Receba atualizações!!!



quarta-feira, 16 de outubro de 2019

Painel solar dessaliniza água do mar reciclando calor

Redação do Site Inovação Tecnológica - 09/09/2019

Painel solar dessaliniza água do mar reciclando calor
Uma fazenda solar com um sistema de dessalinização de água do mar acionado por calor sob cada painel pode co-gerar eletricidade renovável e água doce em áreas costeiras.
Painel solar dessaliniza água do mar reciclando calor
[Imagem: Wenbin Wang]


Água de graça

Um aparelho multifuncional mostrou-se capaz de capturar o calor presente nos painéis solares fotovoltaicos, sempre expostos ao Sol, e usar esse calor para dessalinizar a água do mar, gerando água potável.

Ou seja, o aparelho gera simultaneamente eletricidade e água usando apenas energia renovável.

Wenbin Wang, da Universidade de Ciência e Tecnologia Rei Abdullah, na Arábia Saudita, construiu uma série de canais de água e os empilhou, separando-os por membranas hidrofóbicas porosas e camadas condutoras de calor, e então prendeu tudo no lado de baixo de um painel fotovoltaico comercial.

O calor residual do painel vaporiza a água do mar no canal mais alto; o vapor atravessa a membrana porosa e condensa-se como água fresca em um canal de água limpa logo abaixo.

À medida o vapor condensa, seu calor passa através da camada de condução térmica para o próximo canal de água do mar, reciclando a energia para purificar mais água.

Usando três camadas empilhadas de canais de destilação de água e passando a energia de camada para camada, o aparelho, instalado em uma região costeira da Arábia Saudita, produziu até 1,64 litro de água potável por metro quadrado de superfície do painel solar a cada hora. Isso é mais do que o dobro da produção de água dos dessalinizadores solares tradicionais, que usam um esquema de estágio único, instalados na mesma região desértica.

Igualmente importante, a saída de eletricidade do painel fotovoltaico não foi afetada pela dessalinização de água ocorrendo abaixo dele.
Painel solar dessaliniza água do mar reciclando calor

Painel solar dessaliniza água do mar reciclando calor
Esquema do mecanismo de dessalinização da água do mar pela reciclagem do calor dos painéis solares.
[Imagem: Wenbin Wang et al. - 10.1038/s41467-019-10817-6]
Energia e água

Wang lembra que a produção de energia e o uso da água já estão profundamente interligados. Fazendas solares usam água doce para tirar a poeira que se acumula sobre os painéis solares e reduz sua capacidade de geração de eletricidade. Enquanto isso, as usinas de dessalinização de água consomem muita eletricidade para produzir água doce da água do mar.

Assim, o novo aparelho preenche um hiato que aguardava por uma solução. Além disso, ele faz seu trabalho aproveitando algo que era desperdiçado: os painéis fotovoltaicos comerciais transformam a luz solar em eletricidade com uma eficiência máxima de 20%; os restantes 80% são desperdiçados como calor, lançado no ambiente circundante.

Célula captura calor do Sol e frio do espaço ao mesmo tempo


Bibliografia:

Artigo: Simultaneous production of fresh water and electricity via multistage solar photovoltaic membrane distillation
Autores: Wenbin Wang, Yusuf Shi, Chenlin Zhang, Seunghyun Hong, Le Shi, Jian Chang, Renyuan Li, Yong Jin, Chisiang Ong, Sifei Zhuo, Peng Wang
Revista: Nature Communications
Vol.: 10, Article number: 3012
DOI: 10.1038/s41467-019-10817-6

terça-feira, 15 de outubro de 2019

Refletor de radar monitora movimento do solo - de represas a geleiras

Redação do Site Inovação Tecnológica - 11/10/2019

Refletor de radar monitora movimento do solo - de represas a geleiras
Os painéis - que podem até ser pintados - refletem os sinais de satélites artificiais, detectando minúsculos deslocamentos do terreno.
[Imagem: Southwest Research Institute]

Monitoramento de terrenos
Um retrorrefletor de radar bidimensional - que pode ser fabricado ou até mesmo pintado sobre uma superfície - revelou-se capaz de monitorar remotamente mudanças sutis na crosta terrestre.
O "retrorrefletor Van Atta" trabalha em conjunto com satélites artificiais para medir com precisão o movimento do solo causado por terremotos, produção de petróleo, mineração, represas e outros processos.
"Ao monitorar as mudanças na crosta terrestre, os gerentes de emergência, defesa civil de cidades ou qualquer pessoa interessada em segurança da comunidade podem detectar e antecipar instabilidades em uma área específica. Isso permite planejamento e soluções proativas para lidar com terrenos instáveis," disse o professor Marius Necsoiu, do Instituto de Pesquisas Sudoeste (SWRI), nos EUA.
Os refletores tridimensionais tradicionais, conhecidos como refletores de canto, são volumosos e suscetíveis a danos ou vandalismo. Já os painéis retrorrefletores Van Atta, que medem menos de 30 centímetros de lado, podem ser pintados para se ajustar a qualquer superfície e configurados em vários padrões, facilitando a ocultação e uma menor propensão a danos.
Outras aplicações incluem o monitoramento ambiental, como a medição de mudanças em formações naturais, como geleiras, ou artificiais, como represas, avisando com antecedência do risco de rompimento.
Retrorrefletor Van Atta
O retrorrefletor incorpora um conjunto de antenas patenteado por Lester Clare Van Atta, em 1959, um projeto que envia energia de volta na direção de chegada das ondas em uma ampla gama de ângulos.
Necsoiu e seus colegas fundiram os princípios de Van Atta com a interferometria de radar, um método baseado em satélite para medir o movimento do solo com sinais de radar. Quando monitorados ao longo do tempo, os sinais refletidos mostram se o solo em um determinado local está mudando, detectando movimentos muito sutis com alta resolução.
"Analisar mudanças sutis do espaço requer marcadores no terreno que não mudam ao longo do tempo," disse Necsoiu. "O retrorrefletor compacto Van Atta fornece essa consistência. O design plano permite uma montagem embutida e segura nas estruturas ou no solo. Além disso, o retrorrefletor pode suportar uma variedade de ambientes e temperaturas, tornando-o ideal para esse tipo de coleta de dados".
Bibliografia:

Artigo: Satellite radar interferometry using micro-retroreflective arrays
Autores: Marius Necsoiu, Emilio Martinez, B. David Moore
Revista: Proceedings of SPIE - The International Society for Optical Engineering
Vol.: SN 514040, Oct. 6 1959
DOI: 10.1117/12.2517626
Link: https://patents.google.com/patent/US2908002A/en

Artigo: Electromagnetic Reflector
Autores: Lester Clare Van Atta
Revista: U.S. Patent 2.908.002