de desenvolver um revestimento que possa durar pelo menos cinco anos.

“À medida que o custo da energia solar caiu e a lucratividade aumentou, muito do crescimento da energia solar nos últimos anos ocorreu nos estados do norte, onde a neve é ​​comum. Os revestimentos com fobia de neve, se pudermos demonstrar sua eficácia a longo prazo, tornarão a energia solar mais confiável e mais acessível em regiões nevadas, ajudando a acelerar a transição de nossa nação para uma economia de energia mais dominada pelo sol ”, comentou também Laurie Burnham, do projeto investigador principal.

O revestimento foi desenvolvido como parte de um projeto liderado pelo Sandia National Laboratories, um laboratório de pesquisa e desenvolvimento do Departamento de Energia dos EUA, com financiamento fornecido pelo Departamento de Tecnologias de Energia Solar do DOE. O estudo foi publicado na Advanced Materials Technologies. Outros pesquisadores do projeto foram Abhishek Dhyani, ex-pesquisador de graduação em engenharia e ciência dos materiais da UM; Christopher Pike e Erin Whitney, do Centro de Energia e Potência da Universidade do Alasca; e Jennifer Braid no Departamento de Tecnologia de Materiais e Fotovoltaicos dos Laboratórios Nacionais Sandia.

Fonte: IPCM 23.12.2021