Um conceito de ponta para painéis solares começou com duas simples ferramentas: papel e tesoura.

Inspirados na arte kirigami (do japonês: kiru, “recortar”, e kami, “papel”), pesquisadores da Universidade de Michigan criaram uma estrutura com células que esticam como uma sanfona. Isso permite que inclinem-se de acordo com a trajetória do sol, capturando mais energia. Eles publicaram essa novidade na terça-feira (08/09), na revista Nature Communications.

O estudo aborda um problema básico que designers e projetistas enfretam com os painéis solares tradicionais: o sol se move; mas os painéis, normalmente, não.

Isso significa que caso os painéis não sejam montados em bases mecanizadas que inclinam-se para acompanhar a luz do sol, haverá perda de energia a medida que o sol muda de posição ao longo do dia.

Acontece que esses sistemas mecanizados são caros, pesados e não podem ser colocados em telhados, observa o co-autor do estudo, Max Shtein, engenheiro da Universidade de Michigan, que se uniu ao artista Matt Shlian para criar o novo design para os painéis.

Shlian, também professor na Escola de Arte e Design da universidade, Shtein e Aaron Lamoureux, doutorando, inspiraram-se no kirigami para criarem uma versão avançada que permitisse o máximo aproveitamento da luz solar.

Como funciona

A equipe desenvolveu uma série de pequenas células solares que podem inclinar-se dentro de um painel maior, mantendo suas superfícies mais perpendiculares aos raios do sol.

Essas células de kirigami são tiras finas e flexíveis cortadas num padrão simples bidimensional. Quando elas são esticadas, o painel se levanta para permitir que se tornem tridimensionais e sigam o sol ao longo de um raio de 120 graus aproximadamente.

“A beleza do nosso design é fazer algo notável em uma escala minúscula: células solares seguindo a posição do sol em uníssono.” (Max Shtein)

A equipe fez testes com a estrutura, simulando o solstício de verão no Arizona (EUA): o painel kirigami foi capaz de produzir 36% mais energia do que um painel tradicional.

Painéis convencionais motorizados conseguem performar em 40%, que é um pouco melhor, mas são painéis volumosos e dez vezes mais pesados, compara Shtein.

O vídeo demonstra como as células se movem.

O futuro

O estudo foi financiado pela National Science Foundation e NanoFlex Power Corporation. A Universidade está buscando proteção de patente para a propriedade intelectual, e procura parceiros para comercializar e levar a tecnologia ao mercado.

Keith Emery, cientista que avalia a eficiência de projetos de painéis solares para o Laboratório Nacional de Energia Renovável, achou o novo conceito “exótico”, “inteligente”, e “um dos mais estranhos que já viu.” Ele observa que o estudo demonstra o conceito, mas há pontas soltas que precisam ser esclarecidas, como por exemplo:

– Quanto o material pode suportar de alongamento dia após dia?

– O material pode lidar com temperaturas extremas?

Shtein explica que a equipe está buscando ativamente aplicações realistas. Eles acreditam que os painéis kirigami têm um potencial significativo, e pode reduzir o custo da eletricidade solar.

Fonte: University of Michigan