Energia Solar Térmica - TRABALHO

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ENERGIA SOLAR TÉMICA
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um mundo cada vez mais sedento de energia, um dos nossos maiores desafios é identificar fontes capazes de suprir as necessidades atuais de consumo dos seres humanos, sem comprometer a qualidade de vida, a segurança e a própria Sobrevivência das próximas gerações. A consciência de que os recursos naturais, em sua maioria, não são infinitos, tem levado os países do mundo inteiro a buscar soluções alternativas, que garantam uma exploração planejada, confiável e de baixo custo e, ao mesmo tempo, uma convivência não destrutiva com os recursos do planeta. Afinal, o desenvolvimento econômico de estados e regiões depende hoje, mais que nunca, da identificação e correta exploração de recursos que permitam a produção de energia limpa, a partir de fontes renováveis. Por isso, nos últimos anos, os investimentos em pesquisas nesse campo cresceram muito e têm apresentado excelentes resultados. Entre as fontes mais eficientes de energia limpa, renovável e compatível com projetos de expansão econômica e desenvolvimento social destaca-se nitidamente a energia solar
INTRODUÇÃO
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A radiação solar global, composta pela radiação difusa e direta, é utilizada Tradicionalmente como fonte de energia térmica para aquecimento de fluidos, Iluminação de ambientes e para a geração de energia mecânica ou elétrica.
Para um maior aproveitamento da radiação global, ela pode ser captada e medida no plano inclinado, chamada de radiação no plano inclinado. A radiação direta em determinado local é aquela medida por um elemento na superfície terrestre perpendicular aos raios do sol, excluindo a insolação difusa, que é aquela refratada ou refletida por componentes atmosféricos (nuvens, neblinas, etc). A radiação refletida pela superfície do planeta é chamada de albedo. A medição da radiação global é extremamente importante, principalmente para os estudos de viabilidade de instalações de sistemas solares. Para tanto, certos instrumentos são utilizados, como os piranômetros e os pireliômetros
A RADIAÇÃO SOLAR
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Radiação difusa, direta e refletida pela superfície
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Quando o sol está baixo no céu, a radiação solar atravessa uma maior parte da atmosfera para chegar ao solo em comparação com quando o sol está mais alto no céu ao meio-dia, logo a coleta de radiação ao meio-dia é maior. Para concentradores e painéis fixos no Hemisfério Sul, que é o caso do Brasil, estes devem estar virados para o Norte verdadeiro (geográfico), onde o sol se encontra ao meio-dia. 
Pelos mesmos princípios, no Hemisfério Norte, os painéis devem ficar virados para o Sul. Mas hoje em dia os concentradores utilizados em grandes sistemas de geração heliotérmica utilizam rastreamento solar de pelo menos um eixo. 
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Em termos de relações da Energia Solar com as outras fontes renováveis, com exceção da energia maremotriz e da geotérmica, as demais fontes renováveis podem ser vistas como usos indiretos da energia solar. Por exemplo, a bioeletricidade depende da conversão da energia solar em biomassa através da fotossíntese; a energia eólica decorre de gradientes de temperatura entre massas de ar aquecidas de forma não homogênea, e, finalmente, as usinas hidrelétricas dependem do ciclo da água, cujo “motor” é a energia solar.
Há duas classes principais de uso direto da radiação solar:
Aquecimento de água
Produção de eletricidade.
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ESTIMATIVAS DA RADIAÇÃO SOLAR
Além das condições atmosféricas (nebulosidade, umidade relativa do ar, etc), a disponibilidade da radiação solar depende da inclinação do eixo imaginário da terra e sua trajetória elíptica, da latitude local e do período do ano. Ao atravessar a atmosfera, a radiação solar sofre processos físicos de absorção e reflexão, e o mesmo fenômeno ocorre na superfície do planeta. As nuvens, os gases, as partículas atmosféricas refletem cerca de 25% e absorvem 25% da radiação incidente. Os outros 50% chegam superfície terrestre sendo 45% absorvido e uma pequena porção, 5%, refletida, de acordo com diagrama abaixo. No diagrama a seguir estão representados, de forma bastante simplificada, os principais processos de interação da radiação solar e da radiação térmica no sistema Atmosfera-Terra.
