Hanergy fabrica um carro solar que pode funcionar por 30 dias sem cobrar

O fabricante chinês de módulos e carros de filme fino Joylong Automobile aplicou células de filme fino no teto de um pequeno veículo comercial que foi testado por um mês. A Hanergy diz que seu K-Car poderia oferecer um alcance diário efetivo de 50 a 100 km sem cobrar.

O K-Car deu um grande passo no Centro de Pesquisa e Tecnologia Automotiva da China. 

Imagem: Hanergy

A Hanergy, fabricante de filmes finos, afirma ter produzido o "primeiro veículo solar comercial do mundo" após um mês de testes, confirmando que seu K-Car chinês opera 20 km por dia sob luz solar "normal" por 30 dias sem recarregar.

A empresa chinesa divulgou um comunicado à imprensa na sexta-feira, explicando que seus módulos de filme fino CIGS foram aplicados no teto de um Kei-Car japonês, a menor categoria de veículo que pode circular nas rodovias do país.

O K-Car chinês desenvolvido pela subsidiária Hanergy Glory Solar Technology do Hanergy Mobile Energy Holding Group e pelo fabricante de automóveis Joylong Automobile, com sede em Xangai, foi testado no Centro de Pesquisa e Tecnologia Automotiva da China.

Hanergy disse que a bateria do veículo reteve mais de 60% da carga após 30 dias do teste. O fabricante da célula alegou que entre 60 e 80% da carga da bateria era mantida no final de cada dia de operação, o que equivale a outros 30-80 km de autonomia para uma autonomia total durante o dia entre 50 e 100 km sem carga, graças às células do teto do veículo.

Com a província chinesa de Hainan pronta para interromper a venda de veículos a gasolina e diesel a partir de 1º de março, a Hanergy diz que seu K-Car oferece uma solução de veículo comercial testada na estrada para uso diurno e que a empresa está tentando trabalhar com fabricantes de automóveis em todo o mundo para implantar sua solução de teto solar.

A empresa expandiu em 2017 a gama de triciclos de distribuição equipados com teto solar com autonomia por 20 km, permitindo 79 dias de uso sem recarga, de acordo com o comunicado de imprensa da última sexta-feira.

Hanergy disse que trabalhou em sistemas de teto solar com a Audi e forneceu "tapetes solares" para a empresa DHL para uso em sua frota no Reino Unido no ano passado, para operações de energia, como elevação da cauda e expansão do sistema. gama de veículos elétricos. A empresa também propôs seu trabalho nos veículos de entrega Solar Runner nº 1 para os correios chineses STO Express e ZJS Express e seu projeto conjunto com o fabricante de ônibus TAM-Europe no que descreveu como o primeiro ônibus de traslado da China com um teto solar de camada fina.

Fraunhofer ISE mostra um teto solar colorido para carros na feira

Cada vez mais fabricantes de automóveis e institutos de pesquisa estão desenvolvendo conceitos que combinam mobilidade eletrônica e energia solar. Até agora, as extensões da gama de painéis para carros entre 10 e 60 km são o limite da inovação. O teto do Fraunhofer é tingido com uma cor que oculta as células, mas deixa passar a maior parte da luz.

O teto solar do Fraunhofer ISE é "invisível". - Imagem: Fraunhofer ISE

Quem pensaria que os painéis solares atrairiam atenção em uma das maiores feiras de automóveis do mundo?

O Instituto Fraunhofer para Sistemas de Energia Solar trouxe uma aplicação de módulos fotovoltaicos ao seu estande no International Motor Show em Frankfurt, Alemanha. Com a mobilidade elétrica nos lábios de todos, a incorporação de módulos solares na carroceria do carro é a mais atraente, e o Fraunhofer ISE apresentou um teto de carro com células de silício monocristalino.

O teto integrado da cabine tem uma potência máxima de 210 W/m². No teto de uma cabine de tamanho padrão, isso somaria cerca de 300 W. Em um dia ensolarado de verão, a autonomia de direção poderia ser estendida em cerca de 10 km.

"Isso corresponde a um aumento anual de uma quilometragem média de aproximadamente 10%, ou uma redução equivalente no consumo de combustível", anunciou Fraunhofer. "O cálculo é baseado na radiação solar não sombreada em Freiburg im Breisgau, no consumo de um carro elétrico de 17 kWh por 100 km e em uma quilometragem anual de 15.000 km". O instituto afirmou que seria possível usar a corrente gerada para alimentar o ar condicionado ou o aquecimento, uma vez que ambos consomem energia que de outra forma limitaria o alcance.

As células se sobrepõem um pouco e grudam em um adesivo eletricamente condutor. Isso garante que toda a superfície do telhado possa ser usada. Segundo os desenvolvedores do teto solar, as perdas de resistência são menores e a arquitetura de sombreamento melhora, o que se traduz em um aumento de eficiência de 2%.

Fraunhofer também enfatizou a estética do telhado. As células solares são laminadas em um filme de polímero entre painéis de vidro esfericamente curvados, o que os torna adequados para os telhados panorâmicos de automóveis. O vidro é manchado com uma cor especial para ocultar as células solares. Com menos de 2% de perdas de eficiência, o revestimento de vidro 'Morpho-Color' poderia ser uma adição estética razoável que não comprometeria significativamente a funcionalidade, de acordo com seu desenvolvedor.

Desde 2016, o Fraunhofer ISE explora as aplicações de painéis solares para eletromobilidade. Os pesquisadores já equiparam seis caminhões nos EUA. e Europa com sensores de irradiação e temperatura e mapearam os parâmetros por um período prolongado. Na Europa, diz-se que um teto de caminhão típico oferece um potencial anual de geração solar de 5-7 MWh.

Durante o último ano, os fabricantes apresentaram conceitos de carros movidos a energia solar. A empresa holandesa Lightyear anunciou um carro movido a energia solar com um alcance de 450 milhas - 40-50 deles fornecidos pela carroceria do veículo. Isso multiplica por quase nove o alcance do teto solar Fraunhofer.

Depois de adicionar um teto solar de 180 W ao seu modelo Prius em 2017, a montadora japonesa Toyota fez uma parceria com a Sharp e a Organização para o Desenvolvimento de Nova Energia e Tecnologia Industrial para desenvolver uma tecnologia celular que buscava oferecer eficiência 34% de conversão em massa. A célula de junção tripla combina fosfeto de índio e gálio (InGaP), arseneto de gálio (GaAs) e arseneto de índio e gálio (InGaAs). As células cobrem o capô, teto e porta-malas, fornecendo 860 W. A Toyota disse que o ganho de alcance seria de 40 a 60 km.

A Hyundai também equipou seu modelo Sonata com um teto solar que, segundo ele, poderia fornecer 1300 km de autonomia adicional por ano.

Os fabricantes precisam lidar com o desafio de fornecer a corrente e a tensão corretas do teto solar enquanto o carro está em movimento. O Prius solar 2017, assim como o Hyundai Sonata, só podem carregar baterias quando estão inativas.

A Toyota, no entanto, anunciou mais tarde que a nova versão do Prius poderia estender seu alcance à medida que viaja. O Lightyear também possui uma bateria menor, que depende do teto solar do carro de 16 pés quadrados para estender o alcance.

Miasolé atinge 20,56% de eficiência com tecnologia flexível CIGS

A Miasolé, subsidiária da Hanergy, com sede na Califórnia, quebrou seu próprio recorde interno de eficiência de células de filme fino, superando a marca de 20%. A eficiência de 20,56% em um substrato flexível foi confirmada pelo Laboratório Nacional de Energia Renovável dos EUA.

Em janeiro, a Solliance incluiu a tecnologia CIGS da Miasole em uma célula em tandem com perovskita que alcançou 21,5% de eficiência. Imagem: Solliance

O fabricante de filmes finos Miasolé quebrou seu próprio recorde de eficiência CIGS, alcançando 20,56% com uma célula solar CIGS depositada em um substrato de folha de aço inoxidável.

