Concentrador solar revolucionário em pirâmide para painéis solares

AGILE, um concentrador de luz revolucionário com o potencial de multiplicar por 3 a luz que chega aos painéis solares, mesmo em dias de céu nublado.

AGILE, o concentrador solar em forma de pirâmide

Investigadores imaginaram e elaboraram um dispositivo composto por várias lentes para recolher de forma mais eficaz a luz solar de todos os ângulos, concentrando-a numa determinada posição de saída em direção aos painéis solares, permitindo:

1. Tornar os painéis solares mais eficientes
2. Aumentar o custo dos painéis solares
3. Tornar a produção de painéis solares mais complexa
4. Aumentar os custos de manutenção deste novo sistema de painéis solares (quando comparado com um sistema de painéis solares tradicional)

Este concentrador será capaz de recolher e concentrar a luz solar eficazmente, independentemente do ângulo e frequência dessa luz. Será um sistema completamente passivo, pois não necessita de energia para seguir a fonte de luz, nem terá quaisquer peças móveis.

AGILE (Axially Graded Index Lens – Lente de Índice Graduado Axial)

Aparentemente, o AGILE, é um dispositivo simples. Assemelha-se a uma pirâmide invertida com a ponta corta, em que a luz entra na parte superior (em forma de quadrado), a partir de qualquer ângulo e depois direcionada para baixo (forma um ponto de saída mais brilhante).

Nos primeiros protótipos conseguiram capturar mais de 90% da luz que incidiu sobre o dispositivo e criaram pontos de saída três vezes mais brilhantes do que a luz incidente.

A expectativa é que ao se colocar sobre um painel solar, o AGILE, torne as matrizes solares mais eficientes, capturando não só a luz direta, mas também a luz difusa existente no ambiente.

Ao se optar pelo AGILE como revestimento superior do painel solar, será desnecessário o atual revestimento, eliminando-se a necessidade do rastreamento solar, criando espaço para arrefecimento do painel solar, ligação de circuitos entre as pirâmides dos concentradores individualizados e mais importante, reduz a quantidade de células solares necessárias para gerar energia.

Tudo isto resulta numa redução de custos!

Ideias simples acabam por ser as melhores soluções

A premissa por detrás do AGILE é ter um funcionamento idêntico ao de uma lupa, em que esta concentra os raios solares num ponto mais pequeno e brilhante. Só que na lupa o ponto focal move-se como faz o sol.

No caso deste concentrador AGILE, os investigadores conseguiram criar uma lente que captura os raios solares de todos os ângulos, concentrando-os no mesmo ponto de saída.

Nos primeiros protótipos, os investigadores recorreram a camadas diferentes de vidros e polímeros para desviar a luz em graus variados, criando o que se conhece como “material de índice graduado”. Essas camadas direcionam a luz por etapas em vez de uma curva suave, o que segundo os investigadores é o AGILE ideal. Os dois lados dos protótipos são espelhados, convergindo qualquer raio solar na direção errada para a posição de saída.

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AGILE – desafios no seu desenvolvimento

Um dos maiores desafios foi encontrar os materiais adequados para a sua produção.

As atuais camadas do protótipo deixam passar um grande espetro de luz, desde o ultravioleta próximo até ao infravermelho, e desviam essa luz cada vez mais para a saída com uma grande amplitude de índices de refração, algo que não se vê nem na natureza, nem na indústria ótica atual.

Os materiais a usar, também têm que ser compatíveis entre si, se um cristal se expandir em resposta ao calor a um ritmo diferente do outro material, então o dispositivo pode danificar-se, além disso, tem que ser robusto o suficiente para poder ser moldado na sua forma e ao mesmo tempo duradouro.

A escolha cuidadosa dos materiais desempenha um papel crucial na integridade e na longevidade do AGILE, garantindo que o dispositivo funcione de maneira eficiente e confiável.

Vídeo – AGILE Concentrador ótico para painéis solares