PV-Leaf é um produto inovador projetado por cientistas do Imperial College London, que é uma réplica de uma folha real. Inspirado no processo de transpiração natural, ele é capaz de gerar eletricidade de forma mais eficiente. Ele tem a tendência de produzir 10% mais eletricidade do que os painéis solares tradicionais, ao mesmo tempo em que aborda efetivamente os problemas de superaquecimento. Com potencial para produção substancial de energia e água doce, o PV-Leaf promete avançar a transição energética global.
O design da folha fotovoltaica incorpora vidro, células fotovoltaicas, fibras de bambu e células de hidrogel, criando uma réplica notável de uma folha real. Através dessa tecnologia, a água se move e se distribui uniformemente por toda a estrutura da folha artificial. Em seguida, essa água evapora da superfície, resfriando-a . Esse design inovador elimina a necessidade de bombas, ventiladores, unidades de controle e materiais porosos dispendiosos. Ele não só produz mais água limpa e energia térmica, como também se ajusta facilmente às mudanças na temperatura ambiente e nas condições solares.
Natureza inspirada
A folha da planta é composta por diversas estruturas que facilitam o movimento da água das raízes até as folhas, processo que ocorre através da transpiração.
Inspirado na elegância das folhas das plantas, o engenhoso conceito da folha fotovoltaica replica o processo natural de transpiração, facilitando o movimento, a distribuição e a evaporação da água de forma eficiente. As folhas fotovoltaicas extraem calor das células solares fotovoltaicas de maneira eficaz e econômica , imitando os feixes de nervuras das folhas com fibras naturais e replicando as células esponjosas com hidrogéis. Provavelmente, é por isso que essa folha fotovoltaica é mais eficiente na captação de energia solar e hídrica.
Cientistas simularam o processo de transpiração em plantas e descobriram que a folha artificial tem o potencial de gerar mais eletricidade. Diversos experimentos demonstraram que uma folha fotovoltaica é capaz de produzir mais de 10% de eletricidade adicional em comparação com painéis solares tradicionais, que normalmente perdem até 70% da energia solar incidente para o ambiente. Mas qual é a produção média diária de um painel solar?
Altas temperaturas levam ao superaquecimento dos painéis solares, às vezes até 65° Celsius ou mais. Isso afeta amplamente sua eficiência, pois o aumento de calor e temperatura resulta em movimento energético de elétrons no semicondutor. Isso leva ainda a uma resistência maior, resultando em saída reduzida.
O Dr. Gan Huang , Pesquisador Honorário do Departamento de Engenharia Química e coautor do estudo, afirmou: "Este design inovador possui um enorme potencial para melhorar significativamente o desempenho dos painéis solares, garantindo também custo-benefício e praticidade."
Segundo o Dr. Huang, a folha fotovoltaica tem o potencial de usar o calor recuperado e produzir simultaneamente água doce e térmica adicional. Como ambos serão gerados no mesmo componente, é possível que a folha gere bilhões de metros cúbicos de água anualmente , se medido. Embora a tecnologia ainda esteja em desenvolvimento, a equipe de pesquisa está bastante otimista com essa invenção.
O professor Christos Markides , chefe do Laboratório de Processos de Energia Limpa e autor do estudo, afirmou: "A implementação desse design inovador em forma de folha pode ajudar a acelerar a transição energética global, ao mesmo tempo que aborda dois desafios globais urgentes: a necessidade de maior energia e água doce."
Esta folha fotovoltaica é mais eficiente em captação solar e de água, mas os cientistas também se inspiraram em plantas para geração de energia anteriormente. Assim como em maio, uma equipe de cientistas da Universidade de Cambridge desenvolveu um tipo de folha artificial que usa luz solar, converte água e CO2 em propanol e etanol. Ambas são alternativas limpas à gasolina ou ao diesel.
Fonte: Um novo design de folha solar bioinspirado com maior eficiência de captação de energia.