O dispositivo mediu 0,86 cm² e foi produzido na linha de produção piloto da Miasolé na Califórnia. Recentemente, a empresa estabeleceu um novo recorde para um módulo CIGS de grande área flexível em 17,44% . A empresa diz que sua mais recente conquista é o resultado de melhorias no processo, observando que a eficiência de célula mini equivalente para o módulo de área grande é de 19,8%.

De acordo com Miasolé, a célula foi produzida usando processos que são diretamente transferíveis para fabricação de alto volume. O diretor de tecnologia da empresa, Atiye Bayman, disse à revista pvque a Miasolé faz seu desenvolvimento na linha de produção, e que mini-células como essa são importantes para mostrar melhorias no nível do diodo, na junção ou na camada de absorção.

Bayman prossegue explicando que aumentar de 0,86 cm² para uma célula de tamanho total de 136 cm², provavelmente significaria uma perda de eficiência de 1-1,5% devido a não-uniformidade e micro-shunt, com outra perda de cerca de 0,5% vindo de célula para módulo. Ele também observa que as medições de terceiros incluem estabilização de luz, o que pode impactar ainda mais a eficiência em 1-2%, e não é o caso das medições de mini célula.

Miasolé relata que a eficiência estabilizada de luz atual de sua linha de produção piloto na Califórnia é de 17,1%, enquanto sua fábrica na China, que opera uma versão mais antiga da receita, tem uma eficiência média de produção de 16,2%.

Sentindo uma oportunidade para PV interno

Um novo artigo publicado por cientistas do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) examina o potencial para integrar pequenas células solares nos sensores sem fio necessários para alimentar o ecossistema de Internet das coisas (IoT), muitos dos quais estão localizados em ambientes fechados. Este mercado pode representar uma oportunidade única para tecnologias fotovoltaicas de filmes finos e perovskitas, em particular, para reduzir o risco inerente ao aumento da produção em escala comercial.

Células solares flexíveis, como esta desenvolvida pela NREL, poderiam permitir uma integração mais fácil com os sensores e os nós da internet das coisas, de acordo com um novo estudo do MIT. Imagem: Dennis Schroeder / NREL

Cientistas do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) delinearam o que poderia ser uma oportunidade significativa para novos fabricantes de energia solar, na forma de 'PV indoor'.

De acordo com o MIT, o mercado de células fotovoltaicas internas, como as usadas para turbinar relógios e calculadoras, valia apenas US$ 140 milhões em 2017. Mas as reduções de preço da energia solar estão começando a se alinhar com a diminuição de requisitos de energia para tecnologias como sensores sem fio , Etiquetas RFID e beacons Bluetooth. O MIT prevê que bilhões desses sensores serão instalados nos próximos anos, além de afirmar que sua dependência atual de energia da bateria é um fator importante de restrição, levando a um desempenho sacrificado para maior vida útil da bateria e operações adicionais e custos de manutenção associados à substituição dessas baterias .

A integração de células fotovoltaicas aos dispositivos poderia resolver muitos desses problemas, levando a universidade a prever um boom no mercado fotovoltaico interno, superando US$ 1 bilhão anualmente em 2024. Cerca de metade dos sensores devem ser colocados em ambientes fechados, com pouca ou nenhuma acesso à luz solar, significando que as células fotovoltaicas teriam que contar com luz artificial, tipicamente em intensidades três ordens de grandeza abaixo da luz solar.

Matéria material

A análise do MIT, explicada no artigo Tecnologia e Perspectiva do Mercado para Células Fotovoltaicas Internas, publicado na revista Joule, sugere que o baixo desempenho de luz fraca do silício não o tornaria um bom candidato para aplicações fotovoltaicas internas, abrindo a porta para vários filmes finos. tecnologias.

Tecnologias emergentes, incluindo PV e perovskitas orgânicas, exibiram o tipo de desempenho de pouca luz necessário para a PV interna, e seus problemas de estabilidade bem documentados seriam menos problemáticos em ambientes internos. O tipo de sensor que está sendo alimentado pode ter uma vida útil muito mais curta que os 20 anos mais, o que se tornou o padrão da indústria.

Para os perovskitas em particular, o MIT teoriza que o mercado interno de PVs pode fornecer uma oportunidade para mitigar muitos dos riscos associados à introdução comercial: “Nossa análise de mercado neste documento deixa claro que o rápido crescimento do mercado interno de IoT poderia fornecer um ideal ponto de partida para produtos de perovskita, permitindo que uma nova empresa de PV estabeleça clientes, receita e credibilidade antes de estabelecer instalações de fabricação de painéis solares de grande escala ”, afirmam os autores.

Volume baixo

As impressionantes reduções de custos alcançadas pela solar até agora resultaram de economias de escala, algo que terá de ser totalmente desconsiderado quando se trata de PV interno - o que significa que o baixo investimento em equipamentos e processos de produção é uma consideração importante. A análise do MIT prevê que para materiais de película fina estabelecidos, bem como perovskitas e outros novos entrantes, os custos de fabricação devem ser baixos o suficiente, embora seja necessário mais trabalho para entender o impacto do investimento inicial em produção de menor volume .

Ao prever uma taxa de crescimento de mercado anual de 70% para dispositivos fotovoltaicos alimentando sensores de IoT, os pesquisadores observam três coisas necessárias para garantir esse desenvolvimento de mercado - um conjunto de padrões universais para medir o desempenho de PVs internos, o desenvolvimento de dispositivos especialmente ajustados a esse ambiente e o desenvolvimento de modelos de custo e de negócios para fabricação de baixo volume.

Miasolé estabelece novo registro flexível de eficiência do CIGS

A subsidiária da Hanergy, baseada nos Estados Unidos, Miasolé, alcançou um recorde de eficiência de conversão de 17,44% para um módulo CIGS flexível de grande área. O registro foi confirmado pelo Instituto Fraunhofer para Sistemas de Energia Solar.

Em janeiro, a Solliance incluiu a tecnologia CIGS da Miasole em uma célula em tandem com perovskita que alcançou 21,5% de eficiência. Imagem: Solliance

A Miasolé anunciou hoje que atingiu 17,44% de eficiência com um módulo flexível que usa a tecnologia de cobre selênio de índio e gálio (CIGS). A conquista foi confirmada de forma independente pelo Fraunhofer ISE e será adicionada à coleção de registros de PV na revista Progress in Photovoltaics.

O recorde foi alcançado em um módulo com área de abertura de 1,08m², produzido na linha de produção da Miasolé em Santa Clara, Califórnia. O material da célula CIGS foi depositado em um substrato flexível por meio de um processo de deposição de vapor físico, segundo a empresa, produz células solares de alta eficiência com alto rendimento.

A tecnologia CIGS tem potencial para a produção de módulos solares leves e flexíveis. Embora tenha sido produzido comercialmente em pequenas quantidades durante anos, o interesse industrial na tecnologia cresceu nos últimos anos, com vários gigawatts de nova capacidade de produção aumentando na Ásia.

De acordo com Miasolé, a tecnologia flexível CIGS desenvolvida pode ser usada na construção ou mesmo em painéis integrados a veículos. "Continuaremos a liderar o setor fornecendo produtos inovadores e poderosos que permitem novas aplicações para energia solar", disse o diretor de tecnologia Atiye Bayman.

A subsidiária Hanergy Solibro detém o recorde de eficiência CIGS em um módulo solar rígido tradicional desde o início de 2018, enquanto o fabricante japonês Solar Frontier - que produziu módulos CIGS comercialmente por décadas - estabeleceu o recorde mundial para a tecnologia em 22,9%, alcançado em uma célula de 1cm².