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Diagrama simbólico dos processos de interação da radiação solar com a atmosfera terrestre
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Os dois valores a seguir caracterizam muito a radiação solar no mundo: a energia da radiação solar que atinge a atmosfera a cada ano é de 1,52×10^18 kWh e o consumo primário anual 
de energia no mundo (2010)1 é de 1,40×1014 kWh. Isso significa que:
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A ENERGIA SOLAR NO MUNDO
Distribuição Geográfica
mapa a seguir ilustra a distribuição da irradiação média global em todo planeta. Observa-se que as áreas dos continentes mais ensolaradas situam-se nas regiões desérticas ou semiáridas da África (por exemplo, o Saara), na região Andina (como o Deserto do Atacama), Austrália e Península Arábica. No Brasil, como esperado, as cores mais quentes estão no semiárido nordestino.
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Irradiação média anual em plano horizontal 1983-2005 (kWh/m2/dia)
A ENERGIA SOLAR NO MUNDO
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A Agência Internacional de Energia (International Energy Agency – IEA), mostra que as fontes renováveis avançam na geração de energia: o cenário mostra um aumento da quota de energias renováveis para a geração de energia elétrica mundial de 20% em 2010, de 28% em 2020 e 57% até 2050. Nesse cenário, 7.500 TWh de eletricidade renovável serão gerados em 2020 contra a geração total de 27.165 TWh. Hidrelétricas dão a maior contribuição (17% da geração total de eletricidade), seguida pelas fontes eólica (6%), biomassa e resíduos (3%) e solar (2%). A geração de energia solar está crescendo rápido, uma expansão de níveis marginais em 2000 para 65 TWh estimada em 2011 (acréscimo de 47% ao ano), com aumento acima de 32 TWh em 2010. A seguir vamos falar das principais tecnologias da energia solar térmica.
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tecnologia da energia solar térmica concentrada, conhecida como CSP (Concentrated Solar Power), consiste basicamente da utilização de concentradores para focar a radiação solar em um receptor, que em seguida aquece um fluido de transferência, que será transferido para o bloco de potência onde será gerada a eletricidade. A Figura abaixo apresenta um diagrama esquemático simplificado de fluxo de energia (diagrama de Sankey), de um sistema de energia solar térmica. 
ENERGIA SOLAR TÉRMICA CONCENTRADA
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Representação do fluxo de energia de um sistema CSP (Concentrated Solar Power) 
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Existem quatro tipos demonstrados de sistema CSP: cilindro parabólico, linear Fresnel, torre de receptor central e prato parabólico. A Figura abaixo apresenta a configuração básica desses sistemas. Os três primeiros podem possuir um sistema de armazenamento e todos podem ser utilizados em configurações híbridas, ou seja, com auxílio de combustível fóssil para sua operação. Essas opções oferecem maior confiabilidade e flexibilidade operacional dentre outros fatores e são cada vez mais utilizadas, apresentando grande importância na inclusão das energias renováveis na rede elétrica . 
TIPOS DE TECNOLOGIAS DA ENERGIA SOLAR TÉRMICA
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Resultados obtidos nas simulações das plantas
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O Sistema cilindro parabólico é atualmente a tecnologia mais testada e comprovada dentre os sistemas de geração de energia solar térmica. Isto ocorre devido a seu histórico de operação comercial, principalmente pela construção das plantas SEGS (Solar Energy Generating Systems), localizadas no deserto de Mojave na Califórnia, que opera comercialmente desde 1984, e depois pela construção de outras usinas importantes como a Nevada Solar One e outras plantas mais recentes na Espanha (Barbose et al., 2012). 
O sistema de concentradores cilíndrico-parabólicos (calhas parabólicas) é composto por grandes fileiras paralelas de espelhos côncavos conectados. O formato parabólico
dos espelhos focaliza o calor refletido para o tubo absorvedor de calor. Por este tubo passa um fluido de alta capacidade térmica, pode ser óleo, sal fundido, ou alguma outra substância que retenha bem o calor. A Figura abaixo mostra o diagrama esquemático e uma foto do campo solar da Nevada Solar One. 
SISTEMA CILINDRO PARABÓLICO
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Basicamente, esse fluido superaquecido aquece a água dentro do trocador de calor e a água se transforma em vapor. Depois, o vapor é levado para a turbina, fazendo o gerador girar e gerar eletricidade. Após o fluido transferir seu calor ele é “reciclado” e utilizado de novo. O vapor também é esfriado, condensado e “reciclado”. A Figura mostra o diagrama esquemático de uma planta de calha parabólica. 
