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Sexta-feira, 13 de Março de 2009

Fotovoltaica comestivel

Italianos criam painéis solares que geram energia com cascas de frutas

Plantão | Publicada em 12/03/2009 às 18h35m

Pesquisadores italianos da Universidade Tor Vergata, em Roma, anunciaram ter produzido energia elétrica a partir de painéis solares elaborados com cascas de frutas, verduras e legumes. Os cientistas trabalham no Polo Solar Orgânico, instituto criado dois anos atrás pela região de Lazio e com a participação da iniciativa privada para estudar o emprego de materiais orgânicos em fontes renováveis de energia.

A nova geração de painéis solares substitui o uso do silício por uma mistura de pigmentos de alimentos que podem ser sintetizados biologicamente. A inovação está na elaboração de um material que absorve a radiação solar e a transforma em eletricidade. O grupo de pesquisadores inspirou-se na fotossíntese, processo natural das plantas de absorção de gás carbônico e emissão de oxigênio na atmosfera.

As células solares orgânicas são formadas por corantes naturais extraídos do mundo vegetal. A ciência básica por trás é a mesma do painel tradicional. Mas muda a composição química dos elementos e a espessura da lâmina que pode ser aplicada ao produto final em película, plástico ou vidro. "Em comparação com as atuais células solares, a orgânica é mil vezes mais fina. A diferença de capacidade de absorção da energia solar varia de pigmento para pigmento, mas ela é mínima", afirmou o professor Franco Giannini, diretor do Polo, à BBC Brasil.

Os componentes eletrônicos e químicos do painel localizam-se entre as duas placas de eletrodos e são sobrepostos uns aos outros, em camadas de estratos nas quais ocorrem as reações fotovoltaicas. Durante o processo de transformação da energia, alguns componentes recebem a irradiação solar e outros extraem a carga para a produção de eletricidade. "Trabalha-se essencialmente com o dióxido de titânio. As células ativadas pelos corantes absorvem a radiação solar, permitindo o fenômeno da separação das cargas para a produção da energia", descreve Giannini.

Os principais elementos da nova tecnologia fazem parte de uma longa lista de pigmentos naturais de origem vegetal. Frutas silvestres, ricas em antocianinas (pigmento natural encontrado na berinjela, amoras e uvas), ou folhas de espinafre, com complexos de proteína, por exemplo, possuem propriedades capazes de ajudar na transformação da energia solar em elétrica. "Usamos aquilo que é jogado fora, as cascas da laranja, por exemplo, e a transformamos em matéria básica para a geração de energia elétrica. O Brasil tem uma agricultura forte e pode se interessar por essa tecnologia", afirmou Giannini, que já trabalhou no país.

O painel, semitransparente ou colorido, pode captar a luz independentemente da inclinação e da intensidade dos raios solares. Esses fatores contam no processo, mas menos com a nova tecnologia. "Uma diferença fundamental é que estas células orgânicas são tridimensionais, enquanto as tradicionais são bidimensionais. Isso significa que podem absorver a luz em todas as direções, são mais eficientes. Elas captam a radiação da luz difusa", contou Giannini. Isso significa que o céu encoberto de nuvens continua a ser uma fonte eficiente de energia solar.

A nova tecnologia poderá aumentar a produção dos painéis solares reduzindo o custo do valor da energia transformada. Hoje, os painéis a base de silício custam entre 6 a 12 euros por watt. Com a revolução a caminho, os preços podem cair para 2 euros por watt através dos painéis orgânicos.

O silício é o principal elemento químico encontrado no planeta depois do oxigênio e a matéria-prima básica usada para a elaboração dos semicondutores, usados nos painéis. O mineral, presente na areia do mar, por exemplo, é caro por causa do processo de transformação para a indústria. Ele acaba sendo o responsável por 60% do preço final do produto.

"O custo da aplicação do silício se paga em quatro anos, contra apenas um das células orgânicas", diz Giannini. Além disso, as máquinas para construção dos painéis devem custar cerca de 1 milhão de euros, contra os 15 ou até mesmo 100 milhões necessários para outras formas de painéis fotovoltaicos. Os novos modelos também serão mais seguros. "A manutenção é mais fácil e o roubo não é interessante, pois como alguém vai levar embora uma janela, por exemplo?", pergunta o professor.

