As tecnologias associadas às energias renováveis

Solar Energia thermal Solar Térmica
Centrais Elétricas de Energia Solar Térmica
Visão geral da tecnologia
Centrais de energia solar podem ser utilizadas em países com
abundante exposição solar com o objetivo de produzir eletricidade
limpa para uso em processos industriais, como plantas
de dessalinização e secagem. O princípio básico comum
destas centrais elétricas de energia solar térmica é a utilização
de sistemas refletores parabólicos concentrados em parques
solares de larga escala que direcionam a radiação solar
para um receptor. A radiação concentrada é depois transformada
em energia térmica a temperaturas que vão de 200 a
1.000°C, dependendo do sistema. Como numa central elétrica
convencional, esta energia térmica pode depois ser convertida
em eletricidade através de turbinas a gás ou vapor,
podendo também ser utilizada em outros processos industriais,
tais como a dessalinização, a refrigeração ou, num
futuro próximo, na produção de hidrogênio. Graças a este
princípio, as centrais elétricas de energia solar térmica se
destacam pela capacidade de armazenar a energia térmica
gerada de maneira relativamente simples e rentável, permitindo-lhes
criar eletricidade mesmo durante as horas em que
não há luz solar. Desta maneira, podem dar uma grande contribuição
a uma produção de eletricidade planejada de acordo
com a demanda prevista, em um futuro em que a maior
parte da eletricidade procederá de fontes renováveis. Existem
quatro tipos diferentes de sistemas refletores de concentração
de energia solar: os sistemas de concentração linear
como a calha parabólica e os coletores Fresnel; e os sistemas
de concentração do ponto de foco como torres e discos solares
(parabólicos). Todos os sistemas seguem a trajetória do
sol para concentrar a radiação direta.
Coletor cilíndrico parabólico
Tubo do absorvedor
Refletor
Luz
Coletor Fresnel
Refletor ligeiramente
curvado
Tubo do
absorvedo
Refletor
Luz
O parque solar de uma central elétrica de calhas parabólicas
consiste em várias filas paralelas de coletores solares
compostos por refletores parabólicos que concentram a
luz solar em um tubo de absorção que atravessa a linha focal
e gera temperaturas de aproximadamente 400 °C. O óleo térmico
em circulação funciona como meio de transferência de
calor, conduzindo a energia térmica a um trocador de calor
onde o vapor de água é gerado a uma temperatura que ronda
os 390 °C. Esta é então utilizada para alimentar a turbina de
vapor e o gerador elétrico, tal como acontece nas centrais elétricas
convencionais.
Nos coletores Fresnel, refletores longos e ligeiramente
curvados concentram durante um longo período a radiação
solar num tubo fixo de absorção onde a água é diretamente
aquecida e vaporizada. O conceito básico destes coletores
é mais simples em comparação com o das calhas parabólicas,
resultando em custos de investimento mais baixos para
os refletores. A eficiência anual, entretanto, será um pouco
mais baixa.
Nas centrais elétricas de torres solares, a radiação
solar se concentra em um receptor/absorvedor de calor central
com centenas de refletores automaticamente posicionados.
As temperaturas mais elevadas, que podem atingir
1.000 °C, possibilitam maior eficiência, especialmente quando
se utilizam turbinas alimentadas a gás, reduzindo assim
os custos da eletricidade.
Central solar de torre
Receptor central
Helióstatos
Receptor/Motor
Refletor
Luz
Luz
Sistema de disco stirling
Com o chamado sistema de disco solar Stirling, um
espelho refletor parabólico concentra a radiação solar no
receptor de um motor Stirling que converte a energia térmica
diretamente em energia mecânica ou eletricidade, podendo
atingir um grau de eficiência superior a 30%. Protótipos
destes sistemas estão sendo testados na Plataforma Solar de
Almeria, Espanha. Apesar de serem apropriados para um
modo de funcionamento independente, estes sistemas oferecem
também a possibilidade de interligar vários sistemas
individuais para criar um parque solar capaz de atender
a uma demanda que varia entre 10 kW e vários MW. Para
a operação economicamente eficiente de uma planta comercial
de CSP é importante utilizar tecnologia otimizada para
o uso desejado, bem como considerar outros fatores como a
localização, o período de operação e os custos de investimento.
Institutos e empresas alemãs se dedicam a ampliar o grau
de reflexão das superfícies dos espelhos e sua estrutura de
apoio, melhorar o grau de absorção dos tubos do receptor e
otimizar os custos dos materiais com o objetivo de possibilitar
maior redução dos custos de investimento e o aumentar a
eficiência. Além disso, continuam estimulando o desenvolvimento
da tecnologia de unidades motoras de maneira geral
(unidades especiais, controladores e sensores).
Encanamento
do parque solar
Perspectivas
Observa-se atualmente um rápido desenvolvimento na construção
de centrais elétricas de energia solar térmica em todo
o mundo, o que significa que são esperadas grandes reduções
dos custos de geração de eletricidade nestes sistemas. Nos
próximos 5 a 10 anos, centrais elétricas de energia solar térmica
bem localizadas serão capazes de competir com a eletricidade
gerada por outras centrais elétricas, dependendo do
desenvolvimento dos custos gerais dos combustíveis fósseis
(preço de compra e custo de redução de emissões de CO ). 2
As centrais elétricas de energia solar térmica desempenharão
um papel fundamental no fornecimento global de energia no
futuro. A capacidade de armazenamento destas centrais elétricas
oferece grande vantagem para a futura matriz energética
devido à sua capacidade de armazenar energia para outras
fontes de energia renováveis sujeitas a maiores flutuações.
Outra aplicação seria a dessalinização da água do mar. As
empresas alemãs são pioneiras internacionais no que diz respeito
a toda a cadeia de valor das centrais elétricas de energia
solar.
INTER CONTROL
Novatec Solar GmbH
Flabeg Holding GmbH
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