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Novo material faz painéis solares gerar o dobro da energia elétrica

Tornar os painéis solares mais baratos e mais eficientes é um objetivo prioritário, para podermos ter uma fonte de energia para substituir de forma permanente os tradicionais combustíveis fósseis. A investigação tem-se centrado nos materiais,com a perovskita a servir como base na investigação de uma universidade japonesa. Agora, a famosa universidade UCLA usou este material como base para bater o recorde da célula fotovoltaica mais eficiente de sempre.

Um grupo de cientistas da Escola de Engenharia Samueli da UCLA criou uma película que permite às células fotovoltaicas dos painéis solares atingirem uma eficiência de 22,4 por cento, mais que duplicando o recorde anterior de 10,9 por cento, obtido em 2015. A perovskita, feita de chumbo e iodo, foi pulverizada sobre uma célula de vidro e uma camada de CIGS, um composto que mistura cobre, índio, gálio e selénio, e esta combinação que garante uma conversão mais eficiente da luz solar em energia elétrica utilizável.

Yang Yang, professor de ciência de materiais na UCLA, explica que “o design da nossa célula permite extrair energia de duas partes distintas do espetro de luz solar, a partir da mesma área de absorção. É mais energia do que íamos conseguir só com a camada de CIGS”. A camada de dois mícron de CIGS já garantia 18,7 por cento de eficiência energética, mas o mícron adicional de perovskita funciona como um turbocompressor de um motor de automóvel, aqui aumentando a voltagem da célula e, consequentemente, a sua geração de energia.

Apesar de ter atingido um recorde de eficiência, Yang ainda não está satisfeito com o resultado final, e deseja comprovar que “o nosso design de dupla camada pode aproximar-se dos 30 por cento de conversão de luz solar em energia, e esse vai ser o nosso próximo objetivo”. Estas células fotovoltaicas vão poder ser integradas em vidros, facilitando o uso de energia solar em construções habitáveis ou de trabalho.

FONTE – motor24.pt

Tecnologia avançada para as redes solares do futuro

A penetração dos sistemas de energia solar conectados à rede tem aumentado, de projetos de escala pública aos carros alimentados com energia solar. Sistemas avançados de energia inteligente são atualmente a chave para a próxima geração de redes de distribuição de energia renovável.

Com o rápido crescimento em variedade, produção e tamanho de projetos de energia solar, a geração de energia em frequência e/ou voltagem regulada para cargas de diferentes tamanhos, vemos um volume crescente na qualidade da energia que está sendo gerada.

Novas demandas por: custo e redução de tamanho, desempenho, receita e melhoria da qualidade, flexibilidade e gerenciamento do consumo e leis mais rigorosas estão acelerando o ritmo dos avanços em tecnologias de interface de rede, como os inversores solares.

Como as harmônicas afetam a qualidade da energia

Harmônicas são múltiplos inteiros do sinal fundamental (voltagem ou corrente a 50 ou 60 Hz) e possuem efeitos de curto e longo prazo nas redes, equipamentos conectados à rede e equipamentos eletrônicos de energia, como mau funcionamento, falhas e perdas.

Elas reduzem a confiabilidade, o ciclo de vida e a eficiência das redes elétricas. As principais desvantagens dos sistemas eletrônicos de energia são baixas (abaixo de 2kHz) e/ou altas emissões da frequência de harmônicas.

Como sabemos, em um sistema de energia elétrica, a carga elétrica não linear resultará em voltagem e correntes harmônicas. As harmônicas nas redes de energia são causa frequente de problemas na qualidade da energia.

Elas aumentam a corrente e a temperatura em dispositivos conectados e condutores, além de produzirem quedas da voltagem harmônica na resistência a curto circuito da rede, de modo a influenciar o formato da onda de tensão.

Quanto maior o valor absoluto da corrente harmônica, maior é a sua influência na distorção da voltagem da rede. A redução na corrente e na voltagem harmônica é considerada desejável.

De acordo com o padrão IEC61727, a distorção da corrente harmônica total deve ser inferior a 5% da saída indicada no inversor. E na indústria solar a maioria dos fornecedores de inversores alega nas suas fichas de dados que a harmônica total é inferior a 3%.

Reduzindo os riscos das harmônicas usando a tecnologia de inversor string

O risco de ressonância harmônica é muitas vezes negligenciado na hora de desenvolver plantas de energia solar de grande e pequena escala. Muitas vezes, essas preocupações só são reconhecidas quando a construção dos projetos está perto da conclusão.

