Pense Redondo: As Células Solares Esféricas do Japão Desafiam 140 Anos de Design de Painéis Planos

Um design centenário recebe uma atualização radical

Durante mais de 140 anos, a energia solar manteve-se essencialmente igual. Desde que Charles Fritts criou um dos primeiros painéis solares em 1883, como uma placa rígida, a tecnologia fotovoltaica tem sido definida por retângulos azuis planos montados em telhados ou dispostos em vastos campos. Este design tornou-se tão omnipresente que a maioria das pessoas nunca questiona se as células solares precisam de ser planas. No Japão, porém, os engenheiros da Kyosemi Corporation decidiram desafiar esta suposição fundamental, desenvolvendo uma família revolucionária de minúsculas células solares esféricas chamadas Sphelar que poderiam transformar a forma como aproveitamos a energia solar.

O design convencional de painel plano funciona bem em condições ideais, quando a luz solar incide diretamente na superfície num ângulo perfeito de 90 graus. No mundo real, porém, as condições raramente são ideais. O sol move-se pelo céu ao longo do dia e muda de ângulo com as estações. As nuvens dispersam a luz. Edifícios, árvores e outros obstáculos criam sombras. Os painéis planos perdem eficiência significativa quando a luz os atinge num ângulo, e tornam-se essencialmente inúteis quando ficam à sombra. Estas limitações têm restringido onde e como a energia solar pode ser implementada de forma eficaz.

A equipa japonesa por trás do Sphelar reconheceu que a natureza não fornece luz de forma uniforme e direta. A luz chega de diferentes ângulos ao longo do dia e das estações. Chega como feixes diretos, mas também como luz refletida que ricocheteia na água, no vidro e noutras superfícies, e como luz difusa dispersa pelas nuvens e partículas atmosféricas. Uma célula solar esférica, raciocinaram, estaria mais bem equipada para captar este campo de luz multidimensional, gerando potencialmente eletricidade de forma mais consistente ao longo do dia e em condições meteorológicas menos ideais.

O resultado desta perceção é o Sphelar, uma marca registada que representa a primeira célula solar esférica desenvolvida comercialmente no mundo. Com apenas 1 a 2 milímetros de diâmetro, estas minúsculas contas de silício representam uma reimaginação fundamental da tecnologia fotovoltaica. Em vez de tentar fazer com que a luz incida numa superfície plana no ângulo certo, as células Sphelar aceitam luz de qualquer direção, criando essencialmente um sistema tridimensional de captação de luz que funciona mais como a forma como os organismos naturais captam energia do seu ambiente.

O Momento Eureka: Porque é que a energia solar tem de ser plana?

A história do Sphelar começa com uma pergunta simples mas profunda de Shuji Nakata, o engenheiro principal e fundador da Kyosemi Corporation. Anos depois de lançar a Kyosemi, Nakata viu-se a contemplar como tornar as células fotovoltaicas mais eficientes. Recorrendo à sua experiência anterior no desenvolvimento de painéis solares como membro de projeto na Mitsubishi Electric, perguntou a si mesmo porque é que os painéis solares precisam de ser planos quando o sol está constantemente em movimento.

Em ambientes de laboratório, as fontes de luz são tipicamente fixas e previsíveis. Contudo, na realidade, a luz solar chega de ângulos em constante mudança. Nakata observou que não existe apenas luz direta incidente, mas também luz ambiente refletida e difusa que os painéis planos convencionais em grande parte não conseguem captar. Esta constatação levou à sua pergunta central: se a superfície de uma célula fotovoltaica fosse esférica, seria esta a forma mais eficiente de captar a luz solar? Esta tornou-se a inspiração fundadora da micro célula solar esférica da Kyosemi.

O Sr. Josuke Nakata, Fundador e Presidente da Sphelar Power Corporation, refletiu sobre a missão da empresa numa declaração corporativa:

O Sphelar, as células solares esféricas, foi criado em resposta a perguntas simples como esta. A luz não cai de forma uniforme no mundo natural. A posição do sol está constantemente em movimento. Parte da luz solar é dispersa pelas nuvens e outra é refletida no vidro e na água.

