Tecnologia de grafeno em painéis: o que é e quais suas vantagens?

A tecnologia de grafeno em painéis fotovoltaicos permite que os módulos tenham melhor rendimento, graças às suas propriedades hidrofílicas e fotocatalíticas, que conferem às placas funções autolimpantes e de fácil decomposição de materiais orgânicos, reduzindo os riscos causados pelo hot-spot.

Esta é a análise de André Valvezan, diretor de vendas da ZNShine Solar. Durante participação no webinário realizado pelo Canal Solar, na última terça-feira (23), o especialista comentou sobre as vantagens dos painéis solares com grafeno e destacou serem mais vantajosos que os convencionais.

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“O vidro com aplicação de grafeno não retém as partículas de água, por exemplo. Normalmente, a chuva tende a formar bolhas de água sobre a superfície do módulo. A hora em que ela escorrendo, traz partículas de poeira, e às vezes demora para evaporar, fazendo com que a performance da placa seja comprometida, já que estará impedindo a passagem de luz. Por isso, é necessário nos painéis tradicionais uma frequência maior de manutenção e limpeza para que ofereça máxima potência”, explicou o especialista.

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Como deve ser realizada a limpeza dos painéis solares?

“No caso dos módulos da ZNShine com o revestimento de grafeno, é como se ele gostasse da água. O momento que ela cai sobre a superfície acaba se esparramando com mais facilidade, ou seja, não encontra resistência para fluir e faz com que haja uma limpeza maior de toda a sujidade que está depositada”, disse Valvezan.

Ademais, de acordo com o especialista, a tecnologia de grafeno acaba reduzindo os pontos quentes (hot spot) pois possuem um tratamento que acelera a oxidação e decomposição de resíduos orgânicos, fazendo com que esse material fique menos tempo depositado sobre a placa.

Outras características

Segue, abaixo, outras características do grafeno evidenciadas pelo executivo da ZNShine durante o webinário:

• É um material muito fino e leve – possui a espessura de um átomo;
• Ultra resistente – (200 vezes ao aço) em formato bidimensional que lhe confere uma alta resistência mecânica;
• Possui alta condutividade térmica e elétrica – sua condutividade térmica é 100 vezes mais intensa que a do cobre, condutor mais utilizado no mundo;
• É impermeável – sendo capaz de impedir a passagem até mesmo do hélio, gás extremamente leve;
• Alta transmissão de luz – 97,5% de uma ampla gama de comprimentos de onda de ultravioleta ao infravermelho;
• Baixo Efeito Joule – perde pouca energia na forma de calor ao conduzir elétrons.

Painéis de grafeno vs painéis convencionais

Para traçar um comparativo, Valvezan considerou os módulos instalados ao ar livre por um mês. O mesmo chegou a conclusão de que nas placas de grafeno o acúmulo de poeira foi de 6,28g/m² – nas mesmas características, os convencionais acumularam 13,82g/m².

“Falando da influência da poeira, que é a questão de perdas na geração por conta da sujidade, temos perda de 2,85% nos painéis da ZHshine – no painel tradicional o resultado foi de 8,52%”, apontou.  Com relação à temperatura de trabalho do módulo, os com grafeno reduziram 1 °C em média – nos convencionais não há redução, comentou o especialista.

“Referente a operação e manutenção: nas avaliações que fizemos a frequência de limpeza é 30% menor – já os convencionais não têm essa vantagem”, enfatizou.  Por fim, destacou que a taxa de degradação é de 15% para placas com vidro duplo e grafeno aplicado em 25 anos, e 19,32% para placas solares normais de vidro único em 25 anos.

Origem do grafeno

O grafeno é um cristal bidimensional formado por ligações entre átomos de carbono, assim como o diamante e o grafite. As propriedades desse material passaram a ser mais estudadas e divulgadas em 2004 pelos cientistas Andre Geim e Konstantin Novoselov, da Universidade de Manchester, na Inglaterra, que, por isso, receberam o Prêmio Nobel de Física em 2010.

Eles obtiveram o grafeno quando realizavam a limpeza da superfície de uma placa de grafite, desgastando-a gradualmente em uma fita adesiva.  Quando analisaram os resíduos da grafite que ficaram na fita em um microscópio atômico, viram que esses resíduos mantiveram a estrutura cristalina hexagonal do grafite e que possuíam também um peculiar arranjo simétrico de elétrons que aumentava sua condutividade. No grafeno, os elétrons comportam-se como se não tivessem massa.