Por isso, a operação comercial muitas vezes atrasa até que os problemas das harmônicas sejam resolvidos, deixando os desenvolvedores do projeto sob um significativo risco financeiro. Além disso, o reconhecimento tardio dos problemas pode resultar em soluções de qualidade inferior e alto custo.

Então, como você pode suprimir as harmônicas para obter redes de qualidade superior seguindo os padrões? Os inversores string absorvem e aplicam tecnologias avançadas para garantir um melhor desempenho no controle das harmônicas. Aqui temos uma visão de como eles conseguem isso.

(1) Algoritmos inteligentes: Do algoritmo inversor, a voltagem de saída é a onda senoidal. Quando há uma distorção na saída da onda PWM, a onda de saída harmônica do inversor e o controle serão influenciados.

O aumento da frequência de comutação e do número dos níveis de saída PWM pode reduzir a taxa de distorção da onda PWM. O inversor string com alta frequência de comutação e topologia de três níveis será melhor que o inversor central com baixa frequência de comutação e topologia de dois níveis.

(2) Maior frequência de comutação: Quanto maior a frequência de comutação, maior o controle da largura de banda e melhor o controle de uma ampla gama de ondas harmônicas de corrente.

Smart Energy - Energia Inteligente

Para garantir a estabilidade, o controle da largura de banda do inversor é normalmente de cerca de 1/10 da sua frequência de comutação. A frequência de comutação do inversor string (16 kHz) é muito maior do que o inversor central (3 kHz para inversor de topologia de dois níveis e 9 kHz para inversor de topologia de três níveis). Quanto melhor o controle da largura, melhor o controle da onda harmônica de ordem inferior.

(3) Tecnologia de filtragem inovadora: A parte de alta frequência da corrente fora da largura de banda deve ser filtrada pelo filtro do inversor. Normalmente, o inversor string usa o filtro LCL com forte capacidade derating da onda harmônica de alta frequência pouco influenciado pela resistência da rede. Os inversores centrais usam o filtro LC para cortar custos, o que influenciará o desempenho.

(4) Modo de filtro ativo: Em uma matriz fotovoltaica, múltiplos inversores string são posicionados a diferentes distâncias até o transformador step-up, de modo que a resistência da linha será diferente. A resistência da linha pode alterar de forma equivalente a indutância LC no filtro LCL e os diferentes parâmetros do filtro mudarão a fase da onda harmônica.

Quando múltiplos inversores são conectados em paralelo, a onda harmônica pode ser cancelada devido a diferente fase, de modo a reduzir a onda harmônica total. Com exceção do cancelamento da onda harmônica passiva, a Huawei desenvolve o modo de filtro ativo, que pode reduzir ativamente a onda harmônica para uma adaptação mais inteligente da rede.

O mundo está mudando e se transformando em uma velocidade extremamente rápida. Junto com ele, podemos ver como as tecnologias voltadas para energia solar estão seguindo o mesmo caminho, sendo uma alternativa sustentável e inovadora para um futuro hiperconectado.

FONTE – ambienteenergia.com.br

Tributação reduz competitividade da produção de painéis fotovoltaicos

Impostos sobre insumos da cadeia elevam custos para fabricantes e trazem risco da crescente demanda por projetos de energia solar no País ser atendida por equipamentos importados

Financiamento do BNDES para projetos fotovoltaicos tem exigência mínima de 60% de conteúdo localFinanciamento do BNDES para projetos fotovoltaicos tem exigência mínima de 60% de conteúdo local
(Foto: Divulgação)

A carga tributária sobre insumos preocupa fabricantes da cadeia de painéis fotovoltaicos. A falta de competitividade eleva o risco da crescente demanda por energia solar ser absorvida por equipamentos produzidos fora do País.

“O setor tem enfrentado uma situação desfavorável devido a esses tributos elevados, que chegam a até 50% sobre a matéria-prima. Isso traz prejuízo para a competitividade em relação a equipamentos importados”, afirma o presidente da Associação Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica (Absolar), Rodrigo Sauaia.

Os componentes utilizados na fabricação de um painel solar são células fotovoltaicas, feitas a partir do silício, vidro especial, filme encapsulante (acetato-vinilo de etileno), caixa de junção – que leva parte elétrica – e a moldura de alumínio.

“Existe uma distorção completa entre os tributos sobre a produção nacional e a importação do painel montado. Hoje, no Brasil, não é possível competir com os equipamentos da China, porque a tributação ocorre em vários pontos da cadeia”, relata o presidente da Associação Brasileira do Alumínio (Abal), Milton Rego.