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Os maiores sistemas de calhas conseguem gerar até 100 megawatts de eletricidade, como é o caso da usina Shams 1, que começou a operar em 2013 e está localizada nos Emirados Árabes. As SEGS VIII e IX localizadas nos EUA, geram 80 MW de eletricidade cada e estão em operação desde 1990. No entanto, os sistemas que estão sendo desenvolvidos vão gerar até 360 MW, que é o caso da planta Pedro de Valdivia , que está em desenvolvimento no Chile com previsão para operação em 2015. 
Os espelhos utilizados nos sistemas de calhas parabólicas são espelhos côncavos criados para focalizar a radiação solar em um único ponto. Os espelhos devem apresentar altas taxas de reflexibilidade (cerca de 93%) para evitar perdas e grande resistência para resistir a severos ambientes, como os desertos. A maioria das plantas apresenta coletores individuais variando de 5 a 6 metros de largura e 12 a 13 metros de comprimento. Os espelhos atualmente utilizados são de vidro com um apoio reflexivo. 
 
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Os espelhos podem ser fabricados a partir de vidro grosso ou fino, no entanto, os espelhos de vidros grossos são mais comuns atualmente. Os espelhos de vidro fino são feitos de uma camada de vidro de cerca de 0,8mm. Devido à flexibilidade do vidro, estes espelhos podem ser fixados diretamente à estrutura de suporte para proporcionar a forma do concentrador. Os benefícios deste tipo de espelho é o alto índice de refletividade da estrutura e é mais barato do que o de vidro grosso. Uma desvantagem é que estes espelhos podem ser sujeitos a corrosão, se não forem corretamente fixados à da estrutura de suporte. Os espelhos de vidro grosso são tipicamente construídos entre 3 e 5mm de espessura de vidro temperado e devido as altas temperaturas que ele é feito, o vidro é normalmente pré-curvado durante sua construção e depois são fixados diretamente na estrutura da calha parabólica. Estão sendo realizadas pesquisas para desenvolver novas películas refletoras feitas a partir de materiais como polímeros e alumínio. No entanto, estas tecnologias ainda estão em fase de desenvolvimento
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Os mecanismo de Rastreamento Durante o dia, os concentradores cilíndrico-parabólicos normalmente rastreiam o sol movidos por motores elétricos conduzidos através de caixas de velocidade , ou diretamente por unidades hidráulicas. Atualmente, o Mecanismo de rastreamento mais utilizado é a unidade hidráulica , que fornece energia
mecânica para mover o coletor. Os sistemas de rastreamento podem ser classificados de acordo com o modo de seu movimento. Pode ser de um único eixo ou sobre dois eixos. Em caso de um modo de eixo único , o movimento pode ser de várias maneiras: leste-oeste, norte-sul, ou paralelo ao eixo da Terra (Kalogirou, 2009). 
Nos sistemas cilindro parabólicos é comum serem utilizados sistemas de rastreamento e eixo único, podendo ser orientado no sentido leste-oeste com rastreamento do sol de norte a sul, ou orientado no sentido norte-sul com rastreando do sol de leste a oeste (esboço na Figura abaixo)
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Mecanismo de Rastreamento 
Rastreamento orientado no eixo norte-sul com rastreando do sol de leste a oeste 
Fonte: Brakmann et al. (2003), adaptado pelo auto 
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Torre de Receptor Central 
O sistema de torre de receptor central, também conhecido como “Central Receiver System” (CRS), consiste de um campo de helióstatos que se movem independentemente e são capazes de rastrear o sol em dois eixos, focando a radiação solar direta na direção do receptor central localizado no topo de uma torre próxima ao campo de helióstatos. A Figura mostra a planta da torre de receptor central PS10 na Espanha. 
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O receptor absorve o calor e o transfere para o fluido de alta temperatura circulante, que pode ser armazenado ou utilizado para produzir trabalho. A energia térmica é bombeada para o bloco de potência, onde é gerado o vapor a partir do fluido aquecido, que irá acionar uma turbina a vapor convencional e um gerador para produzir eletricidade. 
