5201: Pentágono: Painel solar no espaço poderá vir a fornecer energia a qualquer parte da Terra

CIÊNCIA/ESPAÇO/ENERGIA

Apesar das conquistas que nos têm chegado de Marte, pela NASA, parece que o Pentágono também tem estado a tramar alguma. Aparentemente, cientistas do departamento de defesa americano testaram um painel solar no espaço.

Tem o tamanho de uma caixa de pizza e é o protótipo de um futuro sistema que pretende enviar electricidade do espaço directamente para qualquer ponto da Terra.

Uma tonelada de luz solar extra no espaço devido ao painel

Em maio de 2020, o Pentágono lançou o painel, apelidado de Photovoltaic Radiofrequency Antenna Module (PRAM), junto com a nave espacial X-37B. Isto, para que, entre outras coisas envoltas de secretismo, o painel capte a luz do sol para a converter em electricidade.

Conforme sabemos, a atmosfera que nos envolve protege-nos, entre outras coisas, contra a radiação solar. Então, o o painel foi lançado para aproveitar de forma mais eficiente a luz, a partir do espaço.

Aliás, a atmosfera deixa retida as chamadas ondas azuis, que, por isso, se difundem à entrada da atmosfera. A saber, é por isso que o céu se apresenta com a tonalidade azul que tão bem conhecemos.

Portanto, Paul Jaffe, um colaborador do projecto, disse que estão a receber “uma tonelada de luz solar extra no espaço”.

Além disso, revelou à CNN que as últimas experiências mostram que o painel é capaz de produzir cerca de 10 watts de energia para transmissão.

Objectivo é massificar envio de painéis

Apesar de terem testado com um único painel com 12×12 polegadas, o Pentágono prevê que seja enviado um conjunto de várias dezenas. Se for bem-sucedido, poderá revolucionar a forma como a energia é gerada, bem como processo através do qual é distribuída.

Dessa forma, e segundo Jaffe, poderia contribuir para as maiores redes de transmissão da Terra.

Ainda que o painel não tenha ainda enviado energia para a Terra, a eficácia desse processo já foi provada, mas precisa de ser testada neste contexto. Aliás, se o projecto crescer e culminar em enormes antenas solares espaciais, as micro-ondas poderão ser convertidas em electricidade sem combustível e enviadas, rapidamente, para qualquer parte da Terra. Isto, uma vez que os painéis saberiam precisamente para onde enviar as micro-ondas.

De acordo com Jaffe, a temperatura a que o PRAM funciona é fundamental, uma vez que a mecânica mais fria se prova mais eficiente. Portanto, a órbita terrestre baixa em que se encontra o drone X-37B significa que ele passa cerca de metade de cada ciclo de 90 minutos na escuridão e, por isso, no frio.

Painel solar no espaço poderá ser enviado para mais longe

Apesar de tentador, um dos grandes entraves é a viabilidade económica do projecto. Conforme explica Jaffe, construir hardware para o espaço é caro, ainda que os custos tenham começado a descer.

Ainda assim, destacam-se algumas vantagens nessa construção espacial. Por exemplo, Jaffe explica que, na Terra, a gravidade é útil, porque mantém tudo no lugar. Contudo, quando se tratam de grandes edifícios ou construções, pode ser um problema, uma vez que têm de suportar o seu próprio peso.

O próximo passo lógico é escalá-lo até uma área maior que recolha mais luz solar, que converte mais em micro-ondas.

Disse Jaffe.

Aliás, a equipa do Pentágono já testou essa possibilidade, tendo aquecido o painel PRAM, de forma a testar a sua eficiência se estivesse a 36 000 quilómetros da Terra.

O projecto foi desenvolvido no âmbito do Operational Energy Capability Improvement Fund (OECIF), do Pentágono, e pelo US Naval Research Laboratory, em Washington.

Autor: Ana Sofia
24 Fev 2021


2645: Nova tecnologia consegue gerar electricidade através das noites frias

CIÊNCIA

Scopio / Canva

Cientistas da Universidade de Stanford e da Universidade da Califórnia em Los Angeles construíram um dispositivo que consegue gerar electricidade através do frio sentido durante a noite.

Há dois anos, numa noite gelada de Dezembro, num telhado da Califórnia, nos Estados Unidos, uma pequena luz brilhou com uma ajudinha do ar frio. Ainda que tenha sido um brilho fraco, foi o suficiente para demonstrar a possibilidade de gerar energia renovável depois do Sol se pôr.

