Nova tecnologia de refrigeração passiva melhora desempenho de painéis fotovoltaicos

Refrigeração de painéis solares
Um novo material híbrido – um compósito – melhorou drasticamente o desempenho dos painéis solares tradicionais de silício. A adesão do material compósito às células solares aumentou tanto a produção de energia quanto a longevidade dos painéis.
Os painéis solares comerciais convertem cerca de 20% dos raios solares em eletricidade, sendo o restante refletido ou absorvido como calor. Além disso, o calor reduz o desempenho e a vida útil das células solares, o que significa que elas precisam ser substituídas mais cedo.
É possível resfriar as células solares, mas sistemas de resfriamento, como ventiladores e bombas, precisam de eletricidade, o que diminui o rendimento líquido da fazenda solar.
Foi por isso que Huangyu Fang e seus colegas se voltaram para o resfriamento passivo, ou resfriamento radiativo, que retira o calor sem precisar de eletricidade.
“Nós nos especializamos em materiais que permitem o resfriamento passivo. Esses materiais são finos e podem ser colocados em diferentes sistemas que exigem resfriamento para operar, como estufas e células solares, sem afetar o desempenho,” disse o professor Qiaoqiang Gan, da Universidade de Ciência e Tecnologia Rei Abdullah, na Arábia Saudita – de fato, a equipe tem uma lista respeitável de feitos no campo da refrigeração passiva.
Resfriamento evaporativo
O novo material é um composto hidroscópico feito de cloreto de lítio e poliacrilato de sódio, que absorve a umidade do ar à noite e a libera durante o dia, baixando a temperatura do painel solar por resfriamento evaporativo. Ao otimizar a proporção da mistura, a água armazenada em uma camada composta de 10 mm de espessura atingiu uma potência de resfriamento evaporativo de 373 W/m2 em um ambiente controlado de laboratório.
O poliacrilato é um polímero barato e o processo de fabricação não requer produtos químicos agressivos ou reagentes especializados, ao contrário de outros compostos hidroscópicos usados para resfriamento, reduzindo ainda mais o custo.
Operando por semanas no deserto saudita, as células solares preparadas com este material apresentaram temperaturas 9,4 °C mais baixas do que aquelas sem o novo material – o pico na redução de temperatura foi 14,1°C sob uma temperatura ambiente de 38 °C. Elas também apresentaram um aumento na potência de mais de 12% e na vida útil de mais de 200%, além de uma redução de quase 20% no custo de geração de eletricidade.
Além da Arábia Saudita, a equipe realizou experimentos em algumas das partes mais frias do continente norte-americano e sob chuvas, para provar que a tecnologia de resfriamento passivo funciona em qualquer ambiente e resiste aos diferentes tipos de intemperismo.
Bibliografia:
Artigo: Streamlined fabrication of an inexpensive hygroscopic composite for low maintenance evaporative cooling of solar panels
Autores: Huangyu Fang, Saichao Dang, Prasanth Kumar, Jiake Wang, Lujia Xu, Yingkun Zhu, Abdullah Almogbel, Abdulrahman Albadri, Stefaan De Wolf, Qiaoqiang Gan
Revista: Materials Science and Engineering
DOI: 10.1016/j.mser.2025.101016