Esqueça os painéis solares. Aí vêm os painéis de chuva

Num avanço potencialmente revolucionário na recolha de energia, os investigadores encontraram uma forma de capturar, armazenar e utilizar a energia eléctrica gerada pelas gotas de chuva que caem, o que pode levar ao desenvolvimento de painéis de chuva geradores de energia nos telhados.

Tentativas anteriores de gerar energia a partir da falta de chuva encontraram obstáculos técnicos específicos que muitas vezes pareciam impossíveis de superar, mas os pesquisadores por trás deste novo método dizem ter encontrado uma solução que pode finalmente tornar esses painéis de chuva tão populares, se não mais, do que painéis solares.

Os engenheiros sabem há muito tempo sobre as capacidades potenciais de geração de energia das gotas de chuva que caem. A ideia já está em aplicações práticas como hidrelétricas e sistemas de captação de energia das ondas, onde o movimento da água gera eletricidade.

No entanto, os esforços para recolher energia a partir da queda das gotas de chuva enfrentaram um obstáculo técnico que tornou o conceito ineficiente e impraticável. Ao usar algo chamado nanogerador triboelétrico (TENG), os engenheiros podem coletar a pequena, mas mensurável, quantidade de eletricidade gerada pela queda de uma gota de chuva, mas como seria de esperar, a quantidade de energia por gota de chuva é incrivelmente pequena.

Em tecnologias como os painéis solares (ou mesmo os “painéis anti-solares noturnos” que o Debrief abordou anteriormente), um problema semelhante é superado pela combinação de uma série de células solares individuais em um único circuito, resultando em um painel completo de células que pode coletar uma quantidade maior de energia juntos. Infelizmente, isso simplesmente não funciona para células individuais de coleta de energia devido a um fenômeno chamado “capacitância de acoplamento” que ocorre entre os eletrodos superior e inferior de cada célula. Como resultado, a perda de energia é muito grande de célula para célula, tornando aparentemente impossível a ideia de construir um painel de chuva completo.

Agora, uma equipe de pesquisadores afirma ter encontrado um projeto e uma configuração que reduz bastante o problema de capacitância de acoplamento e que, segundo eles, poderia tornar os painéis pluviais de coleta de energia uma realidade prática.

“Embora os D-TENGs tenham uma potência de saída instantânea ultra-alta, ainda é difícil para um único D-TENG fornecer energia continuamente para equipamentos elétricos de nível de megawatt. Portanto, é muito importante realizar a utilização simultânea de múltiplos D-TENGs”, disse Zong Li, um dos autores do método proposto e professor da Escola Internacional de Pós-Graduação Tsinghua Shenzhen. “Referindo-se ao projeto de painéis solares nos quais múltiplas unidades de geração de energia solar são conectadas em paralelo para alimentar a carga, estamos propondo um método simples e eficaz para a coleta de energia das gotas de chuva.”

Para tornar seu sistema capaz de superar o problema de capacitância de acoplamento, Li e sua equipe propuseram algo chamado “geradores de matriz de ponte” que usam eletrodos de matriz inferior para manter as células operando separadamente enquanto reduzem a capacitância.

Publicado na revista iEnergy, o processo parece promissor, oferecendo uma nova maneira de organizar células individuais em uma série que pode coletar e armazenar a energia para usos práticos.

“Quando a gota cai na superfície do painel, chamada superfície FEP, a gota fica carregada positivamente e a superfície FEP carregada negativamente”, explica o comunicado de imprensa que anuncia a pesquisa. Essa carga, explica Li, é tão pequena que, após um período de tempo, começará a se dissipar, levando à perda de energia. No entanto, ao adicionar seus novos geradores de ponte à fórmula, eles dizem que superaram esse problema.

“Depois de muito tempo na superfície, as cargas na superfície do FEP irão gradualmente acumular-se até à saturação”, disse Li. “Neste ponto, a taxa de dissipação da carga superficial do FEP é equilibrada com a quantidade de carga gerada por cada impacto da gota.”

Após o sucesso inicial, Li e a equipe testaram diferentes geradores de ponte, diferentes tamanhos de subeletrodos e até experimentaram variar o tamanho do próprio painel. De acordo com os pesquisadores, aumentar a espessura da superfície do FEP “levou à diminuição da capacitância de acoplamento, mantendo a densidade de carga superficial, o que poderia melhorar o desempenho do gerador de matriz de ponte”.