O momento desta perceção revelou-se fortuito. No final da década de 1980, a Kyosemi planeava construir novas fábricas em Hokkaido e expandir a capacidade de produção. Kamisunagawa surgiu como o candidato final para o local. Esta antiga cidade mineira de carvão tinha visto a sua mina fechar devido ao aumento das importações, e a comunidade procurava ativamente novas indústrias para substituir os empregos perdidos. Um resultado desta transição económica foi o estabelecimento do JAMIC, o Centro Japonês de Microgravidade, que renovou um túnel mineiro abandonado como local de investigação científica. Em 1988, o mesmo ano em que a Kyosemi iniciou operações na sua nova fábrica de Hokkaido, o Sr. Nakata teve uma nova inspiração sobre como as capacidades únicas do JAMIC poderiam ajudar a realizar a sua visão de células solares esféricas.

Fabrico em Microgravidade

Criar cristais de silício perfeitamente esféricos apresentava desafios significativos de engenharia. Na Terra, a tensão superficial e a gravidade fazem com que o silício fundido forme formas irregulares à medida que arrefece e solidifica. Para alcançar as esferas quase perfeitas necessárias para células solares eficientes, a Kyosemi recorreu ao JAMIC e à sua notável instalação de poço de queda. Este túnel vertical estende-se 710 metros para dentro da terra, com um poço de queda de 490 metros que permite experiências em condições de microgravidade.

O processo de fabrico envolve colocar silício numa cápsula de vácuo e deixá-la cair pelo poço. Durante a queda livre, o interior da cápsula entra num estado de microgravidade, permitindo que o silício fundido se transforme em esferas perfeitas apenas através da tensão superficial, sem os efeitos distorcedores da gravidade. A equipa do projeto da Kyosemi realizou numerosas experiências, colocando pedaços de silício em cápsulas e tentando derretê-los e cristalizá-los durante o breve período de queda livre. Através de tentativa e erro, acabaram por conseguir criar os grãos em forma de bola desejados.

De acordo com relatos do Phys.org, esta abordagem inovadora de fabrico oferece vantagens significativas para além de apenas criar a forma certa. O processo de fabrico das células Sphelar gera pouco ou nenhum desperdício de silício, um material valioso e relativamente raro na fabricação de semicondutores. A produção convencional de células solares planas envolve tipicamente o corte de wafers de silício a partir de lingotes, o que cria uma quantidade substancial de desperdício à medida que os lingotes cilíndricos são fatiados em wafers planos. O processo de cristalização esférica cria essencialmente a forma final do produto diretamente a partir do material fundido, eliminando a necessidade de corte e reduzindo o consumo de silício.

O Phys.org também relatou que a Kyosemi Corp. estimou que os custos de produção das células Sphelar poderiam ser reduzidos para metade em comparação com a produção convencional de painéis solares planos. Esta vantagem de custo resulta da redução do desperdício de material e de processos de fabrico potencialmente mais simples. Os benefícios ambientais vão além do uso eficiente de materiais, uma vez que o próprio processo de produção é descrito como mais ecológico do que o fabrico fotovoltaico tradicional.

Como as Células Esféricas Captam a Luz

A vantagem fundamental das células Sphelar reside na sua geometria. Uma esfera apresenta a mesma área de superfície à luz de qualquer direção. Ao contrário dos painéis planos, que precisam de ser inclinados em direção ao sol e perdem eficiência quando a luz chega em ângulos oblíquos, as células Sphelar mantêm a sua eficácia de captação de luz independentemente do ângulo de incidência. Isto significa que podem captar luz solar direta ao longo do dia à medida que o sol se move pelo céu, sem necessitar de sistemas mecânicos de seguimento.