Vários institutos de pesquisa líderes, incluindo a imec e a Solliance, relataram eficiências bem acima de 20% para células em série combinando camadas de perovskita e CIGS. Em janeiro, este último relatou 21,5% de eficiência para uma célula em tandem, cuja camada CIGS foi fornecida por Miasolé.

Como as ligas de selênio proporcionam um filme fino de CdTe

Comparando a distribuição de selênio no material (esquerda) com a luminescência do material, que é claramente mais brilhante em áreas com mais selênio. Editorial: Universidade de Loughborough

Um novo estudo realizado por uma equipe internacional de cientistas das principais instituições do Reino Unido e dos Estados Unidos fornece uma explicação sobre como a adição de seleneto pode melhorar significativamente a eficiência das células solares de telureto de cádmio. Explicar o aumento de desempenho fornecerá aos pesquisadores uma rota para explorar mais melhorias de eficiência, aumentando ainda mais o custo do material.

Vários estudos confirmaram que a adição de selênio ao material de células solares de telureto de cádmio (CdTe) pode fornecer um aumento significativo de eficiência. Os principais painéis solares de CdTe atualmente no mercado têm cerca de 17% de eficiência de conversão, e a liga de selênio no material aumentou isso para o atual recorde mundial de 22,1% , estabelecido pela First Solar em 2016.

Mas o mecanismo que causou esse aumento de eficiência não foi bem entendido, limitando seu progresso. Agora, uma equipe internacional de pesquisadores liderada pela Universidade de Loughborough, no Reino Unido, foi capaz de observar as propriedades de luminescência do material e fornecer uma explicação para o fenômeno. Seus resultados são publicados no artigo Entendendo o papel do selênio na passivação de defeitos para células solares de telureto de cádmio de selênio de alta eficiência , publicado na revista Nature Energy .

Experiências usando catodoluminescência e espectrometria de massa de íons secundários mostraram que a adição de selênio tem o efeito de passivar defeitos no cristal da camada de CdTe - o que significa que os elétrons gerados quando a luz do sol atinge o material são menos propensos a ficar preso no material e se recombinar.

Os pesquisadores compararam a luz emitida de áreas com pouco ou nenhum selênio com áreas do material onde o selênio estava mais concentrado. "Nós mapeamos a luminescência emitida a partir de uma célula solar contendo selênio em uma resolução de cerca de 1 / 10.000th de um milímetro e comparamos com um mapa similarmente de alta resolução da concentração de selênio tomada exatamente na mesma área da célula" explica Tom Fiducia, um estudante de Ph.D no Centro de Tecnologia de Energia Renovável da Universidade de Loughborough e o principal autor do artigo. “É notavelmente óbvio quando você vê os dados que as regiões ricas em selênio luminesce muito mais brilhantes do que o telureto de cádmio puro, e o efeito é notavelmente forte”.

Entender o mecanismo por trás do aumento da eficiência permitirá aos cientistas olhar para otimizá-lo para ganhos ainda maiores. "Isso poderia ser simplesmente aumentando a quantidade de selênio nos dispositivos ou alterando suas distribuições dentro da célula", explica Fiducia. "Espero que os resultados possam ser úteis para outros pesquisadores e, em última análise, causar um impacto positivo".

Heliatek e Lechwerke testam fachada fotovoltaica em silo de grãos

Os 120 filmes solares da Heliatek têm seis metros de comprimento e 32 polegadas de largura. Eles estavam ligados ao silo de grãos a uma altura de cerca de 20 metros. Imagem: LEW / Timian Hopf

As duas empresas colaram 230 metros quadrados de filme solar na superfície de concreto de um silo de grãos em Donauwörth, na Alemanha. O filme deverá gerar aproximadamente 6.700 kWh de quilowatts-hora de energia solar por ano. A Lechwerke e a Heliatek querem abrir um novo potencial para o uso de PV em outras superfícies com o projeto piloto.

Cerca de 230 metros quadrados de área em um silo de grãos foram cobertos com folhas solares especiais em Donauwörth, no distrito de Donau-Ries, na Bavária, Alemanha. A instalação de 10 kW é composta por 120 elementos fotovoltaicos fornecidos pela Heliatek, fabricante de Dresden.

Em cooperação com a fornecedora de energia Lechwerke, a empresa planeja realizar testes de longo prazo sobre a tecnologia, que foi implantada em uma superfície de concreto. Através deste projeto piloto, as empresas querem monitorar a produção anual de eletricidade, estimada em cerca de 6.700 kWh / kilowatts / hora. A energia solar gerada será utilizada para autoconsumo pelo silo de grãos.

A Heliatek quer incorporar os resultados do piloto no desenvolvimento de seus próprios produtos, já que precisa otimizar a chapa solar antes de lançar a produção em série do material no próximo ano. Além disso, as empresas esperam identificar outros usos potenciais, incluindo a instalação de PV nas superfícies de edifícios e armazéns da fábrica. Mesmo nessas aplicações, a energia solar gerada poderia então ser usada para fins de autoconsumo.

Diz-se que a folha solar oferece vantagens importantes em relação aos módulos solares cristalinos tradicionais.

“Nossa experiência anterior mostrou que os custos de atualizações de energia eficientes são menores do que com os módulos fotovoltaicos convencionais”, explicou Michael Meißner, engenheiro de desenvolvimento de produtos da Heliatek.

A empresa diz que os módulos solares flexíveis consistem em camadas ultrafinas de moléculas orgânicas, baseadas em carbono, que são aplicadas a filmes flexíveis de PET a temperaturas muito baixas. No caso do silo de grãos, isso foi feito no lado sul da estrutura a uma altura de cerca de 20 metros, para evitar sombras projetadas por edifícios adjacentes.

No ano passado, a Heliatek lançou outro projeto piloto com Innogy no porto de Duisburg, na Alemanha. As empresas colaram 185 metros quadrados de folhas solares na fachada de metal de um armazém no local.

Filme encapsulante de Borealis e Borouge para impulsionar carros de corrida movidos a energia solar

Os principais especialistas em embalagens da Borealis e Borouge estão patrocinando a Agoria Solar Team no Bridgestone World Solar Challenge de 2019, na Austrália, enquanto usam seu portfólio 'Quentys' de materiais encapsulantes de módulos fotovoltaicos no teto do carro de corrida solar.

A Borealis e a Borouge's afirmaram que assinaram um contrato de patrocínio de dois anos com a equipe da Universidade KU Leuven, na Bélgica, na expectativa de serem colocadas em posição mais alta nas próximas duas corridas. 

Em junho de 2018, o lançamento comercial de dois novos tipos de filmes encapsulantes baseados nas classes de poliolefinas (PO) da Borealis Quentys foram reivindicados para trazer melhorias adicionais ao desempenho e confiabilidade do módulo fotovoltaico a longo prazo, bem como maior eficiência de custo. Esses filmes agora estão sendo usados ​​para encapsular e proteger as células solares montadas no carro de corrida.

"Eu seria duramente pressionado para encontrar uma melhor demonstração do poder da energia solar do que esta corrida", afirma Rudi Peters, Gerente de Cadeia de Valor Global da Borealis Solar. “Nossos filmes encapsulantes Quentys permitirão que essa equipe jovem e ambiciosa impulsione seu carro de corrida de maneira melhor e mais eficiente do que antes. Além disso, ao patrocinar essa próxima geração, nós da Borealis estamos ajudando a fomentar a inovação, que acabará por beneficiar toda a indústria solar.”

“Nossos testes de encapsulamento frente e verso da Quentys confirmaram sua estabilidade e facilidade de uso, e suas excelentes propriedades ópticas significam que as perdas serão reduzidas ao mínimo”, explica Nelis Geurts, membro da equipe da Agoria Solar responsável pela produção do módulo do carro . “Isso nos permitirá explorar cada gota de energia do sol. Estamos confiantes de que esta parceria com a Borealis nos ajudará a ser o primeiro carro solar a cruzar a linha de chegada na Austrália." 

