Entendendo o painel solar que gera energia à noite

Um painel solar pode gerar energia à noite?

Surgiu em diversos meios de comunicação, desde sites especializados em tecnologia até jornais de notícias populares, a notícia de um “painel solar que gera energia à noite”. Independentemente da base científica desse tipo de notícia, quase sempre há uma certa dose de exagero.

O artigo “Nighttime electric power generation at a density of 50 mW/m2 via radiative cooling of a photovoltaic cell”, que é a fonte desse barulho todo, foi publicado na revista “Applied Physics Letters” em 5 de abril deste ano, acompanhado de um material complementar que pode ser obtido clicando aqui

A revista PV Magazine publicou um resumo do artigo original no dia 6 de abril e a revista Electronic Design publicou o artigo “Hybrid PV+TEG Device Yields Day/Night Solar Harvesting”, datado de 21 de  abril, que  explica o assunto de forma mais completa, também com base no trabalho original.

O artigo original publicado na “Applied Physics Letters”, produzido por pesquisadores da renomada Universidade de Stanford, começa seu resumo com o seguinte parágrafo (em tradução direta), que parece o prenúncio de uma solução milagrosa para a geração de energia elétrica: 

“Uma grande fração da população mundial não tem acesso à rede elétrica. As células fotovoltaicas (FV) padrão podem fornecer uma fonte renovável de eletricidade fora da rede, mas produzem energia apenas a partir da irradiação solar diurna e não produzem energia à noite.” 

E assim termina o abstract (resumo) do trabalho: “Nosso sistema pode ser usado como uma fonte de energia renovável contínua para o dia e a noite em locais fora da rede.” 

Coisas assim nos induzem a pensar que estamos diante de uma inovação disruptiva, que vai fornecer energia elétrica infinita para as pessoas durante as 24 horas do dia, faça sol ou chuva, sem o uso de baterias. Será que isso é verdade? 

Gerador termelétrico

A base da invenção de Stanford é o dispositivo termelétrico de Seebeck-Peltier, que possui um comportamento termodinâmico reversível e pode ser um gerador de energia elétrica ou uma bomba de calor alimentada por eletricidade.

O gerador termelétrico é um dispositivo que converte o fluxo de calor (obtido a partir de diferenças de temperatura) diretamente em energia elétrica através de um fenômeno chamado efeito Seebeck

O gerador termelétrico é encontrado comercialmente na forma de pastilhas que possuem um lado quente, um lado frio e dois terminais elétricos, positivo e negativo. Basta acoplar as faces respectivas da pastilha a corpos com diferentes temperaturas para obter uma tensão elétrica em seus terminais, como uma pilha.

Esses dispositivos às vezes também são chamados de pastilhas de Peltier, pois podem ser usados com o fenômeno reverso, ou seja, produzindo diferenças de temperatura a partir da aplicação de tensão elétrica em seus terminais. 

Essas pastilhas, através do efeito Peltier, podem ser usadas em aplicações de refrigeração, com a criação direta de um fluxo de calor a partir de uma fonte elétrica. Entretanto, a eficiência é baixa (ou seja, gasta-se muita energia elétrica para produzir pouca diferença de temperatura), o que inviabiliza seu uso para competir com sistemas convencionais de refrigeração. 

O trabalho de Stanford

A pesquisa publicada na revista “Applied Physics Letters” apresenta o protótipo de um dispositivo que consiste em uma célula fotovoltaica acoplada a um gerador termelétrico.

Não foi inventado um painel solar que funciona à noite, como alardeado pela imprensa. O referido trabalho apenas publicou os resultados de um experimento de física aplicada com uma pequena célula fotovoltaica e uma pastilha termelétrica que pode ser adquirida no mercado.

Publicado Originalmente no Canal Solar em 2022-05-09 13:04:20