Janelas que geram eletricidade? Cientistas suíços projetam painéis solares transparentes mais eficientes

Toda aquela luz natural que flui através de suas janelas pode um dia fazer mais do que apenas melhorar seu humor.

Cientistas suíços atingiram um novo recorde de eficiência para células solares transparentes, abrindo caminho para janelas geradoras de eletricidade que podem ajudar a alimentar nossas casas e eletrodomésticos.

Também conhecidas como células de Grätzel, as células solares sensibilizadas por corante (DSC) são um tipo de célula solar de baixo custo que usa um corante fotossensibilizado ligado à superfície de um semicondutor para converter a luz visível em energia.

As versões anteriores dos DSCs dependiam fortemente da luz solar direta, mas cientistas da École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) descobriram uma maneira de fazer fotossensibilizadores transparentes – moléculas que podem ser ativadas pela luz – que podem “absorver” a luz em toda a superfície. espectro de luz visível.

“Nossas descobertas abrem caminho para acesso fácil a DSCs de alto desempenho e oferecem perspectivas promissoras para aplicações como fontes de alimentação e substituição de bateria para dispositivos eletrônicos de baixa potência que usam luz ambiente como fonte de energia”, escreveram os autores do estudo. , publicado no revista científica Nature.

Painéis solares transparentes

Os DSCs são transparentes, flexíveis e podem ser feitos em uma ampla gama de cores a um custo relativamente baixo. Esses painéis solares transparentes já são usados ​​em clarabóias, estufas e fachadas de vidro.

Em 2012, o Centro de Convenções SwissTech tornou-se a primeira aplicação da tecnologia DSC em um prédio público.

Em 2017, a Escola Internacional de Copenhague abriu seu novo prédio coberto com cerca de 12.000 painéis solares azuis, mas transparentes, que usam a mesma tecnologia DSC.

Eles fornecem aproximadamente 300 megawatts-hora (MWh) de eletricidade por ano, atendendo mais da metade das necessidades anuais de energia da escola.

Tecnologia solar transparente com 30% de eficiência

Mas apesar do fato de que as janelas geradoras de energia estão no mercado há vários anos, uma reclamação recorrente era sua capacidade limitada de gerar eletricidade em comparação com as células solares tradicionais.

O novo avanço da equipe da EPFL pode em breve ajudar a superar esse obstáculo.

Usando um novo design de moléculas, eles aumentaram a eficiência de conversão de energia dos DSCs – em outras palavras, a porção de energia solar que incide sobre eles que é convertida em eletricidade utilizável – para além de 15% sob luz solar direta e até 30% em condições de luz ambiente.

Para referência, os painéis solares comerciais atualmente têm uma eficiência média de cerca de 20%.

Os DSCs de última geração também demonstraram “estabilidade operacional a longo prazo” de pelo menos 500 horas.

Os materiais que convertem a luz solar em energia elétrica têm um enorme potencial para atender à crescente necessidade mundial de tecnologias de energia renovável econômicas.

As janelas de vidro têm um potencial particularmente enorme: imagine se arranha-céus inteiros pudessem ser transformados em fazendas solares verticais?

Em 2017, uma equipe de Universidade de Michigan que desenvolveu um novo tipo de concentrador solar que gera energia solar quando colocado sobre uma janela estimou que as tecnologias solares transparentes poderiam atender cerca de 40% da demanda de energia nos Estados Unidos.

Ele estimou que, se combinado com unidades solares no telhado – e a tecnologia de armazenamento certa – essa participação pode chegar a quase 100%.

Na Europa, a energia solar representou 12,2% da eletricidade gerada na UE neste verão, a maior parcela check-in.

De acordo com as tendências atuais, tem potencial para atender até 20% da demanda de eletricidade da UE até 2040, de acordo com o Comissão Europeia.

A maior parte da energia solar do planeta não é capturada atualmente. Como seriam as coisas se todas as janelas ao nosso redor pudessem colhê-lo?