Uma célula solar orgânica, maleável e imprimível

Ao contrário das células solares que estamos habituados a ver, os fotovoltaicos orgânicos são feitos de compostos que se dissolvem em tinta e podem ser impressos e moldados usando técnicas simples. O resultado é uma película leve, maleável e semitransparente que transforma a energia solar em eletricidade. Hannah Bürckstümmer mostra-nos o processo — e como este pode mudar a maneira como fornecemos energia ao mundo.

Podem ter reparado que estou
a usar dois sapatos diferentes.

É provável que pareça cómico

— é mesmo muito cómico —

mas quero realçar uma situação.

Digamos que o meu sapato esquerdo
corresponde a uma pegada sustentável

o que significa que nós consumimos
menos recursos naturais

do que o nosso planeta
consegue regenerar,

e emitimos menos dióxido de carbono

do que as florestas e os oceanos
conseguem reabsorver.

Essa situação é estável e saudável.

Hoje em dia, a situação
é mais como o meu outro sapato.

Bastante excessiva.

Em 2017, no segundo dia de agosto,

já tínhamos consumido todos os recursos

que o nosso planeta
consegue regenerar este ano.

É como gastarmos todo o dinheiro
até ao 18.º dia do mês,

e depois precisarmosde um crédito
bancário para o resto do tempo.

Claro que podemos fazer isso
durante uns meses,

mas se não mudarmos de comportamento,

mais cedo ou mais tarde
teremos grandes problemas.

Todos conhecemos os efeitos devastadores
desta exploração excessiva:

o aquecimento global,

a subida do nível dos mares,

o degelo dos glaciares
e das calotas polares,

padrões climáticos cada vez
mais extremos, e muitas outras coisas.

Para mim, a enormidade
deste problema é muito frustrante.

O que ainda me frustra mais
é que há soluções para este problema,

mas nós continuamos a fazer
o que sempre fizemos.

Hoje quero partilhar convosco

como uma nova tecnologia solar

pode contribuir para o futuro
sustentável das construções.

Os edifícios consomem cerca de 40%
da necessidade total energia.

Assim, combater este consumo

reduziria significativamente
as nossas emissões.

Uma construção feita de acordo
com princípios sustentáveis

pode produzir, por si só,
toda a energia de que precisa.

Para chegar a esse ponto,

temos primeiro que reduzir
o consumo, tanto quanto possível,

usando paredes ou janelas
bem isoladas, por exemplo.

Estas tecnologias estão
disponíveis comercialmente.

Depois precisamos de energia,
para a água quente e o aquecimento.

Podemos arranjar isso
de forma renovável, através do sol,

através de instalações térmicas solares

ou do solo e do ar,
com bombas de calor.

Todas estas tecnologias estão disponíveis.

Depois ficamos apenas
a precisar de eletricidade.

Em teoria, há várias maneiras
de obter eletricidade renovável,

mas quantos edifícios conhecem
que têm um moinho no telhado

ou uma central elétrica de água no jardim?

Não são muitos, porque
normalmente não faz sentido.

Mas o sol fornece muita energia
aos nossos telhados e fachadas.

É enorme o potencial de captar esta energia
na superfície dos nossos edifícios.

Tomemos a Europa como exemplo.

Se utilizássemos todas as áreas
com boa orientação solar

e que não sejam excessivamente sombrias,

a potência gerada
pelas células fotovoltaicas

corresponderia a cerca de 30%
da nossa necessidade total de energia.

Mas os painéis fotovoltaicos
de hoje têm alguns problemas.

Oferecem uma boa relação preço/qualidade,

mas não são muito flexíveis
em termos de "design",

e portanto, a parte estética
é um problema.

As pessoas costumam
imaginar fotos como esta

quando pensam nos edifícios
com células solares.

Isto pode funcionar
nos parques solares

mas, quando pensamos
em edifícios, ruas, arquitetura,

a estética é importante.

Esta é a razão por que
não vemos atualmente

muitos painéis solares em edifícios.

Simplesmente não combinam.

A nossa equipa está a trabalhar
numa tecnologia de painéis solares

totalmente diferente que se chama
fotovoltaicos orgânicos ou FVO.

O termo orgânico significa
que os materiais usados

para absorção da luz
e transporte da carga elétrica

baseiam-se, principalmente,
no elemento carbono,

e não em metais.

Nós utilizamos a combinação
de um polímero,

formado por diferentes
unidades que se repetem,

como pérolas num colar,

e uma pequena molécula que tem
a forma de uma bola de futebol

e que se chama fulereno.

Estes dois compostos são misturados
e dissolvidos até se tornarem uma tinta.

Tal como a tinta,

podem ser impressos com técnicas simples
como numa máquina de revestimento

num processo contínuo, rolo a rolo,
em substratos flexíveis.

A camada fina resultante
é a camada ativa,

que absorve a energia do sol.

Esta camada é extremamente eficaz.

Só precisamos de uma espessura
de camada de 0,2 micrómetros

para absorver a energia do sol.

É 100 vezes mais fina
do que um cabelo humano.

Para dar outro exemplo,

vamos pegar num quilo
do polímero básico

e usá-lo para formular a tinta ativa.