Mais importante ainda, o design esférico permite a captação eficiente de fontes de luz indireta. A luz refletida por edifícios, água ou outras superfícies atinge as células Sphelar em vários ângulos, mas ainda encontra uma superfície ideal para absorção. A luz difusa de dias nublados, que normalmente faz a eficiência dos painéis planos cair a pique, também é captada eficazmente porque a forma esférica aceita luz de todas as direções. Esta característica torna as células Sphelar potencialmente mais fiáveis em condições meteorológicas variáveis e em regiões geográficas com cobertura de nuvens frequente.

A tecnologia funciona criando uma junção P-N dentro de cada esfera de silício, semelhante à forma como as células solares tradicionais funcionam, mas aplicada a uma superfície curva. A equipa da Kyosemi aplicou o know-how de fabrico adquirido na produção de chips optoeletrónicos para formar estas junções em superfícies esféricas, um desafio técnico que inicialmente exigiu inovação significativa. Quando ligadas em conjunto, estas esferas microscópicas geram corrente elétrica que pode ser recolhida para alimentar dispositivos ou injetada em sistemas elétricos.

Do ponto de vista do utilizador, isto significa que dispositivos ou estruturas que incorporem células Sphelar não precisam de orientação cuidadosa em direção ao sol. Um dispositivo alimentado por Sphelar pode ser colocado numa superfície horizontal, inclinada, ou até movido, e continuará a captar eficientemente a luz disponível. Isto elimina a necessidade de sistemas de montagem que inclinam os painéis em direção ao sol e remove restrições sobre onde os dispositivos alimentados a energia solar podem ser implementados ou utilizados.

Do Conceito aos Produtos Comerciais

A viagem do conceito ao produto comercial levou vários anos de desenvolvimento. Depois de criarem com sucesso as primeiras quatro células ligadas em série que geravam eletricidade quando expostas à luz, a equipa de investigação intensificou os seus esforços. Em 1998, a Kyosemi estabeleceu o seu próprio Laboratório de Microgravidade para continuar o trabalho de desenvolvimento. Em 2004, a empresa tinha progredido o suficiente para requerer o registo da marca do nome "Sphelar", uma abreviatura de "Spherical Solar", e começou a fornecer amostras a potenciais parceiros.

Nas fases iniciais, até os próprios desenvolvedores tiveram dificuldade em imaginar todas as aplicações potenciais desta tecnologia inovadora. No entanto, à medida que a ideia inovadora chegou ao mercado, inspirou outras ideias inovadoras de parceiros e clientes. Esta abordagem de desenvolvimento colaborativo ajudou a identificar utilizações práticas que aproveitavam as propriedades únicas das células solares esféricas.

Em 2012, a Sphelar Power Corporation foi estabelecida como spin-off da Kyosemi Corporation para se concentrar especificamente no desenvolvimento e comercialização do negócio de células solares esféricas. Ikuo Inagawa, Diretor Representante e Presidente da Sphelar Power Corporation, descreveu a visão da empresa:

A Sphelar Power Corporation comercializou a primeira célula solar esférica de pequeno diâmetro do mundo, a Sphelar, e fornece os seus produtos aplicados. Temos promovido o uso da Sphelar como uma célula solar familiar para ajudar a reduzir grandes alterações no ambiente global e contribuir para o Desenvolvimento Sustentável (ODS), e trabalhado para difundir o uso dos nossos produtos aplicados sob o slogan 'Sphelar sempre ao seu lado!'

Hoje, a empresa oferece várias linhas de produtos que demonstram a versatilidade da tecnologia solar esférica. Estas aplicações demonstram como ir além dos painéis planos permite abordagens totalmente novas para integrar a energia solar no nosso ambiente construído e na vida quotidiana.

