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O Laboratório Nacional de Energia Renovável (NREL) do Departamento de Energia dos EUA está se preparando para revelar um banco de dados contendo os resultados de experimentos de exposição em refletores solares realizados ao longo de mais de quatro décadas. O banco de dados de materiais de espelho solar (SMMD) disponível publicamente conterá informações de milhares de amostras de espelhos solares de mais de uma centena de fornecedores que foram submetidos a testes externos e ambientes de laboratório.
Normalmente usados para concentrar energia solar térmica, esses espelhos foram instalados e testados em Phoenix, Miami, e no campus da NREL em Golden, Colorado. As informações contidas no SMMD datam de 1980 e fornecem informações sobre como os diferentes materiais utilizados nos espelhos se degradam ao longo do tempo.
Detalhes sobre o SMMD estão contidos em um novo artigo, “Compilação de um banco de dados de materiais de espelhos solares e uma análise de exposição e degradação de espelhos naturais e acelerados”, publicado no Jornal de Engenharia de Energia Solar. O artigo também compila décadas de dados de medição em uma análise estatística.
Tucker Farrell, engenheiro de pesquisa do NREL e principal autor do artigo, disse que o banco de dados pode ser usado para orientar o desenvolvimento de testes acelerados, o projeto de refletores solares e a fabricação dos dispositivos.
“A concentração de energia térmica solar vem em uma variedade de formas. Você tem calha parabólica, torre, Fresnel, prato e outros, mas é tudo a mesma ideia. Você quer refletir a energia solar e concentrá-la em um único ponto e capturar o calor”, disse Farrell.
Os coautores de Farrell do NREL são Yue Cao, Daniel Celvi, Christa Schreiber e Guangdong Zhu. O site que contém o SMMD deverá estar online ainda este ano.
O SMMD contém mais de 2.000 amostras e mais de 100.000 medições. Um determinado experimento pode incluir múltiplas amostras testadas sob uma determinada condição e duração de exposição. Por exemplo, os investigadores encontraram uma forte correlação entre quatro meses numa condição de teste acelerado em comparação com nove meses ao ar livre. Os resultados sugerem que exposições de maior duração usando equipamentos de laboratório são necessárias para uma modelagem precisa. Os dados experimentais de exposição externa de longo prazo são considerados um dos principais benefícios do SMMD.
Os pesquisadores se beneficiam da coleta de dados de três condições ambientais diferentes. Os espelhos testados em Phoenix foram expostos à umidade mais baixa, à temperatura diária mais alta e à maior diferença de temperatura ao longo de um ano. O local de teste em Miami teve a umidade mais alta, mas uma temperatura relativamente estável. Golden teve a temperatura média mais baixa, mas uma grande diferença de temperaturas.
Os espelhos são feitos de uma combinação de materiais, como vidro e alumínio, polímero e prata, ou vidro e prata. Os espelhos solares degradam-se ou perdem alguma da sua refletividade, mas as causas subjacentes variam. Corrosão, microfraturas e corrosão podem ser os culpados, mas o mesmo pode acontecer com uma combinação de alterações químicas e físicas no refletor. Os pesquisadores observaram que caracterizar e vincular as razões da degradação às questões ambientais poderia produzir modelos precisos baseados no próprio refletor, bem como na região para a qual foi projetado. Por exemplo, o espelho ideal para um clima seco com areia grossa pode diferir substancialmente daquele destinado a ser utilizado num clima costeiro com elevada humidade e sais em suspensão.
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