quarta-feira, 28 de outubro de 2015

Novo recorde na produção de hidrogênio por Energia SOLAR

Novo Recorde na produção de Hidrogênio por Energia Solar




Eletrólise solar
Caiu um recorde de eficiência na produção de hidrogênio a partir da luz solar que já durava 17 anos.
                                   Novo recorde na produção de hidrogênio por energia solar 
Uma equipe da Alemanha e dos EUA fabricou um tipo especial de célula solar que quebra diretamente as moléculas de água com uma eficiência de 14%, o que é muito próximo da eficiência das células solares que convertem a luz do Sol em eletricidade.
Essas células solares também são conhecidas como "folhas artificiais", parte de um campo de pesquisas denominadofotossíntese artificial.
A conversão direta da luz solar em hidrogênio tem inúmeras vantagens porque o hidrogênio pode ser armazenado, eliminando a inconstância da Energia Solar, e utilizado quando necessário em uma ampla gama de finalidades, inclusive em células a combustível, nas quais pode produzir eletricidade sem gerar poluentes.
Células solares em série
A base da inovação são as células solares em série, fabricadas com materiais conhecidos como semicondutores III-V.
Matthias May testou mais de 100 combinações desses materiais até conseguir a melhor receita.
Além disso, ele desenvolveu uma técnica fotoeletroquímica que modifica a superfície dos semicondutores, o que otimiza sua capacidade de quebrar as moléculas de água em hidrogênio e oxigênio.
Economia do Hidrogênio
"Projeções indicam que a geração de hidrogênio a partir da luz solar usando semicondutores de alta eficiência poderia ser economicamente competitiva com as fontes de energia fóssil em níveis de eficiência de 15% ou mais. Isto corresponde a um preço do hidrogênio de cerca de US$4 por quilograma," disse o professor Thomas Hannappel, coordenador do trabalho.
Mas, nesse campo, rendimento não é tudo: a durabilidade é essencial para uma produção sustentada de hidrogênio.
As amostras se mantiveram estáveis por mais de 40 horas, o que é muito em relação às demonstrações anteriores. Contudo, as projeções também mostram que é necessário alcançar uma vida útil de pelo menos 1.000 horas para que essas folhas artificiais comecem a gerar energia renovável de forma economicamente viável. E seria recomendável também livrar-se dos catalisadores de ródio, um metal do grupo da platina muito raro e caro.

Célula Solar zumbi gera energia depois de morta

Célula Solar Zumbi gera Energia depois de morta


Célula solar zumbi gera energia depois de morta
As Células Solares orgânicas viraram zumbis depois que todo o seu eletrólito secou - mas elas continuaram funcionando. [Imagem: Gerrit Boschloo Lab/RSC]
Células solares de plástico
As células solares orgânicas - que respondem por vários nomes, como células de Gratzelcélulas solares sensibilizadas por corantes, DSCs, células solares de plástico etc - são muito promissoras porque são fabricadas em plásticos flexíveis, podendo ser aplicadas sobre qualquer superfície, são transparentes e potencialmente muito baratas.
Além disso, elas não precisam do Sol direto, podendo gerar quantidades razoáveis de eletricidade mesmo em dias nublados ou em um lusco-fusco.
Ao contrário dos cristais de silício das células solares tradicionais, elas usam polímeros e moléculas orgânicas em estado líquido para absorver a luz e transportar as cargas elétricas geradas.
Ocorre que, com o tempo, esse líquido seca, e a célula solar orgânica deixa de funcionar - ou, pelo menos, deveria deixar de funcionar.
Célula solar zumbi
Foi isso que deu um susto na pesquisadora Marina Freitag, da Universidade de Uppsala, na Suécia, que recolheu uma série de células solares orgânicas "mortas" - cujo eletrólito tinha-se evaporado completamente - e verificou que elas haviam-se transformado em "células solares zumbis", e continuavam funcionando.
"As células solares secas funcionaram em alguns casos ainda melhor do que quando estavam cheias de líquido e vivas. A eficiência na conversão de energia de algumas aumentou até 8%, o que é um recorde para uma célula solar sensibilizada por corante com um condutor positivo sólido," conta o professor Gerrit Boschloo.
Célula solar zumbi gera energia depois de morta
A geração de zumbis parece funcionar melhor com eletrólitos que contêm cobre. [Imagem: Marina Freitag et al - 10.1039/C5EE01204J]
Os pesquisadores constataram que, quando o eletrólito secou, formou-se uma estrutura sólida capaz de transportar cargas positivas - um condutor sólido de lacunas - que ninguém havia conseguido fabricar até hoje.
Ao tentar copiar o "DNA" das células solares renascidas, a equipe verificou que não é fácil fazer clones de zumbis: é mais fácil construir as células orgânicas da maneira tradicional, líquidas, e deixá-las morrer e voltarem à vida por conta própria.
Zumbis resistentes
A descoberta é promissora porque um dos grandes entraves à comercialização das células solares orgânicas é que é muito difícil selá-las, justamente para evitar que o eletrólito evapore.
A equipe agora vai acompanhar a resistência a longo prazo das células solares zumbis para verificar se esse é um caminho seguro rumo a células solares orgânicas sólidas que sejam duráveis, alcançando uma vida útil de pelo menos alguns anos.