O Bridgestone World Solar Challenge, que acontece duas vezes ao ano, é uma corrida cansativa de 3.000 km que atravessa paisagens desafiadoras e o teste definitivo para um veículo movido a energia solar.

Traçando um caminho para células solares flexíveis mais baratas

Um pesquisador da Georgia Tech possui uma célula solar baseada em perovskita, que é flexível e mais leve que as versões baseadas em silício. Crédito: Rob Felt, Georgia Tech

Há muito o que gostar sobre células solares baseadas em perovskita. Eles são simples e baratos de produzir, oferecem flexibilidade que pode desbloquear uma ampla gama de métodos e locais de instalação e, nos últimos anos, atingiram eficiências energéticas que se aproximam das tradicionais células à base de silício.

Mas descobrir como produzir dispositivos de energia baseados em perovskita que duram mais do que alguns meses tem sido um desafio.

Agora, pesquisadores do Instituto de Tecnologia da Geórgia, da Universidade da Califórnia em San Diego e do Instituto de Tecnologia de Massachusetts relataram novas descobertas sobre as células solares de perovskita, que podem levar ao surgimento de dispositivos com melhor desempenho.

"As células solares de perovskita oferecem muitas vantagens potenciais porque são extremamente leves e podem ser feitas com substratos plásticos flexíveis", disse Juan-Pablo Correa-Baena, professor assistente na Escola de Ciência e Engenharia de Materiais da Georgia Tech. "Para poder competir no mercado com células solares à base de silício, elas precisam ser mais eficientes."

Em um estudo publicado em 8 de fevereiro na revista Science e patrocinado pelo Departamento de Energia dos EUA e pela National Science Foundation, os pesquisadores descreveram em maior detalhe os mecanismos de como adicionar metal alcalino às perovskitas tradicionais leva a um melhor desempenho.

"Os perovskitas podem realmente mudar o jogo na energia solar", disse David Fenning, professor de nanoengenharia da Universidade da Califórnia em San Diego. "Eles têm o potencial de reduzir custos sem perder desempenho. Mas ainda há muito a aprender fundamentalmente sobre esses materiais."

Para entender os cristais da perovskita, é útil pensar em sua estrutura cristalina como uma tríade. Uma parte da tríade é tipicamente formada a partir do elemento chumbo. A segunda é tipicamente constituída por um componente orgânico, como o metilamónio, e a terceira é frequentemente composta por outros halogenetos, como o bromo e o iodo.

Nos últimos anos, os pesquisadores se concentraram em testar diferentes receitas para obter melhores eficiências, como adicionar iodo e bromo ao componente principal da estrutura. Mais tarde, eles tentaram substituir o césio e o rubídio pela parte da perovskita normalmente ocupada por moléculas orgânicas.

"Nós soubemos de trabalhos anteriores que adicionar césio e rubídio a uma perovskita mista de chumbo e iodo leva a uma melhor estabilidade e maior desempenho", disse Correa-Baena.

Mas pouco se sabia por que a adição desses metais alcalinos melhorou o desempenho das perovskitas.

Para entender exatamente por que isso parecia funcionar, os pesquisadores usaram mapeamento de raios-X de alta intensidade para examinar as perovskitas em nanoescala.

"Ao olhar para a composição dentro do material da perovskita, podemos ver como cada elemento individual desempenha um papel na melhoria do desempenho do dispositivo", disse Yanqi (Grace) Luo, estudante de doutorado em nanoengenharia na UC San Diego.

Eles descobriram que, quando o césio e o rubídio eram adicionados ao bromo misturado e perovskita de chumbo iodo, ele fazia o bromo e o iodo se misturarem mais homogeneamente, resultando em eficiência de conversão até 2% maior do que os materiais sem esses aditivos.

"Descobrimos que a uniformidade na química e estrutura é o que ajuda uma célula solar de perovskita a operar em seu potencial máximo", disse Fenning. "Qualquer heterogeneidade nesse backbone é como um elo fraco na cadeia."

Mesmo assim, os pesquisadores também observaram que, embora a adição de rubídio ou césio fizesse o bromo e o iodo se tornarem mais homogêneos, os próprios halogenetos metálicos permaneceram relativamente agrupados, criando "zonas mortas" inativas na célula solar que não produzem corrente.

"Isso foi surpreendente", disse Fenning. "Ter essas zonas mortas normalmente mataria uma célula solar. Em outros materiais, elas agem como buracos negros que sugam elétrons de outras regiões e nunca os deixam ir, então você perde corrente e voltagem.

"Mas nesses perovskitas, vimos que as zonas mortas ao redor do rubídio e do césio não eram muito prejudiciais para o desempenho das células solares, embora houvesse alguma perda atual", disse Fenning. "Isso mostra como esses materiais são robustos, mas também que há ainda mais oportunidades de melhoria."

As descobertas contribuem para o entendimento de como os dispositivos baseados em perovskita funcionam em nanoescala e podem lançar as bases para futuras melhorias.

"Esses materiais prometem ser muito rentáveis ​​e de alto desempenho, o que é praticamente o que precisamos para garantir que os painéis fotovoltaicos sejam implantados amplamente", disse Correa-Baena. "Queremos tentar compensar as questões da mudança climática, então a ideia é ter células fotovoltaicas o mais baratas possível".

Fonte: Instituto de Tecnologia da Geórgia

Jolywood revela novo painel de malha transparente para reduzir o custo nivelado de eletricidade

SUZHOU, China, 12 de novembro de 2018 /PRNewswire/ — A Jolywood (Suzhou) Sunwatt Co. Ltd. (SZ: 300393) (Jolywood), principal fornecedora do mundo de painéis solares e células solares bifaciais de alta eficiência tipo N, lançou seu novo painel de malha transparente, que foi desenvolvido em conjunto com a DuPont China Ltd. e certificado pela TUV Rheinland.

Em uma licitação para criar produtos solares de ponta, a equipe de pesquisa e desenvolvimento da Jolywood desenvolveu um painel de malha transparente que apresenta uma malha reflexiva adicional nas áreas em branco entre as células solares nos módulos. Isso permite à malha aumentar a potência do módulo em até 5-6W, e melhor proteger a camada interna do painel. Além disso, o produto é leve, respirável e com alta transmissão de luz. Essas características fazem do produto um ótimo ajuste como componente para módulos bifaciais. Comparado com o de vidro duplo, o painel de vidro com transparência possui mais vantagens de custo no rendimento do produto, taxa de esmagamento de transporte e instalação, custo de fixação, O&M, etc.

Lin Jianwei, presidente da Jolywood, declarou: “Estamos orgulhosos do grande trabalho que nossa equipe líder mundial tem realizado para desenvolver esse avanço mais recente em tecnologia de painel. A Jolywood possui 10 anos de experiência proporcionando painéis de alta qualidade para o encapsulamento de módulos. Temos empreendido esforços para desenvolver produtos inovadores para a indústria fotovoltaica e continuará a implementar mais produtos a fim de promover a aplicação rápida de módulos bifaciais”.

Além disso, a DuPont China se uniu à Jolywood para desenvolverem produtos FV em conjunto. Wang Wei, gerente geral mundial da DuPont China, declarou que a Jolywood tem sido uma parceira estratégica importante, e ambas as empresas têm trabalhado de perto para desenvolver produtos de painel transparente valiosos e continuarão envidando esforços.

Além dos painéis de malha transparente, a Jolywood também proporciona as células solares bifaciais mono tipo N mais eficientes. A eficiência de conversão de suas células bifaciais TOPcon tipo N excede 22,5%. Com seus painéis recém-lançados, a Jolywood poderá oferecer as soluções mais bem modeladas e cuidadosamente projetadas para clientes como SPIC Xi’an Solar Power Co., Ltd., que tem cooperado com a Jolywood nas células IBC tipo N, planejando ampliar sua colaboração no desenvolvimento de células e painéis.