Integração em Edifícios e Superfícies Transparentes

Uma das áreas de aplicação mais promissoras para a tecnologia Sphelar é a fotovoltaica integrada em edifícios (BIPV). Os painéis solares tradicionais são tipicamente montados no topo dos telhados como sistemas separados, visíveis e por vezes considerados esteticamente pouco atraentes. As células Sphelar, no entanto, podem ser incorporadas diretamente em materiais de construção, criando superfícies que geram eletricidade enquanto mantêm outras funções, como transparência ou design arquitetónico.

A linha de produtos Sphelar BIPV inclui blocos de vidro que envolvem módulos Sphelar. Estes elementos de construção transparentes podem ser utilizados em paredes, janelas e outras características arquitetónicas, permitindo a passagem da luz enquanto geram eletricidade simultaneamente. A transparência das instalações Sphelar pode variar entre 50% e 80%, dependendo da densidade de colocação das células e dos requisitos específicos da aplicação.

Esta capacidade resolve uma limitação significativa dos painéis solares convencionais em ambientes urbanos. Em cidades densamente povoadas, o espaço no telhado é frequentemente limitado ou sombreado por edifícios circundantes. Os painéis tradicionais podem bloquear vistas ou entrar em conflito com requisitos de preservação histórica. As células Sphelar, no entanto, podem ser integradas em fachadas, janelas e outras superfícies verticais que recebem luz indireta ao longo do dia. Podem ser incorporadas em superfícies curvas e formas arquitetónicas complexas que seriam impossíveis ou impraticáveis com painéis planos rígidos.

A empresa também desenvolveu Sphelar Glass Blocks, pequenos módulos solares compactos encerrados em vidro transparente. Estes podem servir tanto como materiais de construção como geradores de energia, transformando potencialmente janelas comuns, clarabóias ou elementos decorativos em superfícies produtoras de energia. A capacidade de manter a transparência enquanto gera energia abre possibilidades para edifícios de energia positiva que produzem tanta eletricidade quanto consomem, sem comprometer a estética arquitetónica.

Recolha de Energia para a Internet das Coisas

À medida que o mundo avança para uma maior conetividade com a Internet das Coisas (IoT), alimentar vastas redes de sensores e pequenos dispositivos apresenta um desafio significativo. A substituição de baterias é impraticável para redes de sensores distribuídos, e os custos de cablagem podem ser proibitivos. As células Sphelar oferecem uma solução através da recolha de energia, também conhecida como captura de energia, em que os dispositivos recolhem as pequenas quantidades de energia ambiente disponíveis no seu ambiente.

A Série Sphelar EIPV fornece módulos solares compactos concebidos especificamente para aplicações de baixa potência. Estes módulos podem recolher energia da luz disponível para alimentar dispositivos sensores, aplicações sem fios inteligentes e outros pequenos eletrónicos. Uma vez que as células Sphelar captam luz de todas as direções e funcionam bem com luz difusa, são particularmente adequadas para ambientes interiores ou urbanos onde as células solares tradicionais podem ter dificuldades.

As aplicações para estes módulos de recolha de energia incluem sensores ambientais, sistemas de edifícios inteligentes, monitorização agrícola e qualquer aplicação em que pequenos dispositivos distribuídos precisem de energia sem substituição de baterias ou ligações com fios. A capacidade de funcionar sem orientação precisa em direção ao sol torna estas células ideais para dispositivos que podem ser colocados em várias posições ou movidos durante o seu tempo de vida operacional.

A natureza compacta das células Sphelar, com apenas 1 a 2 milímetros de diâmetro, permite que sejam integradas em dispositivos muito pequenos onde as células solares tradicionais simplesmente não caberiam. Esta capacidade de miniaturização poderá permitir categorias totalmente novas de dispositivos inteligentes autoalimentados, desde tecnologia vestível a monitores ambientais incorporados em infraestruturas.

