Inovações no setor de energia solar fotovoltaica não param de acontecer e o setor de armazenamento e bateria solar é um dos pontos chaves da inovação. A possibilidade de uma nova bateria solar que possa dispensar o uso de painéis solares pode ser uma realidade mais próxima do que imaginamos.  

O uso de energia elétrica no Brasil cresceu 44% por meio do uso da geração distribuída e hoje conta com 2,4 GW de potência instalada. E essa energia precisa ser armazenada de alguma maneira e, hoje, são usadas baterias.

As baterias são essenciais nos sistemas fotovoltaicos Off-Grid, sendo quase o pulmão. Embora não haja a incidência de energia solar feitas por elas, as baterias são a fonte ‘alternativa’ para os períodos de pouca incidência solar.  Essas baterias são denominadas de ‘estacionárias’ ou de ‘ciclo profundo’.

Tipos de bateria no mercado:

No mercado, existem três tipos de baterias: chumbo-ácido, níquel-cádmio e Íons de Lítio. Essas baterias apresentam algumas singularidades. Primeiramente, elas podem suportar grandes oscilações de carga, algo que as baterias comuns não suportariam. Simultaneamente a isso, elas também são aptas a recargas constantes, por exemplo a de Níquel-cádmio pode suportar 4 mil carregamentos.

Embora os valores tenham diluído mais de 75% nos últimos anos, esse ainda pode ser um produto com preço elevado e com necessário desenvolvimento.

Protótipo de “Bateria Solar”

Nesse sentido, duas equipes independentes de cientistas criaram protótipos de “baterias solares”, inspiradas em células perovskitas. Perovskita é um termo geral usado para designar a estrutura de um material com fórmula química CH3NH3PbI3. Assim, essa estrutura é responsável por absorver a luz do sol e gerar corrente elétrica, por isso, são semicondutores largamente usados em células solares.

Os primeiros resultados foram apresentados por pesquisadores da Universidade de Cambridge, no Reino Unido.

No primeiro experimento, uma equipe da Universidade de Cambridge, liderada pelo pesquisador Buddha Boruah, ocorreu a mistura de perovskitas com o eletrólito. Primeiramente, o resultado não saiu como o esperado, porque o semicondutor não permanecia estável. Mas mostrou-se tão promissora que os pesquisadores começaram a procurar substitutos que permitissem integrar as baterias e as células solares.

Assim, eles concluíram que a melhor opção para guardar a energia seria uma bateria de íons de zinco. Essa, tem surgido como alternativa econômica em comparação com as baterias de íons de lítio.

Para o coletor solar, uma mistura de um polímero semicondutor usado na eletrônica orgânica, chamado P3HT [poli(3-hexiltiofeno)], óxido de grafeno e óxido de vanádio (V2O5) foi desenvolvida. Assim sendo, os cientistas conseguiram energizar a bateria com a maior parte da luz solar sendo absorvida pelo V2O5.

O resultado obtido foi uma bateria que, apesar de ter densidade inferior às de íons de lítio, apresentou todas as vantagens das baterias de íons de zinco. Como, por exemplo, a estabilidade pode operar com eletrólitos aquosos e apresenta menor custo. Além disso, podem ser recarregadas sem painéis solares, o que diminuiria ainda mais o custo.

Desafio para o futuro

Por fim, o desafio agora é preparar baterias que possam lidar com o desgaste ocasionado devido à exposição do calor solar.

Já a segunda equipe foi composta por pesquisadores da Arábia Saudita, Austrália EUA e Hong Kong. Eles construíram uma bateria solar do tipo de fluxo. Desse modo, a energia vai sendo armazenada em um líquido que pode ser guardado em tanques para uso posterior.

 Dessa forma, a diferença do segundo experimento em relação ao primeiro é que eles conseguiram manter o uso das perovskitas. Com isso, podem alcançar um nível de eficiência recorde de até 20%. Assim, esse supera as células solares de silício disponíveis comercialmente e é 40% mais eficiente do que o recorde anterior dessa classe de baterias.

Sendo o desafio para a equipe liderada Wenjie Li de otimizar a durabilidade e robustez. Afinal, a bateria de fluxo solar à base de perovskita teve duração de apenas 200 horas operacionais.

Portanto, com isso podemos ver como o setor fotovoltaico tem obtido bons resultados em pesquisas, mas que ainda existe muito a ser feito. Mas essa tecnologia é promissora e real e esperamos que logo a tecnologia possa estar pronta para sair dos laboratórios. Podendo assim, democratizar ainda mais a energia solar.