Com esta quantidade de tinta,

podemos imprimir um painel solar
do tamanho de um campo de futebol.

Então, os FVO são materiais
extremamente eficientes,

o que eu penso ser fundamental
quando se trata de sustentabilidade.

Após o processo de impressão,

podemos ter um módulo solar
parecido com este.

Parece-se um pouco
com uma película de plástico

e realmente tem muitas
das suas características.

É leve,

é maleável,

e é semitransparente.

Mas pode captar
a energia do sol no exterior

e também da iluminação interior,

como podem ver com este
pequeno LED iluminado.

Podemos usá-lo na sua forma plástica

e tirar proveito da sua
leveza e flexibilidade.

A leveza é importante quando pensamos
em edifícios nas regiões quentes.

Nessas regiões, os telhados
não aguentam cargas pesadas.

Não estão preparados
para a neve no inverno, por exemplo.

Então não podemos usar painéis
mais pesados, à base de silicone,

para captar a luz.

Mas estas leves películas solares
são muito adequadas.

A maleabilidade é importante

se quisermos combinar o painel solar
com a estrutura da membrana.

Imaginem as velas da Ópera de Sidney
como centrais elétricas.

Em alternativa, podemos
combinar as películas solares

com materiais de construção
convencionais, como o vidro.

Mas muitos elementos
das fachadas de vidro

já possuem uma película para criar
um vidro laminado de segurança.

Não faz mal acrescentar uma segunda
película durante o processo,

e assim o elemento da fachada
contém o painel solar

e pode gerar energia.

Para além de terem um aspeto agradável,

estes painéis solares integrados
têm mais duas vantagens importantes

Lembram-se do painel solar montado
num telhado que vos mostrei há pouco?

Neste caso, instalamos primeiro o telhado,

e como segunda camada, o painel solar.

Isso aumenta os custos de instalação.

No caso dos painéis integrados,

no local de construção,
só é instalado um elemento

que é, ao mesmo tempo,
o invólucro do edifício

e o painel solar.

Para além de poupar
nos custos de instalação,

este processo também economiza recursos,

ao combinar as duas funções
num só elemento.

Há pouco, falei na estética.

Gosto muito deste painel solar

mas talvez tenham gostos diferentes, ou
exigências de "design" diferentes.

Não há problema.

Com o processo de impressão,

o painel solar pode facilmente
mudar a sua forma e o seu aspeto

Isto irá dar aos arquitetos,
aos projetistas,

e aos proprietários de edifícios
a liberdade de integrar

esta tecnologia de produção
de eletricidade como desejarem.

Quero frisar que isto não está
a acontecer apenas nos laboratórios.

Serão precisos vários anos
para alcançar a adesão em massa,

mas estamos à beira da comercialização,

o que significa que já há várias
empresas com linhas de produção.

Elas estão a aumentar
as suas capacidades,

e nós também, com as tintas.

Esta pegada mais pequena
é muito mais confortável.

(Risos)

É o número certo, o tamanho certo.

É preciso que voltemos à dimensão certa
no que diz respeito ao consumo de energia.

Tornar os edifícios neutros em carbono
é fundamental neste caso.

Na Europa,

temos como objetivo descarbonizar
o nosso património imobiliário até 2050.

Espero que os fotovoltaicos orgânicos
assumam um papel importante nisto.

Vejamos alguns exemplos.

Esta é a primeira instalação comercial
com painéis solares totalmente impressos

"Comercial" porque as células foram
impressas num equipamento industrial.

As chamadas "árvores solares"
fizeram parte do pavilhão alemão

na Exposição Mundial em Milão,
no ano de 2015.

Proporcionaram sombra durante o dia,

e, à noite, eletricidade
para a iluminação.

Talvez perguntem porque escolhemos
a forma hexagonal para a célula solar.

A resposta é fácil:

Os arquitetos queriam ter um padrão
específico de sombras no chão

e assim o pediram,

pelo que foram impressas
conforme solicitado.

Estando longe de ser um produto autêntico,

esta instalação de formato livre
viciou a imaginação dos arquitetos

muito mais do que esperávamos.

Esta outra aplicação
está mais próxima dos projetos

e das aplicações que temos em vista.

Num complexo de escritórios
em São Paulo, Brasil,

os painéis FVO semitransparentes
são incorporados na fachada de vidro,

servindo diferentes necessidades.

Em primeiro lugar, proporcionaram sombra
às salas de reuniões por detrás deles.

Segundo, o logótipo da empresa
é apresentado de uma forma inovadora.

E, claro, é produzida energia elétrica,

reduzindo a pegada ecológica do edifício.

Isto aponta para um futuro

em que os edifícios já não são
consumidores de energia,

mas sim os fornecedores.

Quero ver os painéis solares
perfeitamente integrados

nos nossos edifícios

para funcionarem tanto em termos
de eficácia de recursos como de estética.

Para os telhados, as células de silício

continuarão a ser uma boa solução.

Mas para explorar o potencial
de todas as fachadas e outras áreas,

tais como áreas semitransparentes,

superfícies curvas e sombreamentos,

acredito que os fotovoltaicos orgânicos
podem contribuir significativamente,

e podem ser feitos de qualquer forma
que arquitetos e projetistas desejem.

Obrigada.

(Aplausos)