Tecnologia Vestível e Tecidos Solares

Talvez a aplicação mais futurista da tecnologia Sphelar esteja no domínio da eletrónica vestível e dos têxteis inteligentes. A empresa desenvolveu um fio de geração de energia solar em forma de filamento que gera eletricidade com luz solar, mantendo excelente flexibilidade. Este fio fotovoltaico permite o fabrico de têxteis que geram eletricidade, transformando efetivamente roupa, sacos ou outros artigos de tecido em geradores de energia solar.

O desenvolvimento do fio de geração de energia solar foi realizado através de um projeto de investigação conjunto indústria-academia-governo que envolveu o Ministério da Economia, Comércio e Indústria, a Sphelar Power Co., Ltd. e o Centro de Tecnologia Industrial da Prefeitura de Fukui. O produto resultante Sphelar TEXTILE é descrito como leve, fino, flexível e elástico, tornando-o adequado para aplicações de fornecimento de energia em e-têxteis vestíveis.

Esta tecnologia resolve um desafio fundamental na eletrónica vestível: a energia. As baterias acrescentam peso e volume aos dispositivos vestíveis, e o carregamento frequente reduz a sua conveniência. Os tecidos com integração solar podem recolher energia ao longo do dia a partir da luz ambiente, alimentando continuamente sensores incorporados, dispositivos de comunicação ou monitores de saúde sem exigir intervenção do utilizador ou acrescentar peso significativo.

As aplicações potenciais estendem-se para além do vestuário, incluindo tendas, toldos, velas de barco, capas de veículos e qualquer outra superfície de tecido exposta à luz. As aplicações militares poderiam incluir uniformes que alimentam equipamentos de comunicação ou dispositivos de navegação. No uso civil, equipamento de exterior poderia gerar energia para dispositivos GPS, balizas de emergência ou telemóveis. A flexibilidade do material significa que pode ser integrado em peças de vestuário sem comprometer o conforto ou o movimento, ao contrário dos painéis solares rígidos, que seriam impraticáveis para aplicações vestíveis.

Produtos de Consumo e Iluminação

Além das aplicações industriais especializadas, a Sphelar Power Corporation desenvolveu produtos para o consumidor que demonstram os benefícios práticos da tecnologia solar esférica em contextos quotidianos. Estes produtos mostram como as características únicas das células Sphelar permitem designs que seriam difíceis ou impossíveis com painéis solares planos tradicionais.

A Sphelar Garden Light apresenta um design elegante com a célula solar esférica Sphelar montada no topo e um elemento de luz LED. Durante as horas de luz do dia, a eletricidade é armazenada a partir da luz solar e, à noite, a energia armazenada alimenta o LED para iluminar jardins, parques e caminhos pedonais. O design dá prioridade à estética, procurando fornecer iluminação sem perturbar a paisagem. A instalação é simples, não exigindo contas de eletricidade nem trabalhos de cablagem, tornando-a adequada para locais remotos ou áreas onde a infraestrutura elétrica não está disponível.

De forma semelhante, o produto Sphelar Illumination inclui módulos Sphelar que podem ser pendurados em árvores. Estes módulos recolhem eletricidade durante as horas de luz do dia e acendem LEDs à noite, com o próprio módulo Sphelar a brilhar suavemente. O produto foi concebido para fornecer iluminação segura e atraente sem danificar as árvores durante a instalação ou destruir a sua aparência natural. Tal como a luz de jardim, estes produtos de iluminação não requerem ligação elétrica nem custos energéticos contínuos.

Estes produtos de consumo demonstram vantagens práticas da tecnologia Sphelar que derivam da sua captação omnidirecional de luz. Os ornamentos de jardim e as luzes de árvore podem ser colocados em várias orientações sem preocupação com a exposição solar ideal. Podem ser localizados em áreas parcialmente sombreadas onde os painéis planos podem não receber luz direta suficiente. O apelo estético do design é realçado pela natureza compacta e discreta das células esféricas, que podem ser integradas em elementos decorativos sem parecerem adições técnicas.

