Invenção no Rio Grande do Norte melhora geração de energia solar

Instrumentos desenvolvidos na UFRN proporcionam medição mais precisa, o que possibilita aproveitamento eficiente do potencial


Por Wilson Galvão, da UFRN | De Natal (RN)

Região com grande potencial para a produção de energia solar, o Rio Grande do Norte pode ver essa particularidade aumentar ainda mais.

Isso porque pesquisadores da Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN) criaram dois dispositivos que melhoram o funcionamento dos piranômetros, instrumentos utilizados para medir a radiação solar.

A identificação desse “valor” é importante, pois a radiação solar indica a potência energética proveniente do sol que atinge a superfície terrestre.

Esse potencial é utilizado para gerar eletricidade via painéis solares, em processos de dessalinização via luz solar e para aquecer alimento via fornos solares, entre outros exemplos.

ORIGEM DOS INVENTOS

A pesquisa que deu origem aos dois inventos ocorreu no núcleo de Pesquisa e Inovação em Tecnologia da Informação (nPITI), vinculado ao Metrópole Digital (IMD), e é fruto da tese de Evandson Claude Seabra Dantas, desenvolvida junto ao Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica e de Computação (PpgEEC).

O estudante relata que a pesquisa tem relação com um estudo do início da década de 1980 com Pio Lobo e Francisco Belo que gerou inclusive a concessão de uma patente.

OUTROS ESTUDOS

De lá pra cá, instituições como a UFRN e as universidades federais de Campina Grande (UFCG) e Bahia (UFBA) passaram a pesquisar o tema com o objetivo de desenvolver um dispositivo novo, eficiente e rápido para medir a radiação solar.

Evandson pontua, entretanto, que o dispositivo inventado em 1982, bem como os demais desde então, possuíam uma limitação quando a temperatura ambiente mudava.

“Este foi o objeto de pesquisa de meu doutorado ao qual mitiguei o problema utilizando uma abordagem diferente”, explica o pesquisador.

Ele continua: “Existem duas classes de piranômetros padronizados em norma internacional. Uma diz respeito aos piranômetros baseados em termopilha, que costumam ser lentos, mas sensíveis a qualquer comprimento de luz. A outra classe abrange os piranômetros baseados em células de silício, que são rápidos, mas possuem sensibilidade seletiva aos comprimentos de luz. O que fizemos foi integrar esses grupos com rapidez e sensibilidade a qualquer comprimento de luz”.

FUNCIONALIDADE ADICIONAL

O doutorando salienta que um dos inventos conta com uma funcionalidade adicional, já que pode ser transformado em um anemômetro, dispositivo utilizado para medir a velocidade de gases e líquidos.

Contudo, ambos já tiveram seus depósitos de pedido de patente feitos por meio da Agência de Inovação da Reitoria (Agir) sob as denominações Radiômetro de Equivalência Elétrica com Diferença de Temperatura Constante e Arquitetura para Radiômetros e Anemômetros de Equivalência Elétrica com Espelho de Corrente.

O primeiro tem um protótipo completamente funcional, testado em cenários computacional e real, enquanto que o grupo de inventores está envolvido agora na fase de desenvolvimento de protótipo do segundo invento.

EQUIVALÊNCIA ELÉTRICA

Orientador da pesquisa, o professor Sebastian Yuri Cavalcanti Catunda acrescenta que os dispositivos baseiam-se no princípio da equivalência elétrica, quando a energia elétrica gasta para manter um sensor aquecido é inversamente proporcional à energia proveniente do sol.

“Para exemplificar, suponha que, para manter o sensor aquecido a 60°C em ambiente escuro, é gasto 1 Watt de energia elétrica. Ao colocar o dispositivo exposto ao sol, são gastos apenas 20% da energia para manter o sensor aquecido na mesma temperatura, então sabemos que os outros 80% são provenientes da energia solar”.

O grupo de inventores conta ainda com José Taunaí Dantas Segundo, que contribuiu com pesquisas do modelo termodinâmico e abordagem em uma interface digital.

A pesquisa em si rendeu duas tecnologias como frutos, com funcionalidades bem próximas.

Segundo Evandson Dantas, “ambas fazem a mesma coisa, o que muda é que uma é mais precisa, enquanto que a outra é mais estável”.

ENERGIA SOLAR NO RIO GRANDE DO NORTE

Pesquisas como essa do grupo da UFRN na área da energia solar têm importância natural por sua relação com a necessidade atual de se gerar energia limpa, gratuita, renovável e que contribua para a diminuição dos impactos ambientais.

Entretanto, para o Rio Grande do Norte, é necessário acrescentar o aspecto da perspectiva de incremento econômico que os investimentos são capazes de propiciar, já que o estado é um dos que possui maior incidência solar no Brasil, sobretudo devido à sua proximidade com a linha do Equador.

COMPARAÇÃO

Para termos uma ideia, o Rio Grande do Norte conta com níveis anuais de irradiação que atingem 20 megajoules (MJ) por metro quadrado (m²), segundo o Atlas Solarimétrico do Brasil.

Tecnicamente, quanto maior a incidência de radiação solar sobre as placas solares, maior será a quantidade de energia elétrica produzida.

Para efeito comparativo, os números registrados no Rio Grande do Norte são superiores em 40% ao melhor local para produção de energia solar na Alemanha, uma das nações líderes mundiais na geração solar fotovoltaica.

COMO FUNCIONA A ENERGIA SOLAR

Simplificadamente, o funcionamento do sistema acontece da seguinte forma: a captação da luminosidade é feita por meio das placas fotovoltaicas.

A energia solar captada é enviada para o inversor fotovoltaico, que realiza a conversão de corrente contínua em alternada para alimentar os equipamentos eletrônicos que estão na rede da distribuidora.

INVESTIMENTOS

Os investimentos em energia solar no Rio Grande do Norte superaram a marca dos R$ 543 milhões em 2021. A perspectiva é de que em 2022 esse número supere R$ 1 bilhão.

Dados da Associação Potiguar de Energias Renováveis (Aper) mostram que a potência instalada da energia solar no Rio Grande do Norte mais do que dobrou de 2020 para 2021, de 49,8 megaWatt-pico (MWp) para 108,6 MWp.


Imagem em destaque:  Evandson Claude Seabra Dantas faz instalação dos instrumentos. Foto: UFRN




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