Desperdiçar calor não é legal, dizem cientistas dos EUA

Engenheiros da Universidade de Utah desenvolveram um pequeno dispositivo que, segundo eles, poderia aumentar o desempenho de painéis fotovoltaicos e outros dispositivos eletrônicos, convertendo a energia perdida como calor novamente em eletricidade.

Pesquisadores da Universidade de Utah podem ter encontrado uma maneira de usar o excesso de calor gerado pelos sistemas de energia solar. Imagem: Ellen Forsyth / Flickr

Como aproveitar o excesso de calor que os painéis solares geram juntamente com a eletricidade é uma questão cada vez mais importante para a indústria.

Na maioria das instalações fotovoltaicas, o calor não se destina a nenhum propósito e reduz a produção de energia e a estabilidade do desempenho a longo prazo - embora pesquisadores da Arábia Saudita nesta semana tenham revelado um dispositivo que pode usá-lo para alimentar a destilação de água sem prejudicar os níveis de geração.

O calor desperdiçado também é um grande problema em eletrodomésticos, com uma equipe da Universidade de Utah citando estimativas de que até dois terços da energia consumida anualmente nos EUA é desperdiçada como calor.

Existem estratégias diferentes para lidar com esse desperdício de calor, a maioria ainda na fase de pesquisa. Uma possibilidade é a geração termoelétrica, que pode produzir eletricidade a partir de diferenças de temperatura. Acreditava-se que um limite teórico para o processo - o limite do corpo negro proposto pelo físico alemão Max Planck há mais de um século - limitasse sua utilidade. Vários estudos nos últimos anos, no entanto, encontraram maneiras de contornar o limite do corpo negro para atingir taxas mais altas de transferência de energia térmica.

Avanço

A última pesquisa desse tipo vem da Universidade de Utah. No artigo Um dispositivo de transferência de calor por radiação de campo próximo, publicado na Nature Nanotechnology , os cientistas descrevem um chip medindo 5x5mm compreendendo duas pastilhas de silício com menos de 100 nanômetros de distância. Com o chip retido no vácuo, uma das superfícies é aquecida e a outra, resfriada, gerando eletricidade a partir do fluxo de calor.

Encontrar uma maneira de colocar as superfícies de silício mais próximas a um milésimo da espessura do cabelo humano sem tocar foi a chave para o desenvolvimento do dispositivo. "Nenhum corpo pode emitir mais radiação do que o limite do corpo negro", disse Mathieu Francouer, professor associado de engenharia mecânica da Universidade de Utah. "Mas quando vamos para a nanoescala, você pode."

Segundo Francouer, esse dispositivo pode canalizar a eletricidade gerada em um aparelho, aumentando a vida útil da bateria de um laptop ou dispositivo similar em até 50%. Nas instalações solares, o chip pode aumentar a produção do sistema convertendo o calor da luz solar em eletricidade e manter a temperatura operacional do sistema mais baixa, evitando a degradação.

"Você coloca o calor de volta no sistema como eletricidade", disse o professor associado. “No momento, estamos apenas lançando-o na atmosfera. Está esquentando o seu quarto, por exemplo, e você usa o seu AC para resfriar o seu quarto, o que desperdiça mais energia. ”