Coletores em Pratos Parabólicos
Um banco de refletores tipo Fresnel focando a luz solar em um tubo coletor no qual o fluido aquecido flui para uma turbina geradora.
Pratos Parabólicos são espelhos parabólicos que refletem
e concentram a luz solar em um tubo horizontal.
Os sistemas de energia solar concentrada (ESC) consistem
em focar energia solar em um ponto e são usadas para aquecer água ou gerar
eletricidade.
Fluido que atravessa o tubo coletor de calor que é
utilizado para aquecer o vapor em um gerador de turbina padrão.
Os espelhos podem ser giradas para acompanhar o sol em
uma base diária ou sazonal.
A eficiência térmica para aquecer as faixas de
fluidos 60-80% por cento. Eficiência geral do coletor à rede e cerca de 15%
por cento, semelhante a células fotovoltaicas.
Os Maiores geradores de energia
solar do mundo atualmente utilizam matrizes parabólicos.
Uma variedade de abordagens são utilizados para colher o
calor no ponto focal dos refletores, incluindo água e tubos cheios de óleo, a
geração de vapor direta, são tubos de vácuo semelhantes aos descritos nos
sistemas solares de água quente.
A maior usina de geração em calha parabólica esta instalada no
sul da Califórnia fornecendo energia à sua rede desde 1980.
Esta unidade foi instalada em etapas e tem uma capacidade
total de 354 megawatts (MW), com mais de 200 hectares de concentradores.
Outras usinas térmicas solares em grande escala estão em
construção ou em projeto na Europa e nos Estados Unidos.
Uma antena parabólica é um grande espelho curvo côncavo que concentra a luz solar em um ponto focal onde a temperatura pode chegar a
até 3000C.
Este calor pode ser usado para gerar eletricidade ou
fazer combustível de hidrogênio.
Um receptor posicionado no ponto focal acima
do prato capta o calor ea transforma em energia , comumente usando um motor
tipo Stirling ou um motor a vapor para gerar energia rotacional para um
gerador elétrico.
Um coletor tipo Fresnel é uma série de pratos, estreitos,
rasos em curvatura longa ou espelhos planos que focaliza a luz para um ou mais
receptores lineares posicionados acima dos espelhos.
Na parte superior do
receptor de um pequeno espelho parabólico pode ser anexado para focar ainda
mais a luz.
O custo é mais baixo do que calha e prato conceitos
porque um receptor é compartilhado entre vários espelhos; há apenas um eixo
para o rastreamento - Tracking; e como um receptor estacionário, com engates de fluido.
Torres solares
Sistemas de torre solar consiste em uma série de espelhos
planos móveis que direcionam e concentram a luz solar para uma
torre coletora, onde esta contido uma substância para ser aquecida.
Água foi originalmente usada para geração de energia que
aquecida injetava em uma turbina a vapor, mas quando havia pouca incidência do
sol afetava a geração de energia.
Outros meios podem ser usados para armazenar o calor do
vapor que pode ser gerado para executar turbinas a qualquer hora do dia:
grafite purificado está sendo usado na usina de 10 MW em Cloncurry; líquido de
sódio é um metal com uma elevada capacidade de calor, também tem sido
demonstrado com sucesso, como um meio de armazenamento de calor.
Uma variação na torre única é o painel solar multi-torre, onde vários receptores montados em torre ficar juntos para que os campos
circundantes heliostatos se sobrepõem parcialmente. Em algumas partes do campo
total heliostatos os espelhos são alternadamente dirigidos para diferentes
pontos de mira sobre diferentes torres , de modo que a radiação é recolhido o
que normalmente permanecem não utilizada por um sistema de torre de energia
solar convencionais , devido ao bloqueio mútuo dos heliostatos .
Esta torre alta concentração painel solar experimental no
Centro Nacional de Energia Solar em Newcastle NSW usa 200 espelhos para gerar
mais de 500 quilowatts (kW) de energia. Ela pode atingir temperaturas de pico
de mais de 1000°C.
Matrizes muito maiores já estão operando comercialmente na Califórnia, EUA .
O custo inicial elevado de equipamentos para coletar e armazenar a energia solar, as grandes áreas de coleta e intermitência , agir no sentido de reduzir a taxa de captação dos concentração / alta temperatura Solar Technologies térmicas elevadas . No entanto, sua capacidade de geração de hidrogênio como um método para armazenar energia e moderar intermitência de energia elétrica , bem como o fornecimento de hidrogênio para uso fora do setor elétrico estacionário, sugerem que estas STTs vai fazer uma contribuição significativa no futuro mix de energia renovável.
