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Instalação solar térmica

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Termelétrica

Concentradores solares. Tipos e operação

Concentradores solares. Tipos e operação

Um concentrador solar é um sistema para concentrar energia solar. Esta tecnologia é usada em energia solar térmica.

Sua operação é baseada na exploração do reflexo dos raios solares através de superfícies reflexivas. Geralmente é um arranjo de espelhos alinhados. O objetivo é concentrá-los em um receptor de tamanho contido.

Nas usinas de energia solar, essa energia térmica é usada para gerar vapor. O vapor aciona turbinas a vapor. Dessa maneira, a radiação é convertida em energia mecânica por meio de um motor térmico. Este mecanismo de aquecimento pode ser um gerador de corrente e gerar eletricidade.

O uso de concentradores solares permite reduzir o consumo de combustíveis fósseis. Portanto, é uma energia limpa que não incentiva as mudanças climáticas.

Comparado aos coletores solares planos clássicos, são obtidas as seguintes vantagens:

  • Alta eficiência energética. As perdas por convecção e radiação são diretamente proporcionais à área do receptor.

  • Econômico. Os custos de construção movem-se principalmente em superfícies refletivas e dispositivos apontadores relativos.

Tipos de concentradores solares

Existem dois tipos de concentradores solares que permitem maximizar o desempenho da instalação solar:

  • Concentradores solares parabólicos cilíndricos. Esses concentradores de calha parabólica têm uma curvatura única. Por esse motivo, eles são chamados de hubs "2D". Este sistema obtém temperaturas médias entre 200 e 300 graus Celsius.

  • Os concentradores solares parabolóides da revolução. Esses hubs têm uma dobra dupla. Por esse motivo, eles são chamados de hubs "3D". Esses sistemas permitem temperaturas ainda maiores que 3273 kelvin.

Seguindo o sol

Uma das dificuldades desses sistemas é garantir que a radiação solar atinja paralelamente ao eixo ao longo do dia.

Depois que um concentrador solar é construído, é necessário um sistema de rastreamento para o movimento aparente do sol (guiado por um sistema de controle).

Em pequenos concentradores solares, esse monitoramento do sol pode ser garantido com um sistema de rastreamento aplicado diretamente ao concentrador.

Deformações da superfície parabólica aparecem em grandes concentradores solares. Essas deformações afetam o desempenho. Nesses casos, um ou mais espelhos planos intermediários são usados. Eles são chamados heliostáticos.

Aplicações de concentradores solares

O uso mais comum é a geração de eletricidade. No entanto, existem também outras técnicas para aproveitar a energia térmica diretamente.

1. Geração de eletricidade

    A geração de eletricidade é a aplicação mais utilizada dos concentradores solares. Para isso, isso pode ser alcançado de duas maneiras:

    1. Gere vapor e turbinas a vapor de potência.

    2. Através de um motor Stirling conectado a um gerador elétrico.

    Às vezes, essa técnica também é usada para alimentar células fotovoltaicas. Portanto, são instalações de energia solar fotovoltaica.

    2. Fogões solares

      Com pequenos cubos 3D, você pode fazer fogões solares. O cubo pode ter entre 80 cm e 2 metros. Um "fogão" é colocado na área focal, onde repousa o recipiente com o conteúdo a ser preparado.

      3. aplicações industriais

        Os concentradores solares possibilitam o aproveitamento da energia solar em múltiplas aplicações industriais, como na indústria metalúrgica.

        Sumário

        Os concentradores solares são sistemas alienados de espelhos. Eles concentram toda a radiação solar em um único ponto. Isso permite obter altas temperaturas. Esse calor concentrado permite que vapor e eletricidade sejam gerados.

        Autor:

        Data de publicação: 13 de maio de 2015
        Última revisão: 3 de junho de 2020