Ele aponta que o setor fotovoltaico representa uma grande demanda para essa indústria. “Existe uma previsão de 60 mil toneladas de alumínio para os próximos dois anos em consequência dos leilões de energia. Se não houver uma discussão sobre os impostos, é difícil acreditar que esse total será entregue pelo Brasil.”

Sauaia conta que a Absolar vem trabalhando com ministérios para trazer mais competitividade por meio de uma racionalização da carga tributária. “Existe o Programa de Apoio ao Desenvolvimento Tecnológico da Indústria de Semicondutores (Padis). Pode ser utilizado para trazer competitividade ao setor, mas ainda não inclui os insumos.”

O Padis é um conjunto de incentivos fiscais para atrair investimentos na produção de semicondutores e displays, utilizados em produtos eletrônicos aplicáveis à cadeia solar fotovoltaica. “Estamos motivan- do o governo federal a incorporar insumos ao programa. Já temos um parecer favorável do Ministério da Indústria, Comércio Exterior e Serviços (Mdic), Ministério da Ciência, Tecnologia, Inovações e Comunicações (Mctic) e do Ministério da Fazenda. Aguardamos pela finalização desse processo, sem o qual a atividade dos fabricantes pode ficar em risco”, declara Sauaia.

Conteúdo local

Para receber o financiamento para aquisição de máquinas e equipamentos industriais do Banco Nacional do Desenvolvimento (BNDES/Finame), módulos e sistemas geradores fotovoltaicos têm de possuir uma exigência mínima de conteúdo local em sua montagem. Atualizado no ano passado, o regulamento prevê redução gradual da exigência ao longo dos próximos cinco anos.

Rego acredita que essas regras não fazem diferença diante da situação tributária atual. “O percentual de conteúdo local não faz diferença enquanto não houver isonomia. O painel importado custa 30% menos.”

Especulou-se que com a demanda proveniente dos últimos leilões de energia solar, essas regras poderiam ser mais flexibilizadas para viabilizar novos projetos. Em nota para a reportagem, o BNDES declarou que “não há nenhuma revisão das regras ocorrendo no momento. É normal que discussões do tipo ocorram entre representantes da indústria.”

O professor de economia do Instituto Brasileiro de Mercado de Capitais de São Paulo (Ibmec/SP), Igor Cesca, acredita que uma flexibilização poderia ser benéfica ao setor. “Coloca-se um peso muito grande sobre as energias renováveis para levantar a indústria brasileira. Isso já tinha ocorrido com o pré-sal. A energia solar ainda não decolou no Brasil e a exigência demanda muito custo ao produtor.”

Sauaia acredita que uma solução seria atrelar o código Finame ao financiamento de projetos fotovoltaicos a todos os bancos públicos. “Seria importante que todos que operam fundos constitucionais incorporassem isso. Tudo que tem origem em dinheiro público tem que gerar emprego e desenvolvimento. Também traria um tratamento isonômico para outros bancos.”

FONTE – dci.com.br

Alemanha constrói vilas solares que produzem mais eletricidade do que consomem

Geração cresceu desde que cidadãos passaram a receber em dinheiro pelo excedente que conseguiam produzir em suas próprias casas

WEG Painel - energia solar (Foto: Faisal Al Nasser/Reuters)PAINEL DE ENERGIA SOLAR. ALGUMAS CASAS NA ALEMANHA CONSEGUEM PRODUZIR QUATRO VEZES MAIS ENERGIA DO QUE CONSOMEM (FOTO: FAISAL AL NASSER/REUTERS)

Em 2000, a Alemanha aprovou uma lei na qual as companhias de energia teriam que pagar em dinheiro para aquelas pessoas que conseguiam devolver para rede elétrica o excedente da energia produzido em suas próprias casas – no sistema chamado de microgeração.

Com este impulso, existem vilas inteiras que vivem de energia solar. As chamadas  “vilas solares” empregam a última tecnologia em placas solares  e são capazes de produzir quatro vezes mais energia do que consomem.

Uma das vilas mais conhecidas está aos arredores de Friburgo, a quarta maior cidade do estado de Baden Würtemberg, ao sul do país. Graças ao arquiteto Rolf Dish, que desenhou as vilas que existem em Friburgo, a cidade se tornou lider na construção dos painéis.

As casas não possuem nenhum sistema ativo de energia para manter a temperatura. Foram instalados nos telhados placas de alta tecnologia e nas paredes, espumas de espessura de 30 centímetros. A casa dispõe de vidro triplo e está externamente selada. O ar fresco entra em um nível e é sugado através de um funil na parede.

De acordo com o The Guardian Meinhard Hansen, o arquiteto-chefe de Friburgo afirma que “o calor que sai da casa aquece o ar frio que entra”.