As temperaturas alcançáveis com esse tipo de sistema chegam até 1000ºC, cerca de duas vezes mais do que a temperatura nos sistemas de concentradores cilíndrico-parabólico. Isso permite utilização de turbinas de alta potência, com maior eficiência de conversão de energia mecânica na turbina de vapor para energia elétrica no gerador, além de não necessitar de instalação de tubos absorvedores de calor. Devido seu alto índice de temperatura de operação esse sistema tem o potencial de atingir maior eficiência e menor custo de armazenamento que o sistema de calhas. 
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Foto da planta solar de receptor central PS10 na Espanha 
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Helióstato 
O helióstato é um instrumento que consiste em um espelho refletor montado sobre uma estrutura que permite o espelho girar. Ele permite que a radiação solar direta seja refletida de forma constante em uma direção, direcionando os raios solares refletidos para o receptor central no alto da torre. 
Foto da planta solar de receptor central PS10 na Espanha 
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Cada helióstato é composto por uma superfície refletora, uma estrutura de suporte e um mecanismo de rastreamento solar. Atualmente, a superfície refletora utilizada mais comum é o espelho de vidro. Para o bom funcionamento do equipamento, os helióstatos devem ser lavados com intervalos regulares, pois helióstatos sujos podem reduzir grandemente a eficiência de todo o sistema. 
Na planta piloto da Abengoa Solar PS10, na Espanha, foi encontrado um problema com relação às condições de vento em que o helióstato pode ser utilizado. Em condições em que a velocidade do vento ultrapassa 10 m/s os helióstatos devem ser preservados (ficando em uma posição de segurança horizontal), para evitar danos aos componentes do sistema. 
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Receptor e Fluido de transferência de calor 
Na tecnologia de torre de receptor central os dois principais tipos de HTF são o sal fundido e o vapor direto e são aquecidos a temperaturas próximas de 565°C. Isto é possível por causa da menor quantidade de tubulação necessária para o HTF nos sistemas de torre central e devido a alta concentração de calor no receptor da torre, chegando a temperaturas superiores a 1000°C que proporciona altas temperaturas de operação, A torre é responsável pelo suporte do receptor central e deve ser colocada a uma certa altura e distância dos helióstatos, afim de evitar, ou pelo menos reduzir, o sombreamento e o bloqueio deles. As torres podem variar de 50 até 165 metros de altura, dependendo da distância dos heliostatos para a torre. 
O receptor é responsável por captar os raios solares refletidos e transferir o calor para o meio de transferência. Dependendo da tecnologia, o receptor pode ser uma caldeira ou tambor de vapor. Isto produz diretamente vapor a cerca de 550°C e uma pressão de 160 bar, para o abastecimento da turbina a vapor ou do tanque de armazenamento de vapor 
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Pratos Parabólicos Concentradores 
O sistema de pratos parabólicos concentradores utiliza espelhos em formato disco parabólico como refletor para focar a radiação normal direta para o receptor, localizado no ponto focal do refletor. A energia é absorvida pelo receptor e transformada em energia térmica.
O prato parabólico concentrador é normalmente constituído por um coletor (espelhos parabólicos independentes), um receptor, um motor Stirling e um gerador. O coletor foca a radiação normal direta para o receptor, que transfere calor para o fluido de trabalho que aciona um motor de ciclo Stirling, para acionar o gerador. 
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O disco pode operar de forma independente (indicado para uso em regiões isoladas) ou como parte de uma planta composta por vários discos. A energia térmica no fluido pode ser usada de duas maneiras: 
Transportada por tubulação para um sistema central. 
Transformada diretamente em eletricidade em um gerador acoplado diretamente no receptor. 
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a tecnologia do sistema disco parabólico, tem alta eficiência na concentração de calor e baixa perda térmica, por rastrear o sol em dois eixos, sendo capaz de apontar para o sol durante o dia todo, e porque o calor focado é aplicado diretamente para a unidade de calor do motor-gerador. Por isso, possui as maiores taxas de concentração (600 a 2000) e por essa razão é o coletor mais eficiente. Conseqüentemente, atinge temperaturas muito elevadas, podendo chegar acima de 1500°C. No entanto, os custos de instalação tendem a ser mais elevados do que os custos da calha parabólica, refletor Fresnel e sistemas de torre central. 