Sobre a Jolywood

A Jolywood (SZ: 300393) é a líder mundial no desenvolvimento, produção e comercialização de painéis solares fotovoltaicos, células solares bifaciais monocristalinas de alta eficiência do tipo N e módulos bifaciais. Fundada em 2008, a Jolywood (Suzhou) Sunwatt Co. Ltd. (Jolywood Suzhou) é a maior fabricante mundial de painéis fotovoltaicos, com uma capacidade de produção anual de mais de 100 milhões de metros quadrados. A Jolywood (Taizhou) Solar Technology Co. Ltd. (Jolywood Taizhou), uma subsidiária integral da Jolywood Suzhou, foi fundada em 2016 e lidera a indústria solar global com 2,4 GW de capacidade de fabricação de células solares bifaciais tipo N desde 2017.

Painéis solares criados em impressora convencional são realidade na Austrália

A Austrália é um país que está investindo em energias renováveis nos últimos tempos. A novidade que o país trouxe desta vez foi a criação de painéis solares impressos. Isso mesmo! Os painéis solares são criados através de impressoras convencionais, utilizando uma tinta eletrônica especial em folhas laminadas transparente. As folhas são bem finas, como um único pedaço de papel.

Os responsáveis por essa invenção é uma equipe de pesquisadores dirigida pelo professor da Universidade de Newcastle, na Austrália. Segundo informações do diretor do projeto, os painéis solares impressos podem ser colocados em qualquer lugar plano, pois são flexíveis e leves. A instalação das folhas foi feita através de tiras de velcro que cobriram uma área de, aproximadamente, 100 metros quadrados. O projeto ainda está em fase de testes. O professor revelou que ele e sua equipe estão trabalhando há mais de quinze anos para fazer os painéis solares impressos.

A fase de testes pode ter duração de seis meses. O principal objetivo de ser um prazo maior é conseguir avaliar o desgaste do produto, capacidade de produção de energia e melhorias que podem ser feitas. Tudo está sendo feito de forma minuciosa para que, em alguns anos, essa tecnologia inovadora esteja disponível para ser comercializada. As atualizações e adaptações serão feitas para o melhor desenvolvimento e desempenho do projeto.

O professor diretor da invenção ainda declarou que o custo para produzir os painéis solares impressos é baixo, sendo cerca de US$ 10 por metro quadrado. Outra vantagem, segundo o professor, é a rapidez com que os painéis solares impressos podem sem implantados. Para a Austrália, que busca soluções eficientes e rápidas para reduzir o consumo de energia comum, o projeto se torna uma ótima opção.

Esta tecnologia está virando realidade! Os painéis solares impressos possuem grande sensibilidade a níveis baixos de luz, ou seja, são capazes de produzir energia também em dias nublados. O que é mais incrível nesta tecnologia é que os painéis impressos podem, até mesmo, produzir uma pequena quantidade de energia por meio do luar.

O projeto tem muitos diferenciais! A impressora de escala de laboratório pode produzir com facilidade centenas de metros de material por dia. Já uma impressora de escala comercial pode aumentar a produção em quilômetros. Dez impressoras funcionando vinte e quatro horas por dia seria capaz de imprimir painéis solares para fornecer energia a 1000 casas por dia. Nenhum outro equipamento de energia solar pode ser fabricado tão rápido, garante o professor.

A Austrália demonstrou potencial para dobrar a energia solar em 2018. A partir disto, muitos projetos de energia solar fotovoltaica estão sendo desenvolvidos no país. Há algum tempo a Austrália divulgou a notícia do desenvolvimento de uma tinta capaz de capturar a luz solar e convertê-la em energia elétrica. Também, foi anunciado no país a construção da maior bateria de lítio para energia solar.

Petrobras vai produzir painéis fotovoltaicos flexíveis

A Petrobras trabalha com a perspectiva de entrar no mercado de produção e comercialização de uma nova geração de painéis solares flexíveis. Para isso, a empresa firmou com o Centro Suíço de Tecnologia e Microtecnologia Brasil (CSEM Brasil), sediado em Minas Gerais, cooperação para desenvolvimento de um composto para produção de células fotovoltaicas impressas e flexíveis. Os investimentos são de R$ 23,77 milhões ao longo de dois anos e meio.

“Os painéis fotovoltaicos flexíveis são uma solução tecnológica interessante para o futuro da energia”, disse o gerente-geral de Pesquisa e Desenvolvimento em Refino e Gás Natural do Centro de Pesquisas da Petrobras (Cenpes), Oscar Chamberlain. Ele explica que esses painéis são uma nova forma de produção de energia elétrica através da fonte solar e apresentam vantagens, por exemplo, porque são feitos de um material flexível e transparente, que pode ser usado na própria roupa, no celular, no carro, na fachada de prédios.

Chamberlain analisa que o CSEM Brasil avançou nessa área e alcançou uma escala que permite desenvolver e colocar painéis flexíveis quase de uso industrial. No caso da Petrobras, o interesse é avançar um pouco mais nessa fronteira do conhecimento e trabalhar no desenvolvimento conjunto de um novo componente desses painéis, feitos com polímeros, onde são colocados compostos orgânicos com capacidade de atuar como célula fotovoltaica (dispositivo para converter a luz do sol em energia elétrica).

Estrutura cristalina

“A Petrobras quer trabalhar com uma nova estrutura cristalina, que é a perovskita, que pode aumentar sensivelmente a capacidade de absorção e transformação em energia elétrica da emissão solar”, destacou Chamberlain. Isso está sendo desenvolvido tanto para painéis solares rígidos quanto, no caso em questão, para painéis flexíveis. Há estudos de que filmes com perovskita solar podem atingir, ou mesmo ultrapassar, a eficiência dos atuais painéis solares rígidos de silício, com menores custos de produção.

Com mais de 30 anos de experiência no desenvolvimento de catalizadores para refino, o Cenpes usa agora conhecimentos para o desenvolvimento de ingredientes inorgânicos. “A gente já trabalha com nanotecnologia há um bom tempo”, lembrou Chamberlain. Segundo ele, o desenvolvimento desses novos ingredientes pode aumentar a eficiência dos painéis fotovoltaicos flexíveis.

As energias renováveis, com destaque para a solar e a eólica, são prioridades no plano de investimentos da Petrobras. “Dentro das estratégias em renováveis, [o objetivo] é atuar em negócios de energia renovável de forma rentável”, afirmou.

A companhia tem projetos para entrar gradualmente no mercado de geração solar distribuída. “Não é só produção de energia para consumo interno. Dentro da missão de ser uma empresa integrada de energia, a Petrobras quer trabalhar também uma opção de mercado”. No Plano de Negócios e Gestão de 2019 a 2023 não está prevista a entrada da Petrobras no mercado de produção e comercialização de painéis solares flexíveis.

Componentes químicos

Os componentes químicos que vão ser depositados nos filmes de polímero serão testados e desenvolvidos no CSEM Brasil, podendo evoluir para outras escalas. A Petrobras espera ter os primeiros resultados das pesquisas já no primeiro ano do termo de cooperação. Os filmes obtidos serão produzidos e comparados com os compostos comerciais disponíveis no momento.

De acordo com informação da assessoria de imprensa da Petrobras, pesquisas sobre a aplicação do composto perovskita à conversão da energia solar vêm sendo feitas no exterior há cerca de dez anos, em instituições dos Estados Unidos e da Inglaterra. “É um material de ponta que tem grandes esforços para seu desenvolvimento”, disse Chamberlain.

O gerente-geral do Cenpes informou que a Petrobras vai buscar parceria com universidades e institutos de pesquisa do Brasil e do exterior para o desenvolvimento desse elemento, como faz habitualmente em outros projetos, atuando junto com 120 universidades do Brasil.