O painel incorporado à janela tem ainda a função de repor a energia elétrica em parte usada na iluminação noturna, descarregando-a e acumulando-a em uma bateria. A fonte de calor das lâmpadas aciona o processo de transformação da energia irradiada pela luz em eletricidade.

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publicado por ehgarde às 21:57
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Quarta-feira, 2 de Julho de 2008

Italianos usam parapente para gerar energia

Italianos usam parapente para gerar energia

Publicada em 01/07/2008 às 13h05m - O Globo

Engenheiros italianos estão trabalhando para aperfeiçoar o protótipo de uma vela que, inspirada nos movimentos do kitesurf e do parapente, seria capaz de capturar o vento para gerar energia elétrica.

Os pesquisadores, da Universidade Politécnica de Turim e da empresa Kitegen, iniciaram os estudos há quatro anos e esperam que a vela proporcione uma nova fonte de energia renovável. Segundo eles, a idéia é concorrer com os modernos moinhos de vento.

Chamado de Kitgen, o protótipo está em fase de aperfeiçoamento e consiste em uma vela com área de 10 metros quadrados. Em setembro do ano passado, o protótipo voou sobre as colinas perto de Turim, no norte da Itália, a 800 metros de altitude e conseguiu produzir 40kW de energia.

"O sistema serve, essencialmente, para substituir as grandes centrais de energia a petróleo, gás e energia nuclear", explica um dos idealizadores, o engenheiro Mario Milanese. "Com ventos de cerca de 10 metros por segundo, ele já pode gerar de 20 a 25 kW - o suficiente para alimentar dezenas de casas", afirma Milanese

Investimento

Apesar do competitivo preço do sistema - 20 euros/MWh - que é duas ou três vezes menor que o de fontes de energia não renováveis, a política do governo italiano aponta para outra direção: o investimento em energia nuclear. Depois da crise de Chernobyl, um referendo popular realizado em 1987 tinha fechado as três centrais italianas em operação e a quarta em construção. No entanto, o novo governo italiano anunciou a decisão de voltar a investir em energia nuclear.

Simulações feitas durante o estudo indicam que 200 velas podem gerar 1000 MW de energia - o equivalente a uma central nuclear média - a um sexto do custo e com risco zero para o meio ambiente.

'Pipa no ar'

O Kitgen funciona com um princípio simples, semelhante ao de uma pipa no ar. No entanto, sua realização é complexa. A vela é ligada a uma plataforma mecânica móvel no chão, composta de turbina e gerador elétrico. Ela gira segundo a direção do vento e o movimento é transmitido para a estrutura em terra através de dois cabos presos em suas extremidades. Eles também são usados para controlar as velas e são acionados por motores. Esta força "extra" gasta cera de 15% da energia produzida. A situação se complica ainda mais quando um verdadeiro carrossel roda no ar e na terra.

Ao aumentar a área de cobertura e a altitude das velas, a capacidade de captar a energia eólica multiplica-se de forma exponencial. Dezenas de velas podem ser sustentadas por cabos ligados a um rotor conectado nas turbinas capazes de acionar os geradores elétricos.

Um programa de computador coordena os movimentos das velas, distantes 80 m uma da outra, através de sensores instalados nas pontas. Eles informam as condições do vento para uma central, de onde saem as manobras que garantem a trajetória, a estabilidade e a tração ideais.

O sofisticado sistema de navegação, equipado com GPS, permite manter uma rota em forma de oito no céu, com subidas e descidas. "As condições de uso são com ventos entre 5 e 35 metros por segundo. Acima ou abaixo destas velocidades os kites podem voltar para a terra", explica Milanese.

Alguns projetos semelhantes estão em andamento em todo o mundo, mas o italiano é o mais avançado. Na Alemanha, um sistema eólico já é usado para abater os custos da viagem de cargueiros pelos mares. A vela solta no ar, mas presa por longos cabos na traseira da embarcação ajuda a impulsionar os navios e a localizar a rota mais rápida e econômica.

(Ver também aqui)

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publicado por ehgarde às 16:05
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