As tecnologias associadas Ã s energias renovÃ¡veis

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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 www.renewables-made-in-germany.com www.flabeg.com www.intercontrol.de
Bioenergia Geração de Calor e Energia a partir da Biomassa Sólida Através da fotossíntese, as plantas conseguem gerar biomassa e, assim, armazenar energia. A biomassa pode ser utilizada para produzir combustível, calor e energia, e inclui resíduos de madeira, resíduos florestais, resíduos orgânicos, estrume e outras substâncias de origem vegetal e animal. A biomassa é apropriada para a produção de combustíveis sólidos, líquidos e gasosos para serem utilizados no transporte e na geração de calor e energia. CO 2 100 % CO 2 100 % Decomposição Combustão Wagner & Co, Cölbe O ciclo de CO 2 das plantas Sólido ▪▪ Resíduos de madeira; ▪▪ Resíduos de produtos de caules; ▪▪ Cultivo de culturas para geração de energia (produtos de madeira e caules). Gasoso ▪▪ Biogás; ▪▪ Biogás de esgoto; ▪▪ Gás de aterro. Líquido ▪▪ Óleo vegetal; ▪▪ Biodiesel; ▪▪ Bioetanol; ▪▪ Biocombustíveis sintéticos. Geração de calor ▪▪ A utilização da biomassa ajuda a atenuar os problemas de e energia a partir da biomassa sólida Além de ser a fonte de energia renovável mais comumente utilizada, a biomassa sólida é usada para gerar energia desde há muito tempo. A biomassa sólida engloba todo tipo de material vegetal seco, tais como os provenientes das plantas e partes de caules. A energia que se libera durante a combustão da biomassa sólida nos sistemas de aquecimento modernos é utilizada de maneira muito eficiente. A madeira é a fonte de energia primária normalmente encontrada em forma de pequenos troncos, lascas e pellets de madeira. eliminação de resíduos municipais, fornecendo simultaneamente energia. ▪▪ Zonas rurais e com grandes superfícies com árvores se beneficiam duas vezes da utilização de bioenergia: através da geração e manutenção de empregos na agricultura e silvicultura e do processo de conversão de bioenergia. O cultivo de culturas para a geração de bioenergia também proporciona novos negócios aos agricultores. ▪▪ A bioenergia utiliza a produção de energia descentralizada e cria um ciclo de material e energia. ▪▪ A combustão de biomassa somente libera a quantidade de dióxido de carbono que as plantas absorveram anteriormente enquanto estavam em fase de crescimento. Para o equilíbrio biológico do CO é indiferente se a madeira se 2 mantém na floresta ou se é recolhida para produzir energia! Visão geral do mercado Maravalha Madeira maciça Os pellets de madeira são geralmente compostos de serragem ou maravalha e .podem ser distribuídos em caminhões, como no caso do óleo para aquecimento, ou sacos. O espaço necessário para armazenar os pellets não é maior que o espaço ocupado para a instalação de um sistema de aquecimento a óleo. Eles podem também ser queimados em fornalhas, como em grandes sistemas de aquecimento automático central ou mesmo em centrais elétricas. Os pellets são transportados automaticamente do tanque de armazenamento até o forno por meio de transportadores a hélice ou alimentadores de sucção a ar. Em todo o mundo, a utilização da biomassa sólida é da máxima importância no fornecimento de energia. Devido à sua amplia utilização não comercial (isto é, para aquecimento residencial e para cozinhar) nos países em desenvolvimento, em 2010 a biomassa sólida era, de longe, a fonte de energia renovável mais utilizada, representando 9,2% do fornecimento total de energia primária em todo o mundo ou 70,3% do fornecimento global de energias renováveis. Na Alemanha, a proporção de bioenergia (incluindo a biomassa sólida, líquida, gasosa, fração de resíduos biogênicos e combustíveis biogênicos) no consumo total de energia final foi de 8,4% em 2011, equivalente a 67% do fornecimento com base em energias renováveis na Alemanha. Vantagens da bioenergia Schmack Biogas AG ▪▪ A bioenergia pode ser armazenada e oferece várias possibilidades. Pode ser fornecida em qualquer momento para ir ao encontro de diferentes necessidades. Isto se aplica tanto às matérias-primas, tais como a madeira, como aos produtos intermediários e finais, como o biogás e o bioetanol. www.renewables-made-in-germany.com www.envitec-biogas.com www.nolting-online.com
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