A energia solar termelétrica é uma tecnologia para gerar energia elétrica ou eletricidade usando energia térmica proveniente do sol (calor solar). Esse tipo de energia também é chamado de energia termoelétrica.
Esse processo de geração de eletricidade é realizado nas chamadas usinas solares termoelétricas ou usinas térmicas solares. As primeiras usinas térmicas solares foram construídas na Europa e no Japão no início dos anos 80.
Como funciona uma usina termelétrica solar?
A operação de uma usina térmica solar é semelhante à de uma usina termelétrica ou de uma usina nuclear. O elemento distintivo entre eles é o combustível ou a fonte de calor.
As usinas termelétricas usam combustíveis fósseis, como carvão ou gás, para gerar calor; as usinas nucleares usam a energia nuclear presente nos átomos de urânio para gerar energia térmica. Por outro lado, as usinas termelétricas usam radiação solar .
Os raios do sol são concentrados por espelhos em um receptor que atinge altas temperaturas de até 1.000 graus Celsius. Essa energia térmica é usada para aquecer um fluido e gerar vapor. O vapor gerado, que tem alta pressão, permite que uma turbina a vapor se mova. Ao mesmo tempo, esta turbina aciona um gerador que será responsável pela conversão de energia mecânica em eletricidade.
Lei de Conservação de Energia
Como anuncia a lei de conservação de energia: Em todo esse processo, a energia é transformada. Portanto, a eletricidade não é criada, mas é uma sucessão de transformações de energia:
- Primeiro de tudo, temos a energia interna dos átomos que compõem o Sol.
- Eles são transformados em energia nuclear em reações de fusão nuclear .
- A energia viaja para a Terra na forma de energia eletromagnética.
- Essa energia é transformada em energia térmica , impactando contra os coletores solares.
- A energia térmica é convertida em energia mecânica graças às turbinas a vapor.
- Finalmente, um gerador transforma energia mecânica em energia elétrica.
Quais técnicas são usadas para concentrar a radiação solar?
Existem diferentes tipos de concentradores com os quais são obtidas diferentes temperaturas máximas com suas correspondentes eficiências termodinâmicas. São os seguintes:
- Concentrador solar cilíndrico parabólico . Um concentrador solar cilíndrico parabólico consiste em um refletor parabólico linear que concentra a luz em um receptor posicionado ao longo da linha focal do refletor.
- Refletor Fresnel linear compacto . Os refletores Fresnel são feitos de muitas tiras finas e espessas de espelhos que focalizam a luz do sol nos tubos nos quais o líquido de trabalho é bombeado.
- Disco Stirling . Um disco Stirling é um refletor que segue o Sol em dois eixos. Em particular, o disco é um refletor parabólico exclusivo que concentra a luz em um receptor posicionado no ponto focal do refletor.
- Usina de energia solar torre central. Uma usina de energia solar de torre central consiste em um conjunto de refletores chamados heliostáticos que concentram a luz solar em um receptor central instalado em uma torre. Como a posição relativa do Sol varia, os heliostáticos devem ter a capacidade de se reorientar rastreando em dois eixos.
Quais são as vantagens e desvantagens dessa tecnologia?
Como todas as tecnologias, as usinas térmicas solares têm vantagens e desvantagens:
Vantagens das usinas solares térmicas
A principal vantagem é que o combustível usado é a radiação solar. Um recurso gratuito e inesgotável. Por esse motivo, é considerado energia renovável. Em relação às usinas de energia fóssil, elas não usam combustíveis fósseis, portanto não emitem gases de efeito estufa e não contribuem para agravar o problema das mudanças climáticas.
Desvantagens das usinas térmicas solares
A principal desvantagem está no cronograma e no clima que não permitem que uma quantidade constante de energia elétrica seja gerada. Inicialmente, as primeiras usinas só podiam operar durante as horas de irradiação solar, mas hoje em dia é possível armazenar calor durante o dia para produzir eletricidade à noite.
Por outro lado, a manutenção dessas instalações envolve a limpeza constante de grandes superfícies de refletores. Por esse motivo, o consumo de água e produtos químicos é abundante.
Qual a influência da geografia nas usinas solares térmicas?
Os sistemas de energia térmica concentrada sempre consistem em espelhos e / ou lentes que agrupam a luz solar direta e um receptor que contém um líquido aquecido pela luz agrupada.
A parte difusa da luz solar, isto é, a parte da luz espalhada pelas nuvens e partículas na atmosfera, não pode ser agrupada e, portanto, não é usada por esse tipo de sistema. Como resultado, os sistemas solares térmicos são adequados apenas para áreas com pouca nuvem.
Na Holanda, por exemplo, em média, 60% da luz consiste em luz difusa. Portanto, a energia térmica solar não pode ser usada na Holanda e na Flandres, mas há energia solar suficiente nos trópicos e no sul da Espanha, Itália e Grécia.
Por que as fazendas solares não são criadas nos desertos?
Teoricamente, as usinas de espelhamento no Saara em uma área do tamanho da França (1/5 do Saara) podem fornecer o atual consumo global de energia. No entanto, na Europa, dois obstáculos práticos impedem os investidores:
- A cooperação entre os países da Europa e da África do Norte é tal que os riscos de investimento são maiores no norte da África do que na UE.
- A organização da transmissão de eletricidade entre os continentes, embora já existam linhas de energia .