O tamanho do disco varia tipicamente de 5 a 15 m de diâmetro e produz 5 a 25 kW de eletricidade. Uma planta de 650 kW composta por um sistema de vinte e cinco discos de 25 kW utiliza um espaço de aproximadamente 1 hectare de terra.
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Os refletores lineares Fresnel (LFR, Linear Fresnel Reflectors) se aproximam da forma de um tradicional coletor cilíndrico parabólico, porém são utilizadas longas fileiras de refletores no nível do solo, podendo ser planos ou ligeiramente curvos, que refletem os raios solares na direção de um receptor linear central, fixado em uma torre acima do plano de espelhos. A Figura mostra o diagrama esquemático e uma foto de parte da planta solar, Kimberlina, da AREVA, na Califórnia. 
CONCENTRADORES FRESNEL
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Desenho esquemático e foto da planta solar da AREVA 
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Uma desvantagem do refletor linear Fresnel é o cuidado necessário no projeto para evitar sombreamento e bloqueio entre os espelhos adjacentes, para isso, é necessário o aumento do espaçamento entre refletores, aumentando a área da planta. O sombreamento também pode ser reduzido, através do aumento da altura das torres, mas isto aumenta os custos. Refletores planos e receptores fixos levam a custos menores em relação a tradicional planta de calhas parabólicas, mas as plantas LFR são menos eficientes no aquecimento do HTF e consequentemente menos eficientes em relação a transformação de energia elétrica por quantidade de radiação solar captada. Recentemente, vapor aquecido a cerca de 380ºC foi demonstrado em uma planta LRF e já existem propostas para produzir vapor a 450ºC (temperaturas de operação mais elevadas permitem maior eficiência). Os modelos Fresnel não são ainda uma tecnologia madura e a maior parte das plantas existentes no mundo são plantas piloto, com algumas poucas plantas comerciais de baixa potência em operação nos EUA e na Espanha. 
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ENERGIA SOLAR NO ESPÍRITO SANTO
O estudo “A Energia Solar no Espírito Santo,” foi elaborado pela Agência de Serviços Públicos de Energia do Espírito Santo (Aspe) em parceria com o Instituto Capixaba de Pesquisa Assistência Técnica e Extensão Rural (Incaper). Esse estudo tem como objetivo principal facilitar a inclusão de fontes de energia renováveis, em especial a fonte solar, na matriz energética do Estado.
Os mapas da irradiação solar para o território do Espírito Santo têm por base os mesmos dados para o território brasileiro, utilizados no Atlas Brasileiro de Energia Solar, de 2006, produzido no âmbito do projeto Swera, sob coordenação do Inpe. O mapa a seguir apresenta a radiação solar no plano inclinado e a média anual diária no Estado do Espírito Santo.
Observa-se que o Estado possui boa irradiação solar por sua localização tropical e que a variação da radiação incidente no plano inclinado para o Espírito Santo está entre 5,07 e 5,58 kWh/m²/dia.
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RADIAÇÃO SOLAR NO ESPÍRITO SANTO
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Este estudo sobre energia solar no Espírito Santo apresenta informações gerais sobre o potencial solar do Estado, além de técnicas de aproveitamento desse recurso e possíveis
oportunidades para o agronegócio, residências e até mesmo para a indústria local.
Abordaremos tecnologias utilizadas para empreendimentos de grande e pequeno porte, dando enfoque na micro e minigeração. Além da importância no panorama energético e no desenvolvimento sustentável do Estado, o conhecimento da radiação solar incidente é importante também para outras áreas da atividade humana, tais como a meteorologia e a climatologia, setor de agronegócios, para o plantio, incluindo o desenvolvimento e a operação de sistemas de irrigação de áreas e a secagem de grãos. A seguir, é apresentada tabela com a capacidade solar térmica instalada no Estado do Espírito Santo por meio do programa Bairro Solar, os primeiros bairros a utilizarem energia solar no Espírito Santo, quando o mesmo estiver totalmente concluído. A implantação do Bairro Solar é uma ação da concessionária de energia elétrica EDP Escelsa
apoiado pelo do Governo do Estado do ES, por meio da Agência de Serviços Públicos de Energia (Aspe), utilizando recursos do Programa de Eficiência Energética das empresas de Distribuição de Energia Elétrica (PEE) estabelecido pela ANEEL. 