sábado, 17 de outubro de 2015

Dimensionamento de Sistama Solar




Dimensionamento do Controlador de carga para um Sistema Solar

Fonte Portal Energia


controlador-carga-solar

O controlador/regulador de carga é um dos principais componentes de um sistema solarfotovoltaico, sendo o responsável pela duração da vida útil dos bancos de baterias, que como todos sabemos são dos componentes mais dispendiosos nestes sistemas solares.
A função do regulador de carga, é a de proteger as baterias de serem sobrecarregadas, ou descarregadas profundamente, e assim garantir, que toda a energia produzida pelos painéis fotovoltaicos, é armazenada com maior eficácia nas baterias.
Os controladores de carga possuem uma série de dispositivos que informam permanentemente sobre o estado de carga do sistema e alertam o utilizador para que este possa adaptar a instalação às suas necessidades particulares, aumentando assim o tempo de vida útil das baterias.
Os reguladores de carga, utilizam-se principalmente em sistemas isolados da rede, ou seja autónomos, compostos por módulos fotovoltaicos, ligados a um regulador, que por sua vez está ligado a baterias para alimentação.

Os reguladores de carga devem ser seleccionados tendo em atenção as características do sistema fotovoltaico utilizado e as características de tensão e corrente envolvidas no sistema solar fotovoltaico.

Dimensionamento do Controlador de Carga

O controlador de carga é definido pela tensão de trabalho do sistema e pela maior corrente exigida. A capacidade do controlador deve superar a corrente dos painéis ou as de consumo, naquele em que for maior o valor.
esquema-sistema-solar-fotovoltaico
Devem ser calculadas ambas as correntes (corrente dos painéis solares e a corrente a ser consumida) sendo seleccionada a corrente mais elevada.
O valor total de corrente é o consumo dividido pela tensão de trabalho do equipamento.
Verifique a corrente máxima exigida pelos equipamentos que serão ligados ao sistema solar.
Para os painéis solares, deve basear-se na corrente discriminada na tabela de características do produto.
A corrente do sistema será a soma das correntes máximas geradas pelo(s) paine(is) solar(es). Obtenha o total, levando em consideração a associação dos painéis conectados.
Defina o controlador pelo maior valor encontrado (painel ou consumo).

Exemplo

Para um consumo diário de 570 Watt/hora, sendo a produção de 600 Wh.
Divide-se este valor pela tensão do sistema, obtendo-se a corrente que será necessária para escolher o controlador.

Exemplo para um sistema a funcionar em 12 Vcc

600 W / 12 V = 50 Amperes

Caso a corrente total supere a capacidade de um controlador, divida sua instalação em duas ou mais linhas (barramentos) de energia, executando o mesmo principio de balanceamento de carga de uma instalação eléctrica convencional.
Se a instalação for em 12V será necessário a divisão da carga em dois controladores de 30A + 30A = 60A que será maior que os 50A.

Exemplo para um sistema a funcionar em 24 Vcc

600 W / 24 V = 25 Amperes

Neste caso, com a instalação em 24V não será necessário a divisão da carga, e só será utilizado um controlador com capacidade maior que 25A, ou seja por exemplo um de 30A.

NOTA IMPORTANTE

Não é recomendável instalar sistemas que trabalhem em alta corrente, excepto para aplicações específicas.
Esses sistemas não são recomendados devido a serem exponencialmente mais caros, e por requererem mais cuidado e segurança.
Balancear a carga, dividindo a potencia total em barramentos, dentro do mesmo critério do utilizado na eléctrica convencional, é uma forma recomendada, segura e racional de instalação.
Existem diversos modelos de controladores de carga para sistemas solares fotovoltaicos, dependendo do fabricante. Dimensione o seu sistema de acordo com as necessidades e tendo sempre atenção à segurança e qualidade dos equipamentos.

segunda-feira, 5 de outubro de 2015

Sustentabilidade Energética Solar ao Redor do Mundo


JVT'SOLAR Twitter
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Energia Solar Alimentando os Satélites ao 

Redor do Mundo