Sistema especial de células solares produz eletricidade e calor

Captura de carbono com energia solar

Usinas de energia solar vêm em dois sabores principais: As fotovoltaicas, mais tradicionais, formadas por painéis que convertem a luz solar em eletricidade, e as termossolares, que usam espelhos para capturar um espectro mais amplo da radiação solar e a concentram para gerar calor, usado então para movimentar turbinas.

Mas também está se tornando possível fazer uma mistura dessas duas vertentes.

Pesquisadores desenvolveram um novo tipo de usina solar que gera eletricidade pelo princípio fotovoltaico, mas também possui espelhos para concentrar a radiação solar não aproveitada, que é então transformada em calor.

Os painéis solares possuem um rastreador para que acompanhem o movimento do Sol, movendo-se constantemente para aproveitar ao máximo a luz solar e captar o máximo de radiação possível. Além de produzir eletricidade, a usina também armazena calor utilizando tubos contendo líquido, localizados sob as células solares.

“O calor capturado fica em torno de 60 graus. Isso é muito alto para energia solar, mas não quente o suficiente para a captura de carbono. Portanto, também desenvolvemos uma bomba de calor avançada que pode usar a água aquecida para gerar 130 graus, o que é necessário para iniciar o processo de captura de carbono,” explicou Richard Randle-Boggis, pesquisador do instituto Sintef, da Noruega.

A planta-piloto está localizada em Trondheim, com o objetivo de fornecer mais energia renovável para indústrias de alto consumo energético.
[Imagem: SINTEF]

Dependente do clima

O objetivo principal do projeto é integrar a produção de energia solar com a captura de carbono na indústria.

“A captura de carbono é um processo que consome muita energia, normalmente exigindo cerca de 3,1 megajoules por tonelada de CO₂. Nosso sistema pode reduzir a quantidade de energia necessária para esse processo,” afirmou Randle-Boggis.

Os testes realizados em uma planta-piloto montada pela equipe mostraram que o novo sistema utilizou 0,52 megajoule a menos de energia, uma redução de cerca de 17% em relação aos sistemas convencionais.

“Com base em cálculos de modelagem, os resultados mostram que, se o sistema for otimizado e ampliado – por exemplo, reduzindo a perda de calor e melhorando a concentração solar -, a necessidade de energia para a captura de carbono poderá ser reduzida em até 39%. Isso demonstra que o potencial para melhorias adicionais é significativo,” disse Alfredo Garcia, membro da equipe.

Contudo, os testes também mostraram que, ao menos na Noruega, o rendimento dessa usina termofotovoltaica é largamente dependente do clima, e que dias nublados podem exigir o aporte de eletricidade externa para a manutenção do processo de captura de carbono.