Um grupo de pesquisadores da Changsha University of Science and Technology, na China, desenvolveu um protótipo de pavimento fotovoltaico para uso em rodovias. O módulo é composto por uma camada protetora de concreto-resina transparente e um painel solar embutido.

De acordo com o estudo, intitulado “Preparation and performance study of solar pavement panel based on transparent Resin-Concrete” (ou “Elaboração e estudo de desempenho de painel solar para pavimento à base de concreto-resina transparente”), o concreto resinado transparente encapsula completamente o módulo do painel solar, aumentando a estabilidade da estrutura – o que é interessante uma vez que os sistemas fotovoltaicos de pavimento têm que suportar estresse mecânico quando entram em contato com veículos ou pessoas.

Composição do pavimento e etapas de estudo

O pavimento foi construído com material resina-concreto transparente feito a partir de resíduos de vidro e resina poliéster insaturada.

Ao longo do estudo, os cientistas avaliaram o efeito de diferentes gradações e quantidades de resina (cinco tipos de gradação do agregado de vidro, três tipos de teor de resina) nas propriedades ópticas, índice de volume e propriedades mecânicas. 

Em seguida, um protótipo do módulo foi construído de acordo com a proporção de mistura otimizada. A partir daí, o desempenho do pavimento e a parte fotoelétrica do módulo de pavimento solar foram testados. 

Por fim, foram avaliados o desempenho do ofuscamento, a sustentabilidade da transparência e os benefícios econômico-ambientais.

Resultados obtidos

Os cientistas da Changsha University observaram que tanto o tipo de gradação do agregado de vidro quanto a quantidade de resina têm um impacto significativo nas propriedades ópticas e mecânicas, mas pouco efeito no índice de volume.

De acordo com a pesquisa, as propriedades ópticas quanto à resistência à compressão do concreto-resina transparente melhoram com o aumento da fração de resina, enquanto sua densidade e índice de vazios se degradam.

Considerando as propriedades do material e custo, o teor ideal de resina é de 43,7%. Provou-se que o módulo de pavimento solar tinha excelente estabilidade em alta temperatura, resistência a trincas em baixa temperatura, boa estabilidade em relação à água, boa impermeabilidade e boa resistência à derrapagem. 

A geração diária de energia do módulo do painel solar do pavimento é de 0,152 kWh/m², o que representa cerca de 16,28% do painel solar original. O brilho da superfície do concreto-resina transparente é 1,3 ~ 1,5 e 1,7 ~ 5,9 vezes o dos pavimentos de concreto e asfalto, respectivamente, e a transmissão de luz diminui com o aumento dos poluentes da superfície. O LCOE (Levelized Cost of Energy ou Custo Nivelado da Energia) do pavimento solar de concreto resinado transparente é de 0,175 $/kWh, e pode trazer benefícios econômicos consideráveis ​​e de redução de emissões.

Uso comercial e ajustes

Segundo o estudo, embora o custo de investimento do pavimento solar de concreto resinoso transparente seja maior do que o pavimento de concreto e pavimento asfáltico no estágio inicial, suas influências econômicas, ambientais e sociais intangíveis são consideráveis a longo prazo.

“Para melhorar a eficiência de geração de energia do módulo de pavimento solar, devem ser usados painéis solares com alta eficiência de conversão, como uma combinação de plexiglass, resina de silicone transparente e silício monocristalino. Além disso, como a potência de saída dos painéis solares varia com a mudança de irradiância, em áreas com grande irradiância e sol anual, como Tibete, Xinjiang, China, a geração de energia será mais eficiente”, afirma Xudong Zha, um dos autores da pesquisa e professor da Escola de Engenharia de Tráfego e Transportes da Universidade Changsha.

No entanto, de acordo com Zha, o sistema ainda não está pronto para produção comercial, pois foi testado apenas em ambientes fechados e nenhuma estrada foi pavimentada para provar sua durabilidade a longo prazo.

Entrevistado/ Fonte
Changsha University of Science and Technology/ Xudong Zha

Contato
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Jornalista responsável
Marina Pastore
DRT 48378/SP