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Cientistas criam dispositivo para gerar energia solar e resfriar ambiente
Nos próximos anos, os painéis solares poderão ter funcionamento duplo: coletar a energia solar, convertendo raios solares em energia elétrica, e também resfriar a casa, empresa ou determinado ambiente.
Cientistas americanos desenvolveram um dispositivo que combina duas tecnologias para fazer exatamente isso. Embora seja um protótipo, o equipamento pode ser uma solução interessante para resolver muitas necessidades energéticas do mundo.
Algumas pessoas estão familiarizadas com o conceito de coleta de energia solar, ou absorção de energia do sol até convertê-la em energia elétrica. No entanto, existe um processo inverso chamado de resfriamento radiativo, que acontece quando o calor das superfícies é devolvido para o espaço.
Todos os objetos perdem calor sob a forma de radiação infravermelha, que é invisível ao olho humano. A atmosfera geralmente reflete este calor de volta, mas um certo comprimento de onda infravermelha pode escapar para o espaço em vez de voltar para nós.
Isso significa que os materiais que emitem este comprimento de onda tornam-se mais frios que a temperatura do ar circundante. No mundo da engenharia, os cientistas esperam que este método possa, um dia, ser usado para resfriar edifícios sem criar os nocivos gases de efeito estufa causados pelo ar-condicionado.
Em um artigo publicado recentemente na Revista Joule, os cientistas contam que os dispositivo possui duas partes, sendo um coletor solar no topo e um radiador radiativo na parte inferior.
A parte complexa do projeto foi manter o objeto quente e frio ao mesmo tempo. Para isso, a equipe de desenvolvimento precisou de uma câmara de vácuo que circunda o radiador para garantir que os dois não sejam cruzados.
Professor Shanhui Fan e o pesquisador Wei Li testam dispositivo no topo do prédio da Packard Electrical Engineering, em Stanford
“O painel inferior pode irradiar seu calor sem ser impedido pelo painel superior”, diz Shanhui Fan , professor de engenharia da Universidade de Stanford e autor do estudo. “E isso permite que o painel inferior caia a uma temperatura substancialmente abaixo da temperatura ambiente”.
A parte solar do dispositivo pode ser aquecida até 42°F acima da temperatura normal, enquanto a parte mais fria pode chegar a 54°F abaixo da temperatura ambiente. Esses números são impressionantes, e os resultados são uma solução promissora para a crescente demanda por ar-condicionado, à medida que as temperaturas aumentam em todo o mundo.
Ainda assim, o dispositivo é novo e seria difícil de escalar, já que muitos dos materiais utilizados são caros. Fan observa que o objetivo não é necessariamente comercializar e vender exatamente este dispositivo. Em vez disso, o objetivo é descobrir como tornar as células solares mais eficientes, por isso é mais fácil para as duas tecnologias compartilhar o espaço do telhado.
Para se ter uma ideia de como este projeto pode ser útil para as próximas gerações, há uma crescente preocupação de que, à medida que outros países adotarem o amor dos Estados Unidos por aparelhos de ar-condicionado, a eletricidade usada para alimentá-los sobrecarregará as redes elétricas e aumentará as emissões de gases do efeito estufa.
Estima-se que o número de aparelhos de ar-condicionado em todo o mundo suba de 1,6 bilhão de unidades hoje para 5,6 bilhões de unidades até meados do século, de acordo com um relatório divulgado pela Agência Internacional de Energia . Se não for controlada, até 2050 os aparelhos de ar-condicionado usarão tanta eletricidade quanto a China utiliza em suas atividades de hoje.
A emissão de gases de efeito estufa liberadas pelas usinas de carvão e gás natural ao gerar eletricidade para alimentar esses aparelhos de ar-condicionado quase dobrariam, de 1,25 bilhão de toneladas em 2016 para 2,28 bilhões de toneladas em 2050, diz o relatório. Essas emissões contribuiriam para o aquecimento global, o que poderia aumentar ainda mais a demanda por ar-condicionado.
Fontes: The Verge, The New York Times, Cell, IEA, Observatório do Clima, Stanford News