Tudo o que você precisa saber sobre energia heliotérmica
Muitas pessoas estão se familiarizando com a ideia de sistemas de energia solar fotovoltaica. Mas em espaços ensolarados em todo o mundo, existe outra tecnologia menos conhecida como uma maneira diferente de aproveitar a energia do sol: energia heliotérmica (CSP). Neste artigo, descreveremos como funciona a tecnologia da energia heliotérmica, os tipos de sistemas solares concentrados e como a tecnologia se compara aos painéis fotovoltaicos que você pode instalar no seu terreno.
O que é energia heliotérmica ?
Você já tentou usar um espelho ou uma lupa para fritar um ovo na calçada durante um dia quente e ensolarado? A energia heliotérmica (também conhecida como energia solar térmica concentrada) funciona de maneira semelhante conceitualmente. A tecnologia CSP produz eletricidade concentrando e aproveitando a energia térmica solar usando espelhos. Em uma instalação CSP, os espelhos refletem o sol em um ponto focal. Nesse ponto focal, está um absorvedor ou receptor que coleta armazena energia. Eventualmente, o calor é usado para alimentar um motor ou turbina conectado a um gerador de eletricidade.
A energia heliotérmica é usado em aplicativos de escala utilitária para ajudar a fornecer energia a uma rede elétrica. Atualmente, a maioria das usinas solares de energia heliotérmica do mundo está na Espanha, mas o uso de tecnologia solar concentrada está aumentando em outras áreas do mundo. Em 2018, a maior usina deste tipo até o momento estava sendo instalada em Marrocos, quando estiver concluída, a usina terá uma capacidade de 580 megawatts (MW) e fornecerá eletricidade a mais de um milhão de pessoas.
Geralmente, a energia energia heliotérmica não é instalada em escala residencial e, em vez disso, quase sempre será instalada em uma grande área como uma instalação geradora em escala de utilidade. Para os proprietários de imóveis residenciais e comerciais, os painéis solares fotovoltaicos são a melhor maneira de aproveitar a energia solar para uso.
Tipos de sistemas de energia heliotérmica
Os sistemas de energia heliotérmica são de todas as formas e tamanhos, mas a maioria das instalações se enquadra em uma das quatro principais categorias:
- Discos parabólicos
- Torres solares
- Calhas parabólicas
- Fresnel
Todos esses tipos de instalações de energia heliotérmica têm vantagens e desvantagens diferentes para seu uso. Abaixo, abordaremos alguns dos detalhes:
Discos parabólicos
Com sistemas parabólicos de energia heliotérmica em antenas parabólicas, os espelhos são configurados em forma de antena parabólica com um receptor montado no meio, longe dos espelhos. A luz do sol reflete nos espelhos e atinge o ponto focal do receptor, que normalmente possui um motor térmico montado diretamente sobre ele.
Duas das maiores vantagens dos pratos parabólicos em relação a outros tipos de sistemas CSP são que eles exigem muito pouco espaço e não precisam ser instalados em uma superfície plana.
Torres solares
As torres de energia solar possuem uma série de refletores de espelho no nível do solo, também conhecidos como heliostáticos. Esses heliostáticos funcionam em um sistema rastreador e concentram a luz solar ao longo do dia, refletindo-a em um único ponto no topo de uma torre que hospeda o receptor.
Dentro do receptor, há um fluido de transferência de calor que aquece, gera vapor e alimenta uma turbina no gerador, criando eletricidade. Muitas vezes, esse fluido de transferência de calor é um sal fundido, que pode reter o calor com mais eficiência do que muitos outros fluidos, devido à sua alta capacidade de aquecimento.
Calhas parabólicas
Os vales parabólicos são os tipos mais comuns de sistemas CSP usados em todo o mundo. Espelhos longos em forma de “u” refletem a luz do sol em direção a um tubo que percorre seu centro, paralelo aos espelhos. Dentro do tubo, há um fluido de transferência de calor que é aquecido conforme a luz do sol é refletida em direção ao tubo. Uma vez quente, esse líquido funciona em um gerador de energia central que usa o calor para produzir eletricidade.
Fresnal
Semelhante às cavidades parabólicas, o Fresnel usam fileiras de espelhos com um absorvedor paralelo que transporta um fluido de transferência de calor. O maior fator de distinção entre essas duas tecnologias é que os vales parabólicos permanecem estacionários, enquanto o Fresnel usam sistemas rastreadores nos espelhos para maximizar a quantidade de energia heliotérmica e refletida no absorvedor.
Eficiência da energia heliotérmica
A eficiência de energia heliotérmica depende de muitos fatores, incluindo o tipo de sistema CSP, o receptor e o mecanismo. A maioria das tecnologias de CSP terá uma eficiência entre 7 e 25%.
Para comparar isso com as eficiências de conversão de eletricidade de outras tecnologias de energia renovável, as turbinas eólicas podem atingir até 59% de eficiência, e os sistemas hidrelétricos podem ter eficiências de até 90%. Quando se trata de energia solar fotovoltaica, as eficiências de conversão das células solares estão em uma faixa semelhante à do CSP. Atualmente, a maioria dos painéis solares disponíveis no mercado tem eficiência entre 14 e 23%.
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