Matrizes muito maiores já estão operando comercialmente na Califórnia, EUA .
O custo inicial elevado de equipamentos para coletar e armazenar a energia solar, as grandes áreas de coleta e intermitência , agir no sentido de reduzir a taxa de captação dos concentração / alta temperatura Solar Technologies térmicas elevadas . No entanto, sua capacidade de geração de hidrogênio como um método para armazenar energia e moderar intermitência de energia elétrica , bem como o fornecimento de hidrogênio para uso fora do setor elétrico estacionário, sugerem que estas STTs vai fazer uma contribuição significativa no futuro mix de energia renovável.
Energia Solar
Fotovoltaica
A tecnologia fotovoltaica (FV) transforma a energia da luz solar ( fótons solares) em corrente elétrica direta usando materiais semicondutores.
A tecnologia fotovoltaica (FV) transforma a energia da luz solar ( fótons solares) em corrente elétrica direta usando materiais semicondutores.
A unidade básica desta tecnologia é um FV ou célula
solar. Quando os fótons entram na célula FV , os elétrons do material
semicondutor são liberados , gerando corrente elétrica direta. As células
solares são feitas a partir de uma variedade de materiais e vêm em diferentes
modelos.
As células mais importantes são fotovoltaicos de silício
cristalino e filmes finos , incluindo o silício amorfo.
Um telhado de instalação doméstico típico painel FV, com
um painel solar de água quente para trás.
A quantidade de energia que pode ser produzida é
diretamente dependente da intensidade da luz do sol disponível e o ângulo no
qual são orientadas as células solares fotovoltaicas.
As células fotovoltaicas ainda são capazes de produzir
eletricidade, mesmo em condições de inverno temperado e durante o tempo
nublado, embora a uma taxa reduzida ( altas temperaturas do verão também
reduzem a eficiência do efeito fotoelétrico.
As células não trabalham durante a noite. Mais o atual sistema fotovoltaica é descentralizada, sendo gerado em telhados de edifícios como energias individuais.
As células não trabalham durante a noite. Mais o atual sistema fotovoltaica é descentralizada, sendo gerado em telhados de edifícios como energias individuais.
FV é de manutenção confiável e de baixo custo, e
facilmente adaptável e tem sistema escalável como sistemas autônomos ( off-
grid) , onde back-up é geralmente necessários comumente na forma de um gerador
a diesel, os sistemas ligados à rede onde o excesso de produção de eletricidade
podem ser vendidos na rede e não há nenhuma exigência para armazenamento ou
sistemas de back-up, para sistemas de utilidade escala que constituem a
principal fonte de energia elétrica para uso distribuído.
Há potencial comercial considerável para os sistemas de
matriz FV maior escala, custo de capital, desde pode ser trazido para baixo,
por exemplo, através da tecnologia de película fina onde a quantidade de
silício necessária é substancialmente reduzido.
Tecnologias estão em desenvolvimento para melhor integrar
FV em arquitetura, incluindo sistemas fotovoltaicos no terraço modular, o
desenvolvimento de uma telha FV - solar e painéis de parede solares
fotovoltaicos.
Energia Geotérmica
A energia geotérmica envolve trocar calor dentro da
crosta da Terra. O calor da terra existe uma parte por baixo da superfície do
planeta, mas em algumas partes está mais perto da superfície do que outras, o
que torna mais fácil a sua utilização. Em certos locais, fazendo furos de
apenas 100 metros é possível alcançar calor útil, assim como existem zonas onde
nascentes de água quente completamente espontâneas. Mas na maior parte do mundo
é necessário fazer furos de quilómetros de profundidade para encontrar calor
significativo. Isto foi conseguido por muitos anos em países vulcânica ativos
como Nova Zelândia e Islândia.
Rocha Fraturada –
Pedras quentes
Existem regiões onde não temos energia geotérmica disponível mas já se pesquisam a energia na forma de pedras quente fraturados, na Austrália ocorre dentro de cinco km abaixo da superfície a uma temperatura de 250°C ou superiores.
Isto representa uma enorme fonte de energia que pode ser explorado através de bombeamento de água nas rochas quentes e são extraídos em forma de vapor em alta pressão gerando energia através de turbinas a vapor convencional.
