Células solares refrigeradas a água integram geração com armazenamento

Redação do Site Inovação Tecnológica - 08/05/2023

Plantas de demonstração da tecnologia já construídas pela RayGen.
[Imagem: RayGen]

Painel solar refrigerado a água

Pesquisadores egressos das universidades de Melbourne e Monash, na Austrália, estão tentando colocar no mercado uma tecnologia inovadora para o armazenamento do excesso de energia gerado pelas fazendas solares.

O problema da intermitência da energia solar - há energia demais em alguns momentos, e pouca ou nenhuma noutros, como à noite - tem sido abordado de diversos modos, com o armazenamento da energia excedente sendo feito em baterias de lítio, que são muito caras, ou em esquemas hidroelétricos, que exigem relevos acidentados, onde nem sempre é viável instalar uma fazenda solar.

Por isso, John Lasich e sua equipe, agora respaldados pela sua empresa emergente RayGen, desenvolveram uma alternativa muito mais simples e barata, e que não coloca nenhuma restrição à localização da fazenda solar.

A tecnologia consiste em células solares de alto desempenho refrigeradas a água, o que permite seu uso em conjunto com concentradores solares, grandes espelhos que focalizam os raios de sol em uma torre.

A grande vantagem é que espelhos são muito mais baratos do que painéis solares, e a torre conta com um número muito menor de painéis solares do que uma fazenda solar tradicional.

A estrela da tecnologia são os pequenos painéis solares refrigerados a água, de alta eficiência.
[Imagem: RayGen]

Energia solar concentrada

Os espelhos concentram a luz solar nos painéis solares refrigerados a água no topo de uma torre. Essas células convertem normalmente a luz em eletricidade, que é lançada na rede elétrica, como em uma fazenda solar convencional.

A luz focalizada faz com que a temperatura das células solares seja muito alta, mas o fluxo de água contínuo, passando por dentro de cada painel, evita que elas superaqueçam e se tornem ineficientes.

Entra em jogo então o sistema de armazenamento de energia: O calor capturado pelo circuito de resfriamento é transferido para um sistema secundário, que flui para um reservatório subterrâneo, onde a água é mantida termicamente isolada a uma temperatura de 90 °C.

O sistema integra geração e armazenamento de energia.
[Imagem: RayGen]

Ciclo Rankine

Quando a produção de eletricidade cai, ou quando chega a noite, o tanque de armazenamento térmico, juntamente com um reservatório de água fria, acionam um motor de ciclo Rankine, no qual a água quente é usada para evaporar amônia e girar uma turbina para gerar eletricidade.

A amônia é então resfriada e condensada novamente pela água fria para realimentar o ciclo.

"No lado solar, somos comparáveis em termos de custo com a energia fotovoltaica em escala de fazenda em uma base de dólar por watt," disse Kira Rundel, da RayGen. "Do lado do armazenamento, a nossa opção é semelhante à hidrelétrica. E, em termos de custo de armazenamento de energia, como estamos usando apenas água, então ela também é semelhante à hidrelétrica."

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