Segundo o Science Alert, juntamente com os engenheiros da Universidade de Stanford, Wei Li e Shanhui Fan, o cientista de materiais Aaswath Raman, da Universidade da Califórnia em Los Angeles (UCLA), construiu um dispositivo que produz uma voltagem ao canalizar o calor residual do dia para o ar frio.

“Acreditamos que esta pode ser a base de uma tecnologia complementar à energia solar. Embora a produção de energia sempre seja substancialmente menor, pode trabalhar em horas em que as células solares não podem”, explica Raman, cujo estudo foi publicado na revista científica Joule.

Este dispositivo faz uso do bom e velho efeito termoeléctrico. Utilizando um material chamado termopar, os engenheiros podem converter uma mudança de temperatura numa diferença de voltagem. Isto exige algo relativamente quente de um lado e um local para a energia térmica escapar do outro.

(dr) Aaswath Raman
O dispositivo construído pelo cientista Aaswath Raman

Para manter os custos baixos, a equipa usou objectos simples e prontos a usar que praticamente qualquer um de nós poderia facilmente ter em mãos.

A equipa montou um gerador termoeléctrico barato e ligaram-no a um disco de alumínio preto para libertar calor no ar nocturno. O gerador foi colocado dentro de uma caixa de poliestireno selada com uma janela transparente à luz infravermelha e ligada a um pequeno LED.

Durante seis horas, a caixa foi deixada a arrefecer num telhado de Stanford, à medida que a temperatura caia um pouco abaixo do ponto de congelamento. À medida que o calor fluía do solo para o céu, o pequeno gerador produzia corrente suficiente para dar vida à luz. No seu melhor, o dispositivo gerou cerca de 0,8 miliwatts de energia, correspondendo a 25 miliwatts de energia por metro quadrado.

Embora não seja, para já, uma enorme quantidade de energia, é um excelente ponto de partida. A equipa sugere que, com os ajustes e as condições certas, não está fora de questão chegar aos 500 miliwatts por metro quadrado.

(dr) Aaswath Raman

ZAP //

Por ZAP
15 Setembro, 2019

 

1977: Investigadores construíram um dispositivo que gera electricidade a partir da frieza do Espaço

CIÊNCIA

Ivan Kodzhanikolov / Flickr

Sem o Sol, a Terra arrefeceria lentamente. Esse facto é particularmente evidente em noites claras, quando o calor do nosso planeta, desbloqueado pelas nuvens, se espalha na escuridão do espaço. 

Agora, investigadores da Universidade de Stanford desenvolveram um dispositivo que pode aproveitar esse fluxo de calor e criar electricidade. O dispositivo experimental é um pouco como um painel anti-solar, dado que possui um sistema opto-electrónico semelhante.

No entanto, em vez de usar a radiação recebida do Sol, usa radiação de saída da Terra. Conforme relatado na Applied Physics Letters, o sistema usa o efeito negativo de iluminação. O semicondutor infravermelho gera electricidade à medida que o calor sai da superfície do dispositivo.

“A vastidão do universo é um recurso termodinâmico”, disse em comunicado o co-autor do estudo, Shanhui Fan. “Em termos de física opto-electrónica, existe realmente a simetria muito bonita entre colher radiação e radiação de saída.”

Existe uma grande diferença de temperatura entre a Terra e o Espaço. Mesmo nos locais mais frios do nosso planeta, ainda há uma diferença de pelo menos 200°C. As limitações do dispositivo não estão nas condições externas, mas na tecnologia.

O dispositivo actual produz apenas uma corrente de 64 nanowatts por metro quadrado. “A quantidade de energia que podemos gerar com este dispositivo, de momento, está muito abaixo do limite teórico“, explicou o autor Masashi Ono.

O limite teórico para o dispositivo seria quatro watts por metro quadrado, cerca de um milhão de vezes mais do que o obtido nas primeiras experiências. Enquanto seria uma grande melhoria, ainda estaria muito abaixo do que um painel solar pode fazer (até 200 watts por metro quadrado), mas o suficiente para ser de interesse.

Nesta fase, é apenas uma prova de conceito. Nenhum outro dispositivo opto-electrónico conseguiu gerar electricidade a partir da frieza do Espaço. A equipa está interessada em maneiras de melhorar o dispositivo para garantir que os materiais utilizados sejam os melhores para o trabalho em questão.

As aplicações para esta tecnologia não são apenas sobre o uso da frieza do universo. O dispositivo poderia ser usado para recuperar parte do calor desperdiçado pelas máquinas.

ZAP // IFL Science

Por ZAP
14 Maio, 2019


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