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Iluminando o caminho para as energias renováveis

A energia solar oferece uma alternativa promissora e renovável aos combustíveis fósseis. Mas a produção de energia solar é complicada e influenciada por fatores em constante mudança, como a cobertura de nuvens, a hora do dia e até partículas de poeira no ar. O professor Mahesh Bandi, da Universidade de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia do Instituto Okinawa (OIST), co-desenvolveu uma nova maneira padronizada de quantificar e comparar essas variações na energia solar. Seu novo estudo, publicado na Physical Review Applied , pode ajudar a orientar o desenvolvimento e o desempenho de fazendas solares fotovoltaicas – sistemas que aproveitam a energia solar e a convertem em eletricidade.

“Atualmente, não temos um padrão para comparar flutuações de energia solar fotovoltaica porque elas mudam dependendo de onde são medidas”, disse Bandi, que trabalha na Unidade de Física Não-Linear e Não-Equilibrada do OIST. “Encontrar essa base comparativa é extremamente importante”.E

Os cientistas usam uma quantidade chamada espectro de energia para estudar as flutuações na produção de energia solar fotovoltaica – a energia gerada quando a luz solar é convertida em eletricidade. Os cientistas podem usar o espectro de energia para quantificar a magnitude das flutuações na energia gerada por usinas solares individuais em todo o planeta. No entanto, não existe um padrão contra o qual comparar esses valores distintos entre plantas, pois as leituras variam com base em recursos como cobertura de nuvens e poeira no ar. Assim como o padrão-ouro foi usado para avaliar a moeda nos séculos 19 e 20, é necessária uma medida padrão para avaliar significativamente a produção de energia nas usinas.

Para identificar esse padrão, Bandi e seu colaborador, Professor Golan Bel, da Universidade Ben Gurion do Negev, em Israel, analisaram o índice do céu claro, que quantifica a produção de energia do sol como ondas eletromagnéticas, sem qualquer interferência de nuvens ou poeira.

A análise dos pesquisadores dos dados do céu claro de 2009 revelou que essa irradiância solar básica seguia um padrão que dependia das mudanças na duração da luz do dia de um dia para o outro.

Bandi e Bel concluíram que medir a radiação solar básica em um local específico na Terra forma um padrão confiável de comparação para o espectro de energia fotovoltaica no mesmo local. Isso ocorre porque, apesar da variabilidade das nuvens e de outras fontes de ruído, a localização geográfica afeta de maneira confiável a produção de energia fotovoltaica.

O próximo passo de Bandi é estudar como fontes de ruído, como nuvens passageiras, afetam as flutuações na energia solar . Por fim, ele espera que essa pesquisa possa informar a engenharia e as políticas para otimizar a produção de energia fotovoltaica .

“Atravessamos a primeira barreira para entender o caráter das flutuações solares fotovoltaicas ao encontrar esse padrão-ouro”, disse Bandi. “Agora temos uma régua para medir.”