Considerações sobre Eficiência e Desempenho

Ao avaliar qualquer tecnologia solar, a eficiência continua a ser uma métrica crítica. Relatos do TheFutureOfThings indicam que a Kyosemi desenvolveu painéis solares flexíveis com uma eficiência quase 20% superior à da maioria das células fotovoltaicas comerciais disponíveis atualmente. Esta melhoria significativa resulta da capacidade de captar luz de todos os ângulos e de utilizar tanto fontes de luz direta como indireta.

Contudo, comparar diretamente as células Sphelar com painéis planos tradicionais exige uma consideração cuidadosa de diferentes métricas de desempenho. Os painéis planos são tipicamente classificados com base na sua eficiência máxima em condições laboratoriais ideais com luz direta e perpendicular. As células Sphelar, em contraste, mantêm um desempenho mais consistente em condições e ângulos de luz variáveis. Embora possam não superar os painéis planos em testes de eficiência máxima em condições perfeitas, o seu rendimento energético global ao longo de um dia completo em condições do mundo real pode ser superior.

A eliminação de sistemas de seguimento representa outra vantagem de eficiência. As instalações solares de grande escala usam frequentemente motores e sistemas de seguimento para manter os painéis planos orientados em direção ao sol ao longo do dia. Estes sistemas consomem energia, exigem manutenção e acrescentam complexidade às instalações. As células Sphelar alcançam benefícios semelhantes através da sua geometria inerente, captando luz ideal desde o amanhecer até ao crepúsculo sem assistência mecânica. Este funcionamento passivo aumenta a fiabilidade do sistema e reduz os requisitos de manutenção.

O desempenho em condições de pouca luz representa outro diferenciador. Em dias nublados ou durante as horas do início da manhã e do final da tarde, quando a intensidade da luz é baixa, os painéis planos sofrem quedas dramáticas na produção. As células Sphelar, concebidas especificamente para captar luz difusa e dispersa, mantêm um desempenho relativamente melhor nestas condições desafiantes. Esta característica torna-as particularmente adequadas para regiões geográficas com cobertura de nuvens frequente ou para aplicações onde o funcionamento consistente em condições meteorológicas variáveis é essencial.

Impacto Ambiental e Sustentabilidade

As considerações ambientais desempenham um papel cada vez mais importante na seleção de tecnologias energéticas, e as células Sphelar oferecem várias vantagens potenciais do ponto de vista da sustentabilidade. A redução do desperdício de silício no fabrico representa um benefício ambiental significativo. A produção de silício é intensiva em energia e envolve processos químicos com impactos ambientais. Utilizar este material valioso de forma mais eficiente reduz a pegada ambiental global da produção de células solares.

A redução potencial dos custos de produção, estimada em metade da dos painéis convencionais de acordo com o Phys.org, poderá tornar a energia solar mais acessível economicamente. Custos mais baixos aceleram a adoção, o que por sua vez substitui mais geração a partir de combustíveis fósseis e reduz as emissões de gases com efeito de estufa. A capacidade de integrar células solares em estruturas e produtos existentes sem exigir materiais ou modificações adicionais reduz ainda mais o impacto ambiental da implementação.

A durabilidade e longevidade da tecnologia Sphelar contribuem para o seu perfil ambiental. As células esféricas podem ser menos suscetíveis a danos causados por fatores ambientais como vento, granizo ou detritos, em comparação com painéis planos grandes e frágeis. O seu tamanho compacto e a capacidade de serem incorporadas em materiais protetores poderão prolongar a vida útil operacional, reduzindo a necessidade de substituição e os custos ambientais associados ao fabrico e à eliminação.

A Sphelar Power Corporation liga explicitamente a sua tecnologia a objetivos ambientais mais amplos, incluindo contribuições para os Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS). A missão da empresa inclui ajudar a prevenir a depleção dos recursos de combustíveis fósseis e combater o aquecimento global através do uso expandido da energia solar. Ao tornar a energia solar possível em aplicações e locais onde anteriormente era impraticável, a tecnologia Sphelar poderá aumentar significativamente a contribuição global da energia solar para o cabaz energético mundial.