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Capacidade instalada solar térmica no Espírito Santo, por meio do Programa Bairro Solar
Fonte: ASP
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TECNOLOGIA SOLAR TÉRMICA PARA AQUECIMENTO
É a forma mais primária para o aproveitamento da energia solar, tendo como principal aplicação o aquecimento de água nas residências, comércios, hotéis e pousadas.
Além de usos relativamente simples, o aquecimento solar pode prover calor aos mais diversos processos, como água quente para lavagem e sanitização (higiene dos alimentos), aquecimento de tanques e reservatórios, secagem, piscinas, pasteurização e pré-aquecimento de água para alimentação de caldeiras. O Gráfico Indica o crescimento anual do aproveitamento solar para aquecimento no Brasil.
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Aquecimento solar instalado em piscinas
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Crescimento do aproveitamento solar para aquecimento no Brasil
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Com a utilização da energia solar para fins de aquecimento no setor residencial, tem-se como benefício a redução no uso do chuveiro elétrico, que no horário de ponta (18:00 às 21:00h), é um dos principais responsáveis pelo alto consumo da energia elétrica em residências. Durante o horário de pico, esse elevado consumo acarreta um aumento
considerável da demanda; já a diminuição desse consumo traz como vantagem o adiamento de investimentos no sistema de distribuição, uma vez que ocorrerá uma queda do carregamento da rede no horário de pico. O sistema de aquecimento solar (SAS) pode ser de dois tipos: convencional e híbrido. O tipo híbrido utiliza um sistema auxiliar para aquecimento (energia elétrica ou gás) nos dias em que o SAS não atinge temperaturas satisfatórias.
Os sistemas híbridos são, geralmente, adotados como padrão nas habitações de interesse social financiadas por instituições financeiras, companhias de habitação e projetos de eficiência energética em residências, elaborados pelas concessionárias de energia.
Segundo o Departamento Nacional de Aquecimento Solar (Dasol), com a instalação do sistema de aquecimento solar pode-se chegar a uma economia de até 50% na conta de energia elétrica, dependendo dos gastos do estabelecimento com aquecimento. Esses benefícios podem se estender por até 20 anos, que é a expectativa de vida útil desses equipamentos. 
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Aplicações para aquecimento
Sistema de aquecimento residencial típico:
O sistema de aquecimento típico é composto por dois itens
básicos: reservatório e coletor. O reservatório é constituído de um corpo interno, revestido por um material isolante (geralmente lã de vidro), que é onde a água ficará armazenada. Envolvendo o isolante encontra-se uma cobertura de alumínio para proteção física do isolamento térmico. Todo o conjunto, painéis e reservatório cheio, pesa cerca de 250 quilos, considerando um reservatório de 200 litros. Portanto, para sua instalação em edificações, em construção ou existentes, deve ser verificado se a estrutura suporta o peso do equipamento. No caso de instalações existentes, é necessário verificar se há possibilidade de adaptação do conjunto aquecedor ao sistema de encanamento instalado, de forma que seja possível ter um sistema híbrido.
Assim, é aconselhável a visita de um técnico que avalie a possibilidade de adaptação.
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Quanto ao funcionamento, utiliza-se o sistema de termosifão, em que a água aquecida pelo coletor, menos densa (indicada em vermelho), retorna para o reservatório e a mais fria, mais densa (indicada em azul), desce para o coletor, fechando assim o ciclo
Foto do conjunto reservatório de água quente e coletor para aquecimento
Esquema básico do conjunto para aquecimento solar em que o reservatório é alimentado pela caixa d’água
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GRANDES PROJETOS TERMOSOLAR
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A maior usina por concentração solar do mundo se encontra na Califórnia, e foi inaugurada em 2013 nos EUA. Localizada no sudoeste de Las Vegas, a instalação solar térmica de grande porte pode produzir 392 megawatts de energia solar para alimentar 140 mil casas na Califórnia com energia limpa - o equivalente a retirar 400 mil toneladas métricas de dióxido de carbono do ar por ano.
Porém, segundo o Wall Street Journal, apesar desse números impressionantes, a usina de Ivanpah foi cercada de controvérsia desde seu início por seus altos custos operacionais e por supostamente matar altos números de animais selvagens por superaquecimento.
