Uma invenção inovadora, embora simples, desenvolvida em Hong Kong permite estender a vida útil dos painéis solares: trata-se de um revestimento de hidrogel.
Esta novidade conseguiu aumentar a eficiência energética em 13% e reduzir a temperatura em até 16°C.
Pesquisadores da Universidade Politécnica de Hong Kong criaram esta solução econômica que combate os pontos quentes, um dos problemas mais persistentes em instalações fotovoltaicas urbanas.
A tecnologia, liderada pelo professor Yan Jerry e o pesquisador Liu Junwei, baseia-se em um princípio simples.
Como o hidrogel retém água em sua estrutura e depois a libera gradualmente por meio de evaporação, esse processo absorve o calor dos painéis solares.
Assim, permite-lhes reduzir a temperatura nas áreas mais afetadas pela radiação ou sombra irregular.
Menos calor, mais energia: a chave do hidrogel em painéis solares
O hidrogel para painéis solares funciona como um sistema de resfriamento passivo que não requer redesenho de circuitos nem modificação da estrutura do módulo.
É aplicado diretamente sobre painéis já instalados e atua removendo o calor por meio da evaporação da água contida.
Em testes controlados, os pesquisadores observaram quedas de até 16°C nos pontos quentes, acompanhadas de um aumento de potência de até 13%.
Assim, essa melhoria não só incrementa a produção energética imediata, mas também reduz o estresse térmico nas células fotovoltaicas.
Isso permite que os painéis solares revestidos com hidrogel durem mais anos, com um desempenho próximo à sua capacidade original e menos módulos que terminam em reciclagem prematura.
Assim, o efeito acumulativo protege o investimento e melhora o balanço energético anual.
O impacto desta inovação em cidades densas
Os sistemas solares integrados em edifícios (BIPV) enfrentam desafios particulares em ambientes urbanos: sombras parciais, poeira, fachadas que refletem calor e telhados expostos a altas temperaturas.
Tudo isso gera pontos quentes que arrastam o resto do sistema para baixo.
Segundo as estimativas da equipe da PolyU, este revestimento de hidrogel poderia aumentar a produção anual em cerca de 6,5% em Hong Kong e 7,0% em Singapura.
Os períodos de amortização rondam entre 3 e 5 anos, dependendo do preço local da eletricidade.
A tecnologia de hidrogel encaixa especialmente bem em painéis solares instalados em telhados e fachadas de cidades como Hong Kong ou Singapura.
Lá, cada ponto percentual de eficiência impacta diretamente nas estratégias de descarbonização.
As chaves dos painéis de hidrogel para painéis solares: materiais duráveis e baixa manutenção
Um dos avanços chave do projeto foi resolver a tendência dos hidrogéis convencionais a racharem ou encolherem com o tempo.
Para isso, a equipe combinou um polímero natural (hidroxietil celulose) com uma estrutura fibrosa conhecida como leafy cotton thread.
O resultado é um material que mantém melhor seu volume e integridade após meses de exposição ao sol, vento e chuva.
Dessa forma, enquanto alguns hidrogéis tradicionais perdem quase metade de seu volume, este novo revestimento limita essa contração significativamente.
Principais benefícios do hidrogel:
- Redução de temperatura até 16°C
- Aumento de eficiência de 13%
- Compatível com painéis já instalados
- Baixo custo de implementação
- Maior durabilidade do sistema fotovoltaico
Vale ressaltar que os hot spots não só reduzem a eficiência. Estudos anteriores sobre milhões de módulos fotovoltaicos mostraram que uma parte significativa apresentava defeitos térmicos com aumentos de temperatura superiores a 21°C.
Esse calor extra acelera a degradação dos materiais internos e pode gerar riscos de incêndio.
Em edifícios públicos, escolas ou centros de saúde, um aumento de 5% ou 7% na produção anual pode liberar recursos para outros serviços.
Em residências, marca a diferença entre cobrir apenas uma parte do consumo ou aproximar-se do autoconsumo total.
A integração desses hidrogéis com novas gerações de painéis fotovoltaicos, como os baseados em perovskitas, poderia resolver um de seus grandes desafios: a sensibilidade ao calor e à umidade.