O Futuro da Energia Solar

Embora os painéis solares planos provavelmente continuem a ser a tecnologia dominante para instalações de serviços públicos de grande escala no futuro próximo, as células Sphelar representam uma diversificação importante da tecnologia solar. Em vez de competirem diretamente com os painéis tradicionais, as células esféricas abrem espaços de aplicação totalmente novos que os painéis planos não conseguem abordar. Esta expansão de onde e como a energia solar pode ser recolhida poderá acelerar a adoção global da energia solar e aproximá-la da integração ubíqua no nosso ambiente quotidiano.

O conceito de "energia em todo o lado" torna-se mais viável com tecnologias como a Sphelar. Em vez de pensar na energia solar como algo gerado em quintas remotas e transmitido a longas distâncias, podemos imaginar um mundo onde cada superfície exposta à luz se torna uma potencial fonte de energia. As janelas geram eletricidade enquanto deixam entrar luz. A roupa alimenta dispositivos vestíveis. Os edifícios produzem energia a partir das suas paredes, bem como dos seus telhados. Este modelo de geração distribuída reduz as perdas de transmissão e aumenta a resiliência do sistema energético.

À medida que a Internet das Coisas se expande e as cidades inteligentes se tornam realidade, a necessidade de fontes de energia distribuídas aumentará. As células Sphelar, com a sua adequação à recolha de energia e integração em diversos materiais e fatores de forma, poderão tornar-se uma tecnologia facilitadora fundamental para este futuro conectado. A capacidade de alimentar sensores e dispositivos usando luz ambiente elimina custos de infraestrutura e barreiras de implementação para aplicações de cidades inteligentes.

O desenvolvimento da tecnologia Sphelar também demonstra como desafiar suposições fundamentais pode conduzir a inovações revolucionárias. Durante mais de um século, o design do painel solar plano permaneceu em grande parte incontestado. Ao perguntarem porque é que as células solares têm de ser planas, os engenheiros japoneses abriram um caminho para abordagens totalmente novas à captação de luz e geração de energia. Este espírito de questionar a sabedoria convencional provavelmente impulsionará mais inovações na tecnologia solar e nas energias renováveis de forma mais ampla.

À medida que a Sphelar Power Corporation continua a desenvolver produtos e aplicações originais com os seus parceiros em todo o mundo, o impacto das células solares esféricas continua a crescer. De aplicações industriais especializadas a produtos de consumo, de materiais de construção a tecnologia vestível, estas minúsculas esferas estão a provar que, por vezes, a melhor forma de avançar é pensar em círculos em vez de retângulos.

Conclusão

• As células solares esféricas Sphelar, desenvolvidas pela Kyosemi Corporation no Japão, medem apenas 1 a 2 milímetros de diâmetro e captam luz de todas as direções.
• A tecnologia teve origem na pergunta do fundador Shuji Nakata sobre porque é que os painéis solares precisam de ser planos quando o sol está constantemente em movimento.
• O fabrico utiliza o poço de queda de 710 metros do Centro de Microgravidade do Japão para criar esferas de silício perfeitas em condições de microgravidade.
• A produção gera pouco desperdício de silício e custa aproximadamente metade do fabrico convencional de painéis solares planos.
• As células esféricas mantêm a eficiência em ângulos de luz variáveis e captam tanto luz direta como indireta, com melhor desempenho em condições nubladas.
• As aplicações incluem materiais de construção transparentes, recolha de energia para dispositivos IoT, têxteis geradores de energia solar e produtos de iluminação para consumidores.
• A Sphelar Power Corporation foi separada da Kyosemi em 2012 para se concentrar exclusivamente no desenvolvimento de aplicações de células solares esféricas.
• A tecnologia permite a integração solar em superfícies curvas, artigos vestíveis e elementos arquitetónicos onde os painéis planos tradicionais não podem ser utilizados.