Ilhas fotovoltaicas flutuantes que seguem o sol: os engenheiros Nuno Correia e Carla Gomes são finalistas do Prémio Europeu do Inventor 2022

O Instituto Europeu de Patentes (IEP) anuncia que os engenheiros Nuno Correia, Carla Gomes e a sua equipa foram nomeados para o Prémio Europeu do Inventor 2022 pela criação de um sistema de tração para centrais solares flutuantes que seguem o sol através da rotação e inclinação dos seus painéis fotovoltaicos.

A natureza dinâmica do seu sistema de ilhas solares flutuantes maximiza a energia solar captada e aumenta a eficiência dos painéis fotovoltaicos até 40% em comparação com soluções estáticas. Com a transição mundial para a neutralidade carbónica, o interesse em ilhas solares flutuantes tem vindo a aumentar sobretudo porque estas ilhas não ocupam espaço em terra, libertando assim terreno passível de ser usado para fins agrícolas que tem vindo a escassear cada vez mais devido a questões como a poluição e a erosão dos solos.

"Nuno Correia e Carla Gomes encontraram uma solução que melhora a produção de energia solar,” disse o Presidente do IEP, António Campinos, ao anunciar os finalistas do Prémio Europeu do Inventor 2022. "A sua invenção é um excelente exemplo de como a tecnologia pode ajudar a reduzir a dependência dos combustíveis fósseis e contribuir para uma utilização mais sustentável dos recursos da terra, ao mesmo tempo que encoraja o investimento em energias renováveis em larga escala.”   

Nuno Correia e Carla Gomes, que desenvolveram esta invenção no Instituto de Ciência e Inovação em Engenharia Mecânica e Engenharia Industrial (INEGI), no Porto, estão nomeados conjuntamente como um de quatro finalistas na categoria "PMEs", que reconhece inventores excecionais em pequenas empresas com menos de 250 empregados e um volume de negócios anual abaixo dos 50 milhões de euros. Os vencedores da edição de 2022 do Prémio Europeu do Inventor do IEP serão anunciados numa cerimónia virtual a 21 de junho.

Os inventores tornaram possível que ilhas fotovoltaicas flutuantes sigam o sol

Nuno Correia, Carla Gomes e a sua equipa no INEGI foram contratados pela empresa portuguesa SolarisFloat para desenvolver um sistema flutuante de painéis fotovoltaicos capaz de seguir o sol e produzir uma maior quantidade de energia solar. Em terra, os painéis solares industriais já podem ser montados em sistemas que permitem que os painéis se virem para o sol, mas a mesma abordagem é mais difícil de implementar na água e, até agora, só foi experimentada em alguns modelos flutuantes.

O sistema, chamado PROTEVS, funciona de forma autónoma utilizando um controlo próprio. Cada unidade contém 180 painéis fotovoltaicos numa "ilha” circular de cerca de 38 metros de diâmetro, que roda lentamente em torno de um ponto central com a ajuda de motores elétricos. O sistema roda numa direção durante o dia, seguindo o sol, e na direção oposta durante a noite para regressar à sua posição inicial. Os próprios painéis podem ser inclinados conforme a posição do sol.

100% feito de materiais reciclados

O sistema foi concebido para ser usado em águas relativamente calmas, tais como lagos e albufeiras. Para acomodar alterações no nível da água, a ilha de painéis é fixada no lugar por um anel exterior preso com cabos e âncoras de comprimento flexível para que se possa mover para cima e para baixo até 20 ou 30 metros. Também foi concebido para ser durador e resistente a uma grande variedade de condições ambientais, tais como água salgada e ondas até um metro de altura. 100% feito a partir de materiais reciclados, também pode ser reciclado após a utilização.

A instalação de sistemas fotovoltaicos (FV) na água pode aumentar a sua eficiência até cerca de 15% em comparação com a instalação em terra. Isto acontece porque a água arrefece o ar em torno dos painéis e mantém os motores elétricos a uma temperatura mais baixa que garante o seu funcionamento eficaz. "Ter estes sistemas na água também significa que não estamos a ocupar terreno com potencial agrícola com a produção de energia fotovoltaica,” diz Nuno Correia. "Isso é particularmente importante se estamos a tentar produzir uma grande quantidade de energia a partir de fontes renováveis.”

A invenção ajuda a mitigar a escassez de água

Enquanto desenvolvia o seu sistema, a equipa levou a cabo uma análise ambiental e descobriu benefícios adicionais. Ao produzir sombras e atuar como um corta-vento, a plataforma baixa a temperatura da água e reduz a evaporação em até 60%. A água fria retém mais oxigénio dissolvido do que a água quente, o que ajuda os organismos aquáticos a florescer e reduz o crescimento de algas na superfície. Reduzir a evaporação também pode ajudar a mitigar a escassez de água - uma preocupação em muitos países, tal como em Portugal, onde há falta de chuva devido ao aquecimento global.

Os efeitos do PROTEVS nos ecossistemas locais estão agora a ser avaliados num projeto-piloto com um consórcio liderado pela Organização de Investigação Científica Aplicada dos Países Baixos (TNO).

A SolarisFloat subcontratou a criação do sistema PROTEVS ao INEGI a fim de acelerar a investigação e o desenvolvimento. Apesar de Nuno Correia, Carla Gomes e a sua equipa serem nomeados na patente, esta é propriedade da SolarisFloat, que irá comercializar o produto. Nuno Correia admite que a patente foi fundamental para o arranque do desenvolvimento do sistema. "Nesta área, creio que ninguém teria investido o dinheiro que eles investiram sem uma patente", afirma.

O maior mercado para este sistema é na Europa, com parceiros também na Índia e potencialmente na América do Sul. O Brasil alberga alguns dos maiores reservatórios de água do mundo, que atualmente são usados para gerar energia hidroelétrica, mas as centrais fotovoltaicas flutuantes poderiam fornecer 80% da energia do país se cobrissem 8% da área em 165 grandes reservatórios. A SolarisFloat também está a considerar o desenvolvimento de uma solução em alto-mar num futuro próximo. É expectável que o mercado de painéis solares flutuantes cresça mais de 24% entre 2022 e 2030.