Usina de energia solar
Termelétrica

Alta temperatura energia solar térmica

Alta temperatura energia solar térmica

A energia solar térmica é uma forma de aproveitar o calor da energia solar para obter calor. Das diferentes técnicas para converter radiação solar em energia térmica, nesta seção, explicamos a energia térmica solar de alta temperatura.

Referimo-nos à energia térmica solar de alta temperatura para os sistemas solares que utilizam coletores solares que trabalham a temperaturas acima de 500ºC. Neste tipo de instalações, uma vez que a radiação solar foi transformada em energia térmica, o próximo objetivo é transformar este calor em energia elétrica.

Existem diferentes tecnologias para aproveitar a energia térmica solar de alta temperatura. No entanto, todas as soluções são baseadas nos mesmos princípios:


As tecnologias usadas na energia solar térmica de alta temperatura são:

  • Os sensores de calha parabólicos.
  • As centrais da torre.
  • Os discos parabólicos.
  • Os receptores lineares de Fresnel.

Coletores solares parabólicos

Instalação térmica solar de alta temperatura com coletores solares cilíndricos

Os coletores parabólicos concentram a radiação solar através de espelhos parabólicos em um tubo absorvente que passa pelo eixo da parábola. No interior deste tubo absorvente, um fluido que pode atingir temperaturas de até 450ºC é aquecido.

Dependendo da aplicação solar e da temperatura a que você deseja alcançar, um tipo de fluido ou outro é usado. Para uma temperatura máxima de 200 ° C, água desmineralizada ou Etilenoglicol podem ser usados ​​como fluidos de trabalho e para temperaturas mais altas até 450 ° C, óleos sintéticos são usados.

Para obter um desempenho energético ideal, este tipo de sensor de concentração deve mudar sua posição, adaptando-se à posição do Sol, girando em torno do eixo paralelo à sua linha focal para aproveitar a radiação solar direta.

Centrais de energia solar

Energia térmica solar de alta temperatura.  Esquema de uma torre central.Este sistema solar térmico é baseado na concentração da radiação solar em direção a um ponto em uma torre. Também é conhecido como sistema receptor central.

Os sistemas de torre são formados por um campo de heliostatos (espelhos móveis em 2 eixos). Os heliostatos capturam e concentram a radiação solar em um receptor, instalado no topo de uma torre central.

A operação deste tipo de usina de energia renovável é simples, o receptor solar central gera vapor a alta temperatura. O vapor gerado é posteriormente usado para mover uma turbina a vapor. Graças à turbina a vapor, o trabalho mecânico é obtido na forma de energia cinética (um eixo em rotação) que, graças a um gerador elétrico, será convertido em energia elétrica.

Energia térmica solar de alta temperatura.  Torre central..

Discos parabólicos

Energia térmica solar de alta temperatura.  Diagrama de um disco parabólico.Discos parabólicos são sistemas que concentram energia solar em um ponto onde o receptor solar está localizado e um motor Stirling ou uma microturbina que é acoplada a um alternador.

O fluido localizado no receptor é aquecido a temperaturas superiores a 750 ° C, obtendo assim uma certa energia térmica. A energia térmica obtida é usada pelo motor Stirling ou pela microturbina para produzir eletricidade.

Um motor Stirling é um motor de combustão externa, o que significa que a contribuição de energia pode ser feita por energia solar concentrada. Um alternador acoplado ao motor Stirling aproveita o movimento gerado pelo motor para produzir energia elétrica. A eletricidade gerada por esse recurso renovável pode ser conectada à rede elétrica para venda ou, na maioria dos casos, pode ser usada para consumo direto.

Essa tecnologia ainda está em experimentação e ainda é menos lucrativa que a torre ou os espelhos parabólicos.

Energia térmica solar de alta temperatura.  Central com discos parabólicos..

Receptores lineares de Fresnel

Os refletores lineares de Fresnel são um sistema de concentração de radiação solar similar aos espelhos parabólicos. Neste caso, estes colectores solares lineares transportam espelhos planos normais e simulam a curvatura dos espelhos parabólicos (mais caros), variando o ângulo de cada fila com um único eixo de seguimento.

A principal vantagem do sistema receptor linear Fresnel é sua instalação simples e seu baixo custo, embora a eficiência energética seja menor do que a tecnologia Parabolic Cylinder Collector (CCP).

Energia térmica solar de alta temperatura.  Receptores lineares de Fresnel..

 

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Referências

Última revisão: 26 de abril de 2019