Módulo fotovoltaico HIT da Panasonic adotado para o novo Prius PHV da Toyota

A Panasonic Corporation anunciou que desenvolveu recentemente o “Módulo fotovoltaico para automóveis HITTM”, que foi adotado pelo novo Prius PHV lançado em fevereiro de 2017 pela Toyota Motor Corporation (denominada daqui por diante Toyota Motor). Além disso, foram adotadas as baterias automotivas de íons de lítio prismáticas da Panasonic para as baterias do propulsor, assim como no Prius PHV lançado em 2012.

Recém desenvolvido “Módulo fotovoltaico para automóveis HITTM gera energia e carrega propulsor e baterias de 12 V.

A Panasonic Corporation trabalhou no desenvolvimento de novas aplicações para células solares por meio do uso efetivo de tecnologias de alto desempenho e confiabilidade, e conhecimento que foi acumulado ao longo das etapas de desenvolvimento, fabricação e venda de módulos fotovoltaicos para uso residencial, público e industrial.

As células solares da Panasonic têm uma estrutura única que combina um substrato cristalino de silício com uma película de silício amorfa, e apresenta uma alta eficiência de conversão e excelentes características térmicas. 

Células solares automotivas convencionais podem gerar até várias dezenas de watts e têm sido usadas apenas para a carga auxiliar de baterias de 12 V e para fontes de energia para a ventilação de carros estacionados; no entanto, o uso dos recursos de células solares da Panasonic permite uma alta saída (aprox. 180 W) em uma área limitada do teto do carro, permitindo a carga das baterias de íons de lítio do propulsor, bem como das baterias de 12 V, resultando em uma possível ampliação da autonomia de um veículo elétrico e aumento da economia de combustível.

Além disso, a Panasonic desenvolveu tecnologias para laminar vidro curvo tridimensional para se adaptar ao elegante design da carroceria do novo Prius PHV, conseguindo instalar os módulos no teto sem prejudicar o design avançado. Eventualmente, isto contribuirá para a melhoria do desempenho ambiental do veículo.

A Panasonic se esforçará para expandir o uso do “Módulo fotovoltaico para automóveis HITTM” e contribuirá para com a criação de uma sociedade ambientalmente sustentável no campo automotivo, assim como nos campos residencial e industrial.

Fonte: Businesswire

Estacionamento solar inovador para carregar veículos elétricos é criado por empresa mineira

Todos sabemos que os carros elétricos vieram para ficar, e claro, como consequência tem surgido muitos projetos para melhoramento dessa inovação. Aqui no Brasil surgiu algo extremamente sustentável: o projeto Carport. A ideia é que o produto seja facilmente integrável às cidades, utilizando energia solar de baixo custo e com a menor pegada de carbono possível.

Já há uma previsão de que em 2025, os automóveis elétricos representem 15% do mercado mundial. Muitos países já anunciaram que em breve só será fabricados carros elétricos neles e lógico, com isso só aumentará a quantidade desses veículos no mundo.

“Um estacionamento que gera energia fotovoltaica é o que faz mais sentido hoje. Não adianta você ter um carro elétrico, cuja energia vem de uma termelétrica – substituindo o óleo do carro pelo óleo da termelétrica – assim como outras fontes que geram impactos nocivos. Não há nada mais lógico do que investir em um sistema que gera energia, sem nenhum dano ao meio ambiente, e carrega seu carro que não polui”, comenta Rodrigo Vilaça, líder do projeto no CSEM Brasil.

Essa inovação brasileira, vai trazer mais praticidade, menor custo e mais possibilidades de design. Como as tecnologias tradicionais possuem um material muito pesado – cerca de 20kg por m² – a estrutura de um estacionamento com painéis tradicionais precisa ser muito mais robusta, aumentando os custos de produção, e instalação e dificultando sua popularização.

Agora, com o OPV o peso cai para apenas 400g por m², além de ser flexível e transparente, abrindo espaço para um design futurista e atrativo. Tudo isso com uma produção que utiliza materiais completamente orgânicos a baixas temperaturas, o que caracteriza os painéis de OPV como a energia solar com menor impacto ambiental existente.

“Um Carport vai gerar energia com muito mais facilidade de instalação. Nosso target é um estacionamento futurístico, barato e prático – que você poderia comprar, por exemplo, na Leroy Merlin, levar para a casa e instalar onde desejasse”, esclarece Vilaça.

Tecnologia de energia solar é aplicada em transporte de cargas

A brasileira Sunew, maior fabricante de OPV orgânico do mundo, fechou parceria com a TA -Transportadora Americana para que o semirreboque realize todas as suas funções essenciais com alta performance sem depender da cabine.

O projeto piloto, iniciado em agosto, tem por objetivo testar a nova tecnologia em energia solar orgânica para atingir desempenho máximo em segurança (GPS e sistema de exaustão) e economia de bateria e combustível.

Dessa forma, o semi-reboque é adesivado com o filme orgânico, capaz de absorver luz solar de forma difusa. A energia é convertida por meio de um sistema eletrônico, que a distribui para os compartimentos necessários.

“Diferentemente das estruturas convencionais, que precisam estar conectadas à bateria para garantir a operação, os modelos com a tecnologia do filme possibilitam ao motorista uma viagem mais segura, confortável e econômica”, explica o gerente de Novos Negócios da Sunew, Filipe Ivo.

Segundo Celso Luchiari, diretor da TA, a tecnologia apresenta custo baixo em relação aos benefícios. “Uma de nossas operações exige carretas cofre, com fechadura eletrônica. Com essa tecnologia a alimentação da energia acontece de forma independente ao cavalo, evitando contra tempos como travamento das portas e perda de configuração do sistema. Ganhamos tempo e agilidade nos processos de transferência.”

Luchiari acrescenta que espera aumentar em breve o projeto piloto, podendo chegar a dezenas de veículos. “Realmente é fácil imaginar um futuro próximo onde todos os nossos veículos possam ser sustentáveis e eficientes.”

A tecnologia do OPV (Organic Photovoltaics) é a única adequada para esse tipo de aplicação, isso porque, por ser flexível como a borracha não sofre impacto com a movimentação do veículo nas estradas. Já os demais produtos disponíveis no mercado, por terem células rígidas, trincam com o atrito.Tecnologia inovadora de energia solar é aplicada em transporte de cargas.

Vantagens Gerais:

• LEVEZA – Não sobrecarrega a estrutura;

• FLEXIBILIDADE – Única tecnologia solar capaz de resistir às vibrações torções que o semirreboque é submetido, se adequando à estrutura conforme movimentação;

• ENERGIA – alternativa de energia limpa independente do funcionamento do motor ou de qualquer outra fonte externa.

Vantagens para o semirreboque:

O OPV gera energia a partir da fonte solar para alimentar sistemas como GPS, freios ABS, sistema de exaustão, entre outros que podem inclusive funcionar de forma autônoma.

• SISTEMA DE EXAUSTÃO AUTÔNOMO – Evita o aumento da temperatura do baú e possíveis perdas de produtos sensíveis, como medicamentos, alimentos e produtos químicos;
• GPS – Rastreamento do semirreboque por meio de um sistema independente do cavalo, potencialmente reduzindo roubos de carga;
• DISPONIBILIDADE DE ENERGIA NO BAÚ – Sistema de energia para uso múltiplo independente da conexão ao cavalo e do acionamento do motor;
• ILUMINAÇÃO DE SEGURANÇA – Manutenção de luzes de sinalização mesmo com o motor desligado;
• BATERIA – Aumento da vida útil da bateria do caminhão
• ECONOMIA DE COMBUSTÍVEL – Economia indireta de combustível pelo uso da fonte de energia fotovoltaica para alimentar sistemas.

Fonte: Industriatividade

Conheça o telhado de concreto que produz energia elétrica a partir da luz solar

Técnicas modernas de design digital e construção civil permitiram que pesquisadores da Suíça criassem HiLo: um projeto de telhado de concreto arqueado e superfino que, futuramente, será usado em unidades residenciais para ajudá-las a produzir toda a energia elétrica de que precisam. Além de tudo, sua construção é feita incorporando muito menos materiais que os métodos tradicionais.

