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Instalação solar térmica

Usina de energia solar
Termelétrica

O que é um heliostático?

Um heliostato é um dispositivo que consiste basicamente em um espelho animado de um certo movimento rotacional e serve para direcionar os raios do Sol em uma determinada direção, apesar do movimento da Terra em relação ao Sol.

O que é um heliostático?

No passado, em muitos experimentos ópticos, era necessário transmitir um raio de sol refletido por um espelho através de uma série de instrumentos cuidadosamente instalados um após o outro em uma mesa ou banco horizontal. Mas o Sol tem um aparente movimento contínuo, que descreve durante sua visível circulação diária ao redor do eixo do mundo um dos pequenos círculos da esfera celeste.

Nos dias do equinócio da primavera e do outono, esse círculo coincide com o equador celeste, como resultado do qual o cone descrito pelo raio se torna um plano. Pelo contrário, no verão e no inverno, durante os solstícios, esses círculos serão os menores, e os cones descritos pelos raios, os mais agudos. De acordo com esse movimento do raio de sol durante o movimento diurno desta luminária, os heliostáticos foram organizados. Heliostáticos são dispositivos nos quais o mecanismo do relógio gira o espelho para que o raio refletido dele mantenha sua direção original por um longo tempo.

Como é o design de um heliostato?

O design de um heliostato deve ser o mais econômico possível para competir economicamente com outras fontes de energia não renováveis.

Desde o investimento inicial de uma usina de energia solar, o custo dos heliostáticos está entre 30 e 50% do capital inicial. Por esse motivo, é necessário reduzir os custos de fabricação, para que o custo do quilowatt-hora seja o mais competitivo possível em relação ao custo da eletricidade gerada pela combustão de combustíveis fósseis ou energia nuclear. Além do custo, a porcentagem de refletividade solar e durabilidade ambiental são fatores que devem ser levados em consideração na comparação de projetos de heliostatos.

Alternativas de design

Uma alternativa simples é que o espelho gire em torno de um eixo primário alinhado polarmente, acionado por um mecanismo mecânico, geralmente mecânico, a 15 graus por hora, compensando a rotação da Terra em relação ao sol. O espelho está alinhado para refletir a radiação solar ao longo do mesmo eixo polar na direção de um dos pólos celestes.

Existe um eixo secundário perpendicular que permite o ajuste manual ocasional do espelho para compensar a mudança no declínio do sol com as estações do ano. As configurações do relógio da unidade também podem ser ajustadas ocasionalmente para compensar as alterações na equação do tempo.

O alvo pode estar localizado no mesmo eixo polar que é o eixo principal de rotação do espelho, ou um segundo espelho estacionário pode ser usado para refletir a luz do eixo polar para o alvo, onde quer que esteja. Esse tipo de unidade de montagem e espelho é frequentemente usado com fogões solares, como refletores Scheffler. Para esta aplicação, o espelho pode ser côncavo, para concentrar a luz do sol no recipiente de cozimento.

Quais aplicativos os heliostáticos têm?

O heliostat é usado em várias aplicações por diferentes razões:

    1. Energia solar. Nas usinas térmicas solares do heliostato, ele é usado para concentrar os raios do sol em um ponto ou área específica em que os coletores solares estão localizados.
    2. Astronomia Na astronomia, esse mecanismo é usado para observar o Sol sem precisar variar a orientação do aparato de observação.
    3. Geodésia No campo da geodésia, o heliostato é usado para transmitir sinais de luz de longa distância.

    De fato, a aplicação mais importante dos heliostáticos é em usinas térmicas solares, embora também possa ser aplicada em um painel fotovoltaico. Este sistema tem duas vantagens:

    Por outro lado, essas vantagens devem ser contrastadas com a inconveniência de aumentar o investimento da instalação solar.

        Autor:

        Data de publicação: 22 de junho de 2017
        Última revisão: 3 de março de 2020