O trabalho preliminar por Geociência Austrália sugere um potencial em recursos em energia geradas pela Austrália nos níveis de 2005.
Para desenvolver este recurso, poços precisam ser perfurados nas rochas quentes para facilitar a injeção de água, que passa através de fraturas na rocha à extração furos e retorna à superfície como vapor.
O sucesso depende principalmente da capacidade de perfurar em profundidade as rochas quente, e a existência de fraturas que permitem que a água passe através dos furos de extração.
Tecnologia rocha fraturada está em fase experimental, sem esquemas comerciais em qualquer lugar do mundo.
O desenvolvimento bem sucedido das principais áreas em Queensland, uma área remota da Austrália do Sul, o que exigirá da engenharia em larga escala um grande desenvolvimento de infraestrutura para anexar à rede de energia.
Aquífero Geotérmica
A Austrália tem muitos aquíferos geotérmicos, ao contrário das regiões vulcânica ativos da Nova Zelândia.
Os melhores recursos dessa área na Austrália estão na região da Bacia Grande Artesian, onde muitos furos descarregam água a temperaturas altas o que são suficiente para operar motores a vapor - calor.
Duas usinas de pequeno porte utilizam a baixa temperatura da água quente para gerar eletricidade para os povoados remotos, é uma pequena estação de energia geotérmica e está operando em uma fonte em Birdsville. Como o recurso está disponível somente no centro da Austrália e é limitado em sua capacidade, só podendo fornecer a poucas cidades localizadas em suas proximidades.
Brasil
POTENCIALIDADE DE UTILIZAÇÃO DA ENERGIA GEOTÉRMICA NO BRASIL – UMA REVISÃO DE LITERATURA - DOI: 10.7154/RDG.2013.0026.0008
Nathana Karina Swarowski Arboit, Samara Terezinha Decezaro, Gilneia Mello do Amaral, Tiago Liberalesso, Vinicio Michael Mayer, Pedro Daniel da Cunha Kemerich
Resumo
A energia geotérmica, originada do calor proveniente do interior da Terra, é uma fonte de energia que se apresenta como solução para alguns problemas atuais de energia e do meio ambiente.
A energia geotérmica, originada do calor proveniente do interior da Terra, é uma fonte de energia que se apresenta como solução para alguns problemas atuais de energia e do meio ambiente.
Existem basicamente duas formas de aproveitamento do recurso geotérmico, para geração de eletricidade e para usos diretos.
O objetivo deste trabalho é apresentar uma revisão de literatura sobre a potencialidade de aplicação da energia geotérmica no Brasil, identificando estudos de potencial geotérmico e experiências de sucesso no país.
No Brasil, ainda são poucos os estudos referentes a utilização de energia geotérmica, devido principalmente a comodidade do país quanto às questões energéticas, que tem como base a hidroeletricidade.
Através dessa revisão, foi possível identificar no Brasil, o potencial para utilização de recursos de alta, e principalmente, de baixa temperatura, estes últimos indicados para diversas formas de usos diretos, como residencial, industrial e na agricultura, além da recreação. A viabilidade de utilização da energia geotérmica no Brasil ainda é discutida, mas há grande expectativa quanto ao desenvolvimento de técnicas que possibilitem ampliar a utilização da energia geotérmica no país, como através da exploração do potencial geotérmico do Aquífero Guarani e a utilização de bombas de calor geotérmicas.
O termo aquífero Guarani é uma denominação unificadora de diferentes formações geológicas que foi dada pelo geólogo uruguaio Danilo Anton em homenagem à grande Nação Guarani, que habitava essa região nos primórdios do período colonial.
O aquífero foi inicialmente denominado de aquífero gigante do Mercosul, por ocorrer nos quatro países participantes do referido acordo comercial.
O aquífero se constitui pelo preenchimento de espaços nas rochas (poros e fissuras), convencionalmente denominadas Guarani. As rochas do Guarani constituem-se de um pacote de camadas arenosas depositadas na bacia geológica do Paraná, entre 245 e 144 milhões de atrás.
A espessura das camadas varia de 50 a 800 metros, estando situadas em profundidades que podem atingir até 1800 metros. Em decorrência do gradiente geotérmico, as águas do aquífero podem atingir temperaturas relativamente elevadas, em geral entre 50 e 85ºC.
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