COMO É FEITO?

Pesquisadores do Instituto Federal de Tecnologia de Zurich revelaram os detalhes deste protótipo sinuoso e autoportante. O telhado é composto de múltiplas camadas, incluindo concreto, bobinas de resfriamento e aquecimento, isolamento térmico e mais concreto, sendo esta última camada equipada com uma fina película de células fotovoltaicas.

Este primeiro modelo tem 7,6 metros de altura e área de cobertura igual a 160 metros quadrados. O que é curioso, no entanto, é sua espessura: a média é de apenas 5 centímetros, muito abaixo de valores de estruturas convencionais. Nas bordas, a espessura chega a ser de 2 centímetros. Incrível, não é?

Uma rede de cabos suporta um material têxtil polimérico, servindo como formas e armaduras para o concreto. Os pesquisadores usaram uma mistura de concreto com densidade muito precisa, fluida o suficiente para ser pulverizada e firme o suficiente para não escorrer.

NO FUTURO

Em 2018, uma nova estrutura similar será erguida no topo do Instituto de Ciência de Materiais e Tecnologia da HiLo Penthouse. Os professores convidados viverão e trabalharão nesta cobertura, que deverá produzir toda a energia elétrica necessária graças às células fotovoltaicas que a ETH Zurich descreveu como uma fachada solar adaptável.

Foto: ©Block Research Group, ETH Zurich / Michael Lyrenmann

Novo carro movido a energia solar da Audi chega no final desse ano

Audi A3 Sportback e-tron

A ideia de um carro movido a energia solar vem sido falada por por anos, com muitas empresas pouco conhecidas prometendo trazer o conceito à vida. Mas agora, isso pode finalmente acontecer. Audi anunciou recentemente que está trabalhando em um protótipo de veículo com energia solar e que eles esperam completar o projeto até o final desse ano, 2017.

A Audi juntou-se à Alta Devices, uma divisão chinesa de especialista em células solares para desenvolver filme fotovoltaico super fino que pode ser integrado em um teto de vidro panorâmico.

Filme fotovoltaico

As células solares então alimentariam os sistemas elétricos do veículo, como o sistema de ar condicionado ou aquecedores de assentos, o que melhoraria a autonomia de um veículo elétrico.

A ideia de usar a energia solar para acessórios não é totalmente nova: Toyota e Nissan também usam a tecnologia.

A melhor notícia é que as duas empresas esperam melhorar a tecnologia, de modo que a energia solar possa carregar diretamente a bateria de um carro elétrico. A Audi não deu um cronograma para essa capacidade, mas as novas células solares têm uma eficiência de mais de 25%. Audi também diz que as células solares, que serão produzidas na Califórnia pela Alta Devices, funcionam bem em condições de pouca luz e alta temperatura.

“A gama de carros elétricos desempenha um papel decisivo para nossos clientes. Juntamente com a Hanergy, pertencente a Alta Devices, planejamos instalar tecnologia solar inovadora em nossos carros elétricos que irão ampliar a sua gama e também é sustentável “, afirmou o Dr. James Bernd Martens, membro da equipe de administração da Audi.

BYPASS DIODES DE MAIORIDADE NOS SISTEMAS INTEGRADOS A EDIFICAÇÃO

O desenvolvimento de módulos solares flexíveis de película fina, incluindo as células solares Cobre-índio-Gálio-Selenídeo (CIGS), tem sido um grande benefício para o mercado de BIPV. A tecnologia não apenas forneceu aos projetistas a oportunidade de expandir a arquitetura tradicional e transformar os edifícios em estruturas esteticamente agradáveis ​​e produtoras de energia, mas também demonstrou a capacidade de alcançar melhorias impressionantes ano a ano em termos de eficiência.

No passado, os líderes no campo do BIPV só conseguiam reunir eficiências de desempenho na faixa de cerca de 8%. Isso significava que, para obter eficiências equivalentes às da tecnologia tradicional de painéis solares de silício, você precisava de duas a três vezes mais painéis solares para obter a mesma potência - a economia não só não funcionava, significava que você precisava de mais espaço para abrigar o telhado. tecnologia. Hoje, muitos dos principais produtos BIPV CIGS, como a gama Metektron e Flextron da BIPVco, estão atingindo eficiências na faixa de 16-17%, o que está ajudando a transformar a economia do BIPV de um nicho para uma tecnologia convencional.

Os fabricantes que criam a tecnologia de módulos solares flexíveis de película fina têm trabalhado arduamente para introduzir eficiências no processo de produção. Por exemplo, novas ferramentas proprietárias foram introduzidas por algumas empresas, permitindo que todas as camadas do filme PV sejam depositadas de uma só vez.

Na BIPVco, nós construímos nossos módulos com Bypass Diodes embutidos dentro da área da célula do módulo ao invés de dentro da caixa de junção como nos módulos cristalinos de silício. Isso ajuda a reduzir o efeito negativo das células sombreadas em outras partes do módulo e melhora o desempenho e a eficiência geral do sistema. Células sombreadas dissipam energia como calor e causam “pontos quentes”, arrastando a curva IV global do grupo de células. Bypass Diodes contorna este problema, permitindo que a corrente passe por células sombreadas e, assim, reduza as perdas de tensão através do módulo. Nós introduzimos um módulo com 28 diodos, o que significa que 56 células são protegidas por diodos a cada 2 células - a abordagem padrão é de apenas três diodos por módulo (1 diodo por 20 células).

À medida que a eficiência continua a aumentar, inversamente, estamos vendo o custo de produção cair, o que significa que o BIPV é mais barato do que nunca. As economias de escala, provocadas pelo surgimento de novos fabricantes e pela "industrialização" da cadeia de suprimentos, tiveram o efeito de aumentar a concorrência e reduzir os custos dentro de um nicho de mercado. Com o tempo, isso está ajudando a reduzir o preço da tecnologia BIPV. Algo que nós da BIPVco estamos muito animados.

Célula solar mais eficiente do Brasil é desenvolvida no Sul

Um estudo da Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS) em parceria com a Eletrosul produziu células solares com a maior eficiência do Brasil, 17,3%, e de forma totalmente industrial. Intitulado “Desenvolvimento de Processos Industriais para Fabricação de Células Solares com Pasta de Alumínio e Passivação”, o projeto de P&D ANEEL comprovou que é possível a produção de mais potência elétrica com a mesma quantidade de silício.

O projeto foi desenvolvido pela equipe do Núcleo de Tecnologia em Energia Solar (NT-Solar) da PUCRS e coordenado pelos professores da Faculdade de Física Izete Zanesco e Adriano Moehlecke, com apoio de alunos do Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Tecnologia de Materiais da Faculdade de Engenharia. A maior eficiência registrada até então no Brasil, de 17%, era de uma célula solar (foto) produzida em laboratório pelo NT-Solar, em parceria com a Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) e com o Instituto de Energia Solar da Universidade Politécnica de Madri, da Espanha.

O resultado do projeto de P&D, iniciado pela PUCRS e Eletrosul em 2015, é importante para o setor produtivo de módulos fotovoltaicos no Brasil. A professora Izete Zanesco, umas das coordenadoras do estudo, explica que a célula solar foi desenvolvida em lâmina de silício grau solar e se diferencia do processo padrão da indústria atual de células solares de silício. Isso, porque o campo retrodifusor foi produzido pela difusão de boro, em vez de alumínio, o que possibilitou a passivação de ambas as faces da célula solar. 

Nesta célula solar, a passivação foi produzida por dióxido de silício que é crescido nas duas faces simultaneamente. “Se o custo do processo não aumentar, então, há uma redução do custo da produção de energia elétrica a partir da conversão direta de energia solar”, explica Izete. A professora ressalta que o próximo passo é comparar o custo do processo desenvolvido pela equipe do NT-Solar com o custo atual do processo padrão da indústria.