Graças a ele, essa vila solar pode produzir em seus melhores dias quatro vezes mais energia do que precisa. As energias que ‘sobram’ voltam para a rede elétrica, e recebem uma recompensa. O estado paga 0,48 centavos de euros por quilowatt-hora.

Para ter uma ideia do que as vilas solares economizam e do quanto não poluem, esse exemplo é suficiente: uma velha casa na Alemanha precisa de 6 mil litros de diesel por ano para se aquecer.

Financiamento
As vilas solares possuem um sistema especial de financiamento por meio do chamado “fundo solar” (fundos imobiliários) proveniente de pequenos investidores externos. O preço da construção sai em torno de 500 euros por metro quadrado, 10% a mais do que uma casa comum.

Agora, os vilas solares crescem como cogumelos em um país, a propósito, que tem menos horas de sol por ano do que a Espanha.

FONTE – epocanegocios.globo.com

Cientistas chineses criam painel solar que gera energia na chuva

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Energia solar funciona na chuva? Quando se pensa em painel solar, obviamente, pensamos em geração de energia através do sol. O objetivo principal é esse, claro, mas que fica prejudicado em dias chuvosos e nublados. Foi pensando nessa problemática que cientistas chineses criaram um conceito diferenciado e muito funcional.

A equipe dos profissionais Qunweu Tang, Xiaopeng Wang, Peishi Yang e Benlin He desenvolveu uma placa fotovoltaica que, além dos raios solares, ainda usa as gotas da chuva para produzir energia. Sendo assim, não há clima ideal para esse processo, a disponibilidade é frequente.

Segundo os desenvolvedores, o máximo do painel solar é uma camada de grafeno que é introduzida na superfície das placas. Além de um bom condutor de eletricidade, ainda serve para revestir células solares. Apenas com um átomo de espessura, o grafeno liga uma série de elétrons positivamente, chamada de interação ácido-base de Lewis pelos cientistas.

Quando o sal presente nas gotas de chuva se separa em íons, a ligação e aderência da água e do grafeno forma uma camada dupla tão forte com os elétrons de grafeno que é capaz de gerar energia. Assim, as células solares podem ser acionadas tanto pela luz do sol quanto pelos pingos de chuva, com uma eficiência de conversão ideal de 6,53%.

Para saber mais sobre esse painel solar e como é o procedimento em detalhes, confira o estudo na íntegra neste link.

Fonte – Blog da engenharia

Painéis solares que geram energia das gotas de chuva são desenvolvidos

Chineses desenvolvem painéis solares que geram energia das gotas de chuva

O problema da baixa na produção de energia solar através de painéis fotovoltaicos em períodos de chuva ou tempo nublado pode estar perto de chegar ao fim. Isso porque pesquisadores chineses podem ter encontrado a resposta e produzido painéis solares que também geram energia das gotas de chuva.

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A novidade utiliza um material chamado grafeno – que é considerado relativamente novo e parece ter propriedades promissoras. De acordo com estudiosos esse material seria capaz, em uma reação química, de separar os sais que estão na água da chuva. Esses sais seriam ainda transformados em íons positivos e negativos, gerando a energia. Os principais componentes utilizados seriam os íons positivos de cálcio, sódio e amônio.

Durante testes preliminares realizados a eficiência de produção da energia foi de apenas 6,53%. No entanto, este é, segundo a mídia especializada, um início promissor para essa tecnologia.

Fonte – Ambiente Energia

Painel solar transparente poderá ser usado em janelas

Painel solar transparente poderá ser  usado em janelas

Pesquisadores da Universidade Estadual de Michigan desenvolveram um novo tipo de painel solar quase completamente transparente. Ele aproveita a energia solar por meio de moléculas orgânicas, que brilham quando expostas à luz.

 

Os painéis tradicionais captam a luz infravermelha pelas tiras fotovoltaicas sobre a placa. Mas a luz captada pelas bactérias é invisível a olho nu, e por isso os painéis ficam transparentes.

Tentativas anteriores de criar painéis solares translúcidos resultaram em produtos que mais parecia vitrais ou vidros fumê, pois necessitavam de sistemas fotovoltaicos embutidos.

Os novos painéis poderiam ser usados em janelas, por exemplo, tornando-se invisíveis sem interferir na decoração ou projeto arquitetônico.

A tecnologia é capaz de converter cerca de 1% da luz que passa através deles em energia, mas seus criadores pretendem aumentar esse número até 5%. O painel mais eficiente do mundo tem aproveitamento de 40%.

 

Fonte – New Energia