Universidade dos EUA instala painéis solares transparentes que captam luz invisível
Pesquisadores da Universidade Estadual de Michigan, nos Estados Unidos, desenvolveram uma tecnologia capaz de transformar vidros transparentes em superfícies geradoras de eletricidade. O trabalho, apresentado em 2014 por uma equipe liderada pelo cientista Richard Lunt, utiliza componentes da luz solar invisíveis ao olho humano. Em agosto de 2021, a universidade instalou aproximadamente 9,3 metros quadrados de painéis solares transparentes em um de seus edifícios, demonstrando uma aplicação da tecnologia fora do laboratório.
Os painéis foram colocados sobre a entrada do Biomedical and Physical Sciences Building, no campus de East Lansing, em Michigan. Segundo o comunicado oficial publicado pela universidade em 25 de agosto de 2021, o sistema foi projetado para produzir eletricidade suficiente para alimentar a iluminação do átrio do edifício.
A principal diferença em relação aos painéis solares convencionais está na aparência. Enquanto os equipamentos tradicionais possuem superfícies escuras para absorver a radiação solar, os dispositivos desenvolvidos em Michigan permitem a passagem de grande parte da luz visível, mantendo a transparência necessária para utilização em janelas.
Como o vidro transparente produz eletricidade
O princípio da tecnologia foi descrito em um estudo publicado em maio de 2014 na revista científica Advanced Optical Materials. A pesquisa foi assinada por Yimu Zhao, Garrett Meek, Benjamin Levine e Richard Lunt, todos vinculados à Universidade Estadual de Michigan.
Os pesquisadores desenvolveram um concentrador solar luminescente transparente, conhecido pela sigla TLSC. O dispositivo utiliza materiais orgânicos capazes de absorver determinadas faixas da radiação solar, especialmente na região do infravermelho próximo.
No sistema apresentado pelos cientistas, a energia absorvida é reemitida em comprimentos de onda infravermelhos e direcionada até as bordas da superfície transparente. Nessas extremidades, pequenas células fotovoltaicas convertem a radiação recebida em eletricidade.
Como o processo preserva grande parte da passagem da luz visível, o material pode apresentar aparência semelhante à de um vidro comum.
Em uma explicação divulgada pela Universidade de Delaware em agosto de 2014, Lunt informou que a eficiência de conversão dos primeiros dispositivos estava próxima de 1%. Na época, o objetivo dos pesquisadores era superar 5% com o aperfeiçoamento dos materiais e da estrutura.
Universidade instalou painéis transparentes em 2021
O projeto avançou nos anos seguintes por meio de pesquisas acadêmicas e da colaboração com a empresa norte-americana Ubiquitous Energy, da qual Richard Lunt foi um dos fundadores.
Em agosto de 2021, a empresa e a Universidade Estadual de Michigan anunciaram a instalação dos painéis transparentes sobre a entrada de um edifício universitário.
A estrutura ocupava aproximadamente 9,3 metros quadrados. Segundo a instituição, tratava-se da primeira instalação da tecnologia em uma universidade e da primeira aplicação em um edifício fora das instalações da fabricante e de seus parceiros comerciais.
Os painéis instalados utilizavam a absorção seletiva de radiação ultravioleta e infravermelha próxima, permitindo que a luz visível continuasse atravessando o vidro.
O comunicado da universidade informou que o sistema teria capacidade para fornecer eletricidade à iluminação do átrio. Entretanto, não apresentou uma série de medições públicas detalhando a produção elétrica anual, o desempenho em diferentes estações ou o tempo necessário para recuperar o investimento.
Eficiência e desafios para utilização em edifícios
Os resultados científicos posteriores indicaram avanços na eficiência dos dispositivos transparentes.
Um estudo publicado em fevereiro de 2021 na revista Advanced Energy Materials apresentou concentradores solares capazes de aproveitar simultaneamente radiação ultravioleta e infravermelha próxima.
Os pesquisadores relataram eficiência de conversão superior a 3%, mantendo transmissão média de luz visível acima de 75%. Esses números correspondem aos dispositivos avaliados na pesquisa, não necessariamente aos painéis instalados no edifício universitário.
A transparência também impõe uma limitação física. Como grande parte da luz visível atravessa a superfície, essa parcela da energia solar deixa de ser aproveitada para geração elétrica. Por isso, vidros altamente transparentes tendem a apresentar eficiência inferior à de painéis convencionais opacos.
Para países com elevada disponibilidade de radiação solar, como o Brasil, a tecnologia poderia ampliar as áreas utilizadas para geração de eletricidade, especialmente em fachadas envidraçadas de edifícios comerciais.
Sua aplicação dependeria, porém, de fatores como preço dos materiais, resistência ao envelhecimento, eficiência em condições reais e custos de instalação e manutenção. Os estudos e comunicados consultados não estabelecem um preço comercial para consumidores brasileiros.
A expansão comercial também encontrou dificuldades. Em abril de 2024, a revista especializada USGlass informou que a Ubiquitous Energy havia iniciado o afastamento de funcionários em 23 de abril e comunicado demissões no dia 29. Segundo a reportagem, a empresa previa encerrar suas atividades em aproximadamente 30 dias. Na ocasião, a publicação não havia recebido resposta da companhia e não confirmou seu encerramento definitivo.
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