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Painéis solares estão por toda a parte… até nos canais de irrigação; entenda

A transição energética para fontes de energia limpa requer criatividade. Pensando nisso, os Estados Unidos apostaram em uma tecnologia diferentona: a instalação de painéis solares sobre canais de irrigação.

A proposta não é nova. Inclusive, já foi aplicada em outros países, como Espanha e Índia. A vantagem é que, além de produzir eletricidade limpa, ela ajuda a reduzir a perda de água por evaporação.

Além de produzir energia, sistema diminui perda de água (Imagem: Turlock Irrigation District’s/Reprodução)

Estados Unidos apostam em painéis solares em sistemas de irrigação

Em 2024, o governo estadunidense investiu US$ 25 milhões (mais de R$ 140 milhões) para instalação de painéis solares em estados como Califórnia, Oregon, Utah e Arizona. São dois objetivos: acelerar a transição para fontes de energia renovável e preservar a água em regiões afetadas pela seca.

A iniciativa mais avançada nesse sentido é o chamado Projeto Nexus, que se estende por 6.400 km em sistemas de irrigação na Califórnia. Ele custou US$ 15 milhões (cerca de R$ 85 milhões), com financiamento da Lei de Redução da Inflação.

De acordo com o site Electrek, a primeira instalação do Nexus foi no Distrito de Irrigação de Turlock, responsável por fornecer água a 4.700 produtores no Vale de San Joaquín. Segundo Josh Weimer, diretor de assuntos externos de Turlock, ao site ABC, os painéis foram posicionados em duas direções, sul e oeste, para medir qual gera mais eletricidade.

A expectativa é de uma produção anual de 1,3 gigawatt-hora (GWh), o suficiente para contribuir com a meta de reduzir em 40% as emissões de gases de efeito estufa do estado até 2030.

Projeto Nexus, no distrito de Turlock, instalou painéis solares em canais de irrigação
EUA tem outros projetos semelhantes em mente (Imagem: Turlock Irrigation District’s/Reprodução)

Projeto reduz evaporação de água

Além da gerar energia renovável, os painéis solares contribuem com os próprios sistemas de irrigação. Como explicou o site Ecoticias, eles fazem sombra para a água, reduzindo a evaporação – uma vantagem significativa em locais secos e que enfrentam escassez hídrica.

Esse não é o único projeto deste tipo em andamento nos EUA. O país está estudando criar iniciativas ainda maiores, como no canal Delta-Mendota, também na Califórnia, com o uso de painéis solares flutuantes.

Já em Utah, o projeto Layton usará estruturas elevadas para instalar os módulos solares, com estimativa de economizar cerca de 3,7 milhões de litros de água por ano.

Paineis fotovoltaicos
Iniciativas semelhantes já existem em outros países (Imagem: torstensimon/pexels)

Outros países já testaram aplicação dos painéis solares na irrigação

  • A ideia não é nova e já havia sido testada com sucesso em países como Espanha e Índia;
  • Em 2020, o estado indiano de Gujarat foi pioneiro ao usar painéis solares nos mais de 80 mil canais de irrigação da região;
  • Além da eficiência na geração de energia e na economia de água, o projeto poupou o uso de terras agrícolas para produção de energia;

Mas especialistas fazem alertas: é preciso avaliar o impacto ambiental dessas iniciativas.

Leia mais:

Uma pesquisa da Universidade de Cornell apresentou resultados que comprovam que nem tudo é positivo. O estudo indicou que a emissão de gases de efeito estufa aumentou 27% em lagoas cobertas em até 70% por painéis solares. Isso pode interferir nos ecossistemas aquáticos e afetar processos naturais, como a decomposição e a atividade de microrganismos.

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Vidro feito de poeira lunar pode gerar energia na Lua

Um artigo publicado nesta quinta-feira (3) na revista Device revela um novo uso para a poeira lunar: a fabricação de células solares. Além de servir para extrair oxigênio e titânio, construir abrigos e criar um material cimentício conhecido como lunarcrete, agora o regolito lunar também pode ser aproveitado para gerar eletricidade.

