Vidro especial "turbina" a energia solar

Um futuro em que edifícios serão catedrais repletas de vitrais coloridos --capazes de captar a luz do Sol e concentrá-la para gerar eletricidade-- começa a ser pintado por um grupo de pesquisadores do MIT (Instituto de Tecnologia de Massachusetts). Os cientistas apresentam hoje sua nova invenção, o OSC (concentrador solar orgânico, em inglês), capaz de ampliar em dez vezes a eficiência de painéis solares.

Sobre uma placa de vidro, uma película fina de corantes especiais funciona como uma armadilha que prende a luz. As moléculas dos corantes absorvem raios do Sol e os reemitem dentro do vidro. "Uma vez dentro do vidro, ela não pode sair", disse Jonathan Mapel, que desenvolveu a tecnologia com mais quatro colegas do MIT. A invenção está descrita na edição de hoje da revista "Science" (www.sciencemag.org).

MIT

Material feito de composto de carbono com pigmentos coloridos ajuda a concentrar luz; produto amplia eficiência dos painéis solares

Segundo Mapel, o funcionamento do vidro colorido lembra o da fibra óptica. "Quando você dispara laser numa ponta da fibra, essa luz reflete dentro dela até alcançar a outra ponta", disse.

Do mesmo jeito, a luz coletada por toda a superfície do vidro viaja para as bordas (veja foto). Ali, a luz concentrada pode ser captada por qualquer painel solar, mas com um ganho de eficiência.

Hoje, painéis solares são caros demais para cobrir, digamos, uma planície deserta inteira com eles. Daí o interesse em concentrar a luz do Sol incidindo sobre uma grande superfície em uma pequena área.

Atualmente, as usinas de energia solar usam grandes espelhos curvos em série para redirecionar luz aos painéis. Como girassóis, esses espelhos se movem ao longo do dia, evitando fazer sombra um no outro.

Sem a ajuda desses espelhos, um painel solar convencional converte apenas 14% da energia da luz solar em eletricidade. Usando os espelhos gigantes, a eficiência chega a no máximo 40%, mas a estratégia é cara. "Até agora, ninguém conseguiu fazer esses espelhos mais baratos que os painéis solares comuns de telhado", disse Mapel.

Além do preço, outra desvantagem dos espelhos é que eles não concentram só luz, mas também calor. Os painéis solares precisam, então, ser esfriados para funcionar direito.

Carbono e silício

A idéia de usar películas com corantes para concentrar luz solar já tinha sido explorada nos anos 1970, mas foi descartada porque os corantes da época não transportavam luz por distâncias suficientes. Mapel e seus colegas ressuscitaram a idéia quando pesquisavam painéis solares "orgânicos", feitos de compostos de carbono -usado em lugar do silício, material mais comum dos painéis.

"As propriedades ópticas dos orgânicos são superiores, mas as propriedades eletrônicas do silício são drasticamente melhores", explicou Mapel. Eles resolveram, portanto, "dividir para conquistar": usar corantes orgânicos para concentrar a luz e o silício para convertê-la em eletricidade.

Prepararam então vários tipos de misturas de corantes para aplicar nos OSCs. Cada uma delas absorve melhor uma certa cor --freqüência, para os físicos--, que compõe a luz branca do Sol. O OSC mais eficiente construído pelos pesquisadores é composto de uma placa que absorve luz azul e verde, posicionada sobre outra, que absorve luz vermelha.

Mapel acredita, porém, que o uso mais interessante dos OSCs será simplesmente "turbinar" os painéis solares já em uso. Com melhorias no protótipo descrito na "Science", ele espera que um painel convencional acoplado a um OSC ultrapasse a eficiência dos painéis acoplados a espelhos, chegando a aproveitar mais de 50% dos quase 5 megawatts-horas que atingem em média cada metro quadrado da Terra.

Mapel e seus colegas já abriram uma empresa para comercializar a nova tecnologia, a Covalent Solar. A produção pode começar em três anos. O engenheiro diz apostar em um futuro onde a geração distribuída e descentralizada de energia solar reduzirá custos. Numa utopia solar não haveria grandes usinas. Cada edifício teria seu próprio painel para evitar o desperdício que ocorre na transmissão com cabos.