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O Instituto Fraunhofer para Sistemas de Energia Solar (ISE) apresenta dois tetos solares de carros no estande conjunto da Fraunhofer Gesellschaft
Artigo Origens da inovação de Almut Otto: O Salão Internacional do Automóvel (IAA) será realizado em Frankfurt, de 12 a 22 de setembro. A maior parte girará em torno da mobilidade do futuro. Além da gama de veículos elétricos com carregamento automático, o Fraunhofer ISE também está colocando em jogo o tema da ótica: o Instituto Fraunhofer para Sistemas de Energia Solar (ISE) apresenta dois teto solar de carros no estande conjunto da Fraunhofer Gesellschaft ( Hall 4.1, suporte C 12). O que os torna tão especiais é o seu design colorido.
Há dois anos, os cientistas da Fraunhofer desenvolveram um revestimento de vidro Morpho-Color®. Isto foi originalmente destinado a edifícios. Mas agora o ISE foi um passo além e construiu painéis coloridos para superfícies curvas, como teto de carros.
“Para obter um suprimento de energia livre de CO2 em todos os setores, precisamos fazer progressos substanciais no que diz respeito à expansão da energia fotovoltaica, mesmo além dos telhados das casas e dos espaços abertos. Os módulos solares serão integrados ainda mais ao nosso ambiente já construído no futuro, por exemplo, em veículos ”, explica o Dr. Andreas Bett, diretor da Fraunhofer ISE.
Os pesquisadores de Freiburg estão usando fiação de telha para integrar a energia fotovoltaica em telhados solares. As células solares de silício monocristalino são dispostas de modo a se sobreporem. Eles são então colados com um adesivo condutor. Como resultado, superfícies inativas causadas por intervalos entre as células são evitadas. A superfície do módulo pode consequentemente sera usada para gerar eletricidade ao máximo.
Contemple as asas da borboleta Morpho
Outra característica especial do teto solar: as células solares são completamente ocultas por um revestimento de cor única e, portanto, são invisíveis. A perda de eficiência devido ao revestimento de vidro Morpho-Color® é, em termos relativos, apenas sete por cento. O efeito da cor foi modelado nas asas azuis brilhantes da borboleta Morpho. A estrutura de superfície exclusiva, semelhante a uma escala, garante um alto nível de saturação de cores combinada com ângulos visuais bons e estáveis. O Dr. Martin Heinrich, Diretor de PV de Mobilidade do Fraunhofer ISE, explica: “A gama de cores é quase infinita”.
O telhado tem uma aparência estética homogênea como resultado da variedade de cores em todas as cores espectrais. Além disso, perdas de resistência mais baixas, a ausência de sombreamento dos conectores de célula subjacentes e uma tolerância particularmente alta à sombra garantem uma eficiência do módulo até 2% maior que a dos módulos solares convencionais.
Com uma potência nominal de cerca de 210 W / m², o teto de um carro elétrico de médio alcance deve fornecer eletricidade por cerca de dez km em um dia ensolarado. Isso significaria uma faixa de veículo estendida de cerca de 10% ou uma redução correspondente no consumo de combustível durante um período de um ano. Este cálculo é baseado no ganho de energia (não sombreado) da luz solar em Freiburg Breisgau, um consumo de carro elétrico de 17 kWh por 100 km e uma quilometragem anual de 15.000 km. Esse polar solar também pode ser usado por consumidores que normalmente limitam o alcance de um veículo elétrico (por exemplo, devido ao ar condicionado, aquecimento). O Fraunhofer ISE vê o potencial de pesquisa na integração de energia fotovoltaica em outras superfícies de veículos.
Segundo Heinrich, o projeto está em seu primeiro estágio de desenvolvimento. No futuro, serão realizadas pesquisas para trazer, por exemplo, a matriz solar no motor e na traseira, o que aumentaria ainda mais o alcance. E em uma etapa posterior, seria possível considerar também a instalação dos painéis nas laterais dos carros. No entanto, isso não seria fácil de implementar devido às rigorosas normas de segurança.
As áreas de aplicação variam de carros a aeronaves e construção naval
A matriz de células solares desenvolvida pelo ISE é laminada em um laminador de alumínio entre os painéis de vidro de um teto panorâmico de carro, disponível no mercado, com curvas esféricas. O processo de laminação também pode ser feito em um laminador convencional usando um molde especialmente fabricado.
A funcionalidade do teto solar corresponde à do teto de um carro metálico convencional: as células solares convertem a luz do sol em eletricidade. Isso também ajuda a reduzir o superaquecimento no carro. A tensão do módulo é maior do que com um módulo convencional devido à configuração da telha. Além disso, é mais fácil transformá-lo na voltagem da bateria. As células de telha coladas também são capazes de lidar bem com as altas tensões térmicas e mecânicas nas rotas de tráfego.
O potencial inexplorado que permanece adormecido no teto dos veículos já foi pesquisado pelo Fraunhofer ISE em cooperação com várias empresas de transporte em uma campanha de pesquisa 2016-2017. Seis caminhões foram equipados com sensores de luz solar e temperatura, além de GPS. Suas rotas foram registradas no leste dos EUA e no centro e sul da Europa. Para a Europa, os pesquisadores determinaram de 5000 a 7000 quilowatts / hora de potencial anual de geração de energia em um teto de caminhão típico. Isso equivale a uma quilometragem de 5000 a 7000 quilômetros quadrados. Como parte do projeto proposto para a Citizen Science “PV2Go”, os cientistas do Fraunhofer ISE desejam determinar o potencial de energia solar para carros com o apoio dos proprietários de carros interessados.
Heinrich também vê um potencial adicional para os módulos em aeronaves, drones e construção naval.
O primeiro desses telhados solares poderá entrar em produção em série até o final do próximo ano. A sobretaxa para as células solares atualmente em uso não deve ser muito mais caro que um teto panorâmico.
Source: IAA 2019 and Innovation Origins
teto solar de carros
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