Liderada por Felix Lang, da Universidade de Potsdam, na Alemanha, a pesquisa sugere que a conversão da poeira lunar em células solares pode fornecer energia para futuras bases na Lua. “Já usamos regolito para extrair água e fabricar tijolos. Agora, podemos transformá-lo em células solares, garantindo eletricidade para uma cidade lunar”, afirmou Lang em um comunicado.

Atualmente, as células solares convencionais utilizam vidro fabricado na Terra, um material pesado que encarece as missões espaciais. Produzi-las diretamente na Lua, com recursos disponíveis no solo lunar, pode reduzir custos e facilitar a construção de infraestrutura energética no satélite.

Imagem conceitual da futura fabricação de células solares na Lua, utilizando regolito lunar. Nela, vemos robôs que obtêm regolito bruto e o trazem para uma instalação de produção, que fabrica células solares lunares baseadas em perovskita. Depois, rovers automatizados ou astronautas instalam as células solares produzidas para alimentar futuras colônias lunares. Crédito: Sercan Özen

Equipe usa simulador de poeira lunar para produzir vidro

Para testar essa possibilidade, a equipe de Lang utilizou um simulador de poeira lunar, já que as amostras autênticas da Lua são raras e valiosas. O regolito simulado foi fornecido por um laboratório da NASA, que desenvolve diferentes tipos desse material para experimentos científicos. O regolito foi derretido para formar vidro lunar, um processo que pode ser realizado usando apenas a luz solar concentrada para atingir altas temperaturas.

O vidro lunar é então combinado com perovskita, um material cristalino amplamente usado em células solares. A perovskita absorve a luz do Sol, liberando elétrons que são capturados por um eletrodo, gerando corrente elétrica.

O Moonglass – nome dado ao vidro lunar – apresenta algumas vantagens sobre o vidro comum usado na Terra. Enquanto o vidro tradicional tende a escurecer no espaço, perdendo eficiência, o Moonglass já possui uma coloração marrom natural devido às impurezas do regolito. Isso evita que escureça ainda mais e comprometa a captação de luz. Além disso, ele é mais resistente à radiação, um fator crítico no ambiente lunar, onde partículas energéticas do espaço estão constantemente bombardeando a superfície.

Simulador de regolito lunar, vidro lunar e células solares lunares. A inserção mostra uma micrografia transversal e a estrutura cristalina de perovskita. Crédito: Felix Lang

No entanto, as células solares feitas de vidro lunar ainda não atingem a mesma eficiência das convencionais. Enquanto painéis solares usados no espaço convertem entre 30% e 40% da luz solar em eletricidade, os produzidos com Moonglass alcançam apenas 10%. A equipe de Lang acredita que esse índice pode chegar a 23% com a remoção de algumas impurezas do vidro lunar.

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Produção de energia na Lua é desafiadora

Mesmo que a eficiência continue baixa, a solução pode ser viável. “Não precisamos de células solares com 30% de eficiência. Basta fabricar mais delas na Lua”, explicou Lang. Além disso, construir as células solares diretamente no satélite natural reduz significativamente a necessidade de transporte de materiais da Terra, diminuindo em 99% o peso das cargas enviadas.

Ainda há desafios técnicos a serem superados. Criar células solares com poeira lunar simulada na gravidade terrestre é uma coisa; fazer isso em baixa gravidade é outra. A equipe também precisa verificar se os solventes usados no processo resistem ao vácuo espacial e se as variações extremas de temperatura na Lua afetam a estabilidade das células.

Para responder a essas questões, os pesquisadores propõem uma missão experimental à Lua para testar as células solares em condições reais. Se a tecnologia se mostrar eficaz, poderá viabilizar uma base lunar sustentável, especialmente no polo sul da Lua, onde há depósitos de gelo e luz solar quase contínua. Isso evitaria as longas noites lunares de 14 dias, um desafio para sistemas solares convencionais.

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