The $2.2 Billion Bird-Scorching Solar Project 
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A usina foi feita em conjunto pelas empresas NRG Energy, Google, e BrightSource Energy. O sistema de geração de energia solar de Ivanpah é considerado o maior do mundo do seu tipo e já é responsável por 1/3 de toda a energia solar térmica produzida nos EUA.
A planta ocupa cinco quilómetros quadrados no deserto de Mojave e é composta por três torres de quarenta andares, cada uma cercada por 350 mil espelhos. Os espelhos refletem a luz solar para um único ponto, no alto da torre. As torres possuem água, que são aquecidas pelo calor da luz solar e vira vapor. Este vapor gira as turbinas, e assim a energia é produzida.
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A usina de Ivanpah, no entanto, veio sob o fogo de vários críticos. De acordo com o Wall Street Journal, a energia limpa gerada por Ivanpah vai custar cerca de quatro vezes mais do que a energia gerada por usinas convencionais movidas a gás natural. Ivanpah também vai produzir menos energia do que as fontes convencionais e requerem mais terra para operar. Ativistas animais também foram alarmados com o número de aves que foram queimadas e mortas ao redor das torres de plantas solares, que podem gerar temperaturas mais altas que 500 graus Celsius.
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Usina de energia solar Concentrada de Abu Dhabi
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Madinat Zayet - Abu Dhabi, capital dos Emirados Árabes Unidos, uma federação de reinos ricos em petróleo, cujo custo de construção foi de US$ 600 milhões, e que fornecerá energia para 20 mil residências.
A usina Shams 1, de 100 Megawatts, é "a maior do mundo mundo em operação com energia solar concentrada", disse Sultan al-Jaber, diretor da Masdar-Abu Dhabi, uma das parceiras do projeto e que supervisiona o plano do emirado de gerar 7% de sua demanda energética a partir de fontes renováveis até 2020.
"Shams 1 incorpora a tecnologia solar cilindro-parabólica mais inovadora e conta com 258.000 espelhos montados em 768 coletores cilindro-parabólicos", explicaram fontes da empresa.
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"Mediante a concentração de calor procedente dos raios solares em tubos onde circula um óleo sintético, Shams 1 produz vapor que movimenta uma turbina, gerando eletricidade", explicaram. "Adicionalmente, o projeto solar usa um sistema para aumentar a temperatura do vapor ao entrar na turbina, o que aumenta a eficiência do ciclo", acrescentaram.
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O projeto inclui um "sistema de refrigeração seca que reduz significativamente o consumo d'água, uma vantagem crítica no árido deserto", afirmaram os técnicos da empresa.
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PROJETOS MAIS AUDACIOSOS DO MUNDO
Solar Powered Office Complex
Em formato de leque, esta estrutura que se assemelha a um relógio é o maior edifício comercial alimentado por energia solar no mundo. Localizado em Dezhou, na província de Shandong, noroeste da China, o prédio de 75 mil metros quadrados de área abriga um hotel, centros de exposição, laboratórios de pesquisa e desenvolvimento científicos e espaçosas salas para reunião e treinamento.
Com uma cobertura de paineis solares de 5 mil metros quadrados, o edifício tem 95% de suas necessidades energéticas proveniente dessa fonte renovável. A cor branca adotada na fachada simboliza energia limpa, além de ajudar a refletir a luz do sol, reduzindo o calor.
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Com jeitão futurístico, o estádio de Kaohsiung, em Taiwan, carrega o título de primeiro do mundo 100% movido a energia solar. Seu teto é recoberto por nada mais nada menos do que 8.844 placas solares, que fornecem energia suficiente para as 3,3 mil lâmpadas que iluminam o estádio e mais dois telões gigantes que transmitem os jogos.
O uso dessa fonte de energia renovável e limpa evita a emissão de 660 toneladas de CO2 na atmosfera anualmente. Em formato que remete a ferradura de um cavalo, a arena criada pela firma japonesa de arquitetura Toyo Ito foi construída para os Jogos Mundiais de 2009 e tem capacidade para 55 mil pessoas.
Estádio de Kaohsiung, em Taiwan
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Gemasolar: energia 24h por dia
Apesar das claras vantagens ecológicas, projetos de energia solar têm um calcanhar de Aquiles: eles dependem da existência de luz natural para produzir eletricidade. Mas um sistema de geração em Sevilha, na Espanha, mandou para