Há mais de 10 anos, a Eletrosul vem pesquisando e incentivando tecnologias de produção de energia a partir do sol, e que deram origem ao recente desenvolvimento das células solares com a maior eficiência do Brasil. A primeira iniciativa se deu em 2004, quando a empresa participou de pesquisa coordenada pela PUCRS para o desenvolvimento de módulos fotovoltaicos com tecnologia nacional. Em seguida, a Eletrosul implantou em sua sede, em Florianópolis (SC), um projeto piloto de geração fotovoltaica (12 kilowatts), que funciona como uma planta de demonstração e estudos. A produção de energia elétrica atende parte do consumo do edifício.

Assista o vídeo:

Células fotovoltaicas solares flexíveis de filme fino

Painéis fotovoltaicos convencionais foram projetados para serem montados no solo e, na melhor das hipóteses, para a Construção Aplicada, com base na própria natureza das células de silício cristalino e suas limitações / características. Quanto a construir a funcionalidade fotovoltaica integrada, a forma e a função não combinaram. Havia uma clara necessidade de repensar a forma da energia solar fotovoltaica e sua incorporação, a fim de atender às necessidades e oportunidades que ela apresentava para uma verdadeira integração de edifícios e seus benefícios. Esta é a visão de transformar edifícios em estações de energia sem torná-los parecidos com um.

Após 5 anos de pesquisa e desenvolvimento colaborativo com parceiros da indústria, instituições acadêmicas e capitalistas de risco, a BIPVco foi direcionada para investidores globais como um negócio para integrar células solares fotovoltaicas de filme fino flexíveis diretamente em substratos e materiais comuns para telhados.

Ao longo deste período, muitas tecnologias celulares foram investigadas e descontadas. Células sensibilizadas por corantes, orgânicos, silício cristalino e perovskitas foram todas consideradas inadequadas, não suficientemente desenvolvidas tecnicamente ou ainda não comercialmente viáveis.

A tecnologia fotovoltaica de segunda geração conhecida como Cobre Indio Gálio Selinídeo (CIGS) tem sido vista como uma tecnologia de filme fino com um futuro muito brilhante, mas até 3 anos atrás não havia fabricação em escala comercial da tecnologia celular em um formato flexível.

Ao longo da fase de P & D / pré-competitiva, o business case e a proposta de valor para o cliente sempre estiveram na mente do CEO Daniel Pillai e do COO Paul Bates, os fundadores da BIPVco. “Não adianta ter uma ideia para um produto comercial e suas características e benefícios se você não puder fabricá-lo para tornar o produto em um ponto de custo razoável em parceria com parceiros sérios comerciais / de cadeia de fornecimento para oferecer um PV solar totalmente garantido. teto funcional / parede ”

Os módulos da BIPVco usam tecnologia CIGS flexível que é integrada diretamente no componente da cobertura usando adesivo ou laminação direta por vedação a quente e a vácuo. O processo foi desenvolvido para ser compatível para integração direta em telhados de aço pré-pintados de junção vertical e coberturas de membrana de camada única. A opção de descascar e colar também está disponível para os telhados de junção de alumínio.

Os substratos de invólucro de construção aprovados precisam passar por um rigoroso processo acelerado de teste e avaliação de tortura, a fim de avaliar sua estabilidade e durabilidade durante a vida garantida da funcionalidade do PV e além. Garantias de longo prazo de durabilidade e desempenho só são possíveis quando a funcionalidade PV é ancorada a um substrato robusto e durável que pode ser invocado e apoiado pelo fabricante.

Atualmente, o mais próximo de uma opção fotovoltaica integrada para um telhado é a utilização de laminados claros ou células fotovoltaicas de silício cristalino montadas em vidro, incorporadas em uma estrutura de montagem de alumínio, semelhante às soluções cristalinas tradicionais no telhado. No entanto, esta abordagem tem pouca integridade estrutural e não é a maneira mais eficiente de combinar a energia solar no tecido dos edifícios. Dois conjuntos de empreiteiros serão obrigados a instalar o telhado e a energia solar fotovoltaica usando essa abordagem, em vez de usar o único empreiteiro para instalar um sistema de cobertura com as células solares anexadas à fábrica da BIPVco pré-integradas ao sistema de cobertura.

Células fotovoltaicas de silício cristalino também têm uma aparência industrial uniforme que não apenas adiciona um peso extra considerável à estrutura do edifício (aprox. 15-20 kg / m2), mas também afeta a estética do edifício. Eles são facilmente quebrados e não muito vandalismo nem prova de roubo.

Os módulos de filme fino flexíveis não são quebráveis ​​e são parte integrante do telhado menos suscetível a roubo.

Para acabar com as células fotovoltaicas de silício cristalino, é preciso eliminar a armação de vidro e alumínio. Isso significa que a própria célula fotovoltaica precisará ser robusta o suficiente para ser conectada diretamente a um telhado e, portanto, precisará ser flexível. Células fotovoltaicas de silício cristalino são frágeis e não flexíveis, portanto, exigem que o vidro as proteja da desintegração de forças externas e de movimentos térmicos / mecânicos internos. A estrutura de alumínio é necessária para suportar o vidro.

O mercado alvo inicial é arquitetonicamente especificado, novos projetos de construção e projetos de revestimento de cobertura. À medida que o mercado muda de investimento liderado, focado no retorno sobre o investimento (ROI), um mercado mais sustentável e liderado pela demanda está emergindo. Dada a escassez de terras e sua necessidade de agricultura, etc., e o desejo de consumir a energia gerada na fonte dentro do edifício, a demanda por construção de fotovoltaicos integrados, com seus benefícios estéticos e estruturais, aumentará.

As proposições de valor das células solares fotovoltaicas de filme fino flexíveis estão envolvidas no valor do próprio telhado. “Para um novo edifício que requer geração solar fotovoltaica, a forma tradicional é ter vários empreiteiros, um para comissionar o telhado e outro para o sistema fotovoltaico aplicado ao edifício. Em nossa solução, a instalação fotovoltaica torna-se parte da própria instalação de telhados, o que apresenta ao instalador muitas oportunidades de economia de custos tanto de mão de obra quanto de material, sem mencionar os benefícios da redução de tempo e a redução associada de custos preliminares ”, afirma Daniel Pillai.

As células solares fotovoltaicas de película fina flexíveis são adequadas para coberturas comerciais, industriais e residenciais. Outros edifícios, como igrejas, estações e estádios, que devem ser reutilizados, também podem se beneficiar da aparência esteticamente simpática do produto. Os módulos pesam menos de 3kg / m2 em comparação com 15-20kg / m2 para um módulo fotovoltaico de silício cristalino. Muitos edifícios existentes têm pouca ou nenhuma capacidade de carga sobressalente e as cargas adicionais dos BAPVs os tornam inadequados. Isto abre o seu potencial de produtos flexíveis de película fina para serem usados ​​em edifícios com pouca capacidade de carga extra. O impacto zero das cargas de vento e a ausência de lastro abrem-se para aplicações de telhado muito mais largas.

Um dos primeiros projetos que o filme flexível PV utilizou foi um novo edifício universitário na Universidade de Swansea, que foi concluído em setembro de 2016. Este edifício tem 17KW de filme fino PV flexível em um telhado de metal com costura. Um dos benefícios da tecnologia CIGS é a capacidade de gerar energia com pouca luz (dias nublados). Em dias nublados de inverno, o sistema acima estava produzindo 7kW de potência. Múltiplos diodos das células menores também fornecem proteção adicional contra a perda desproporcional de geração caso as sombras sejam lançadas ou que os excrementos das aves impeçam a luz de atingir as células.

Por Daniel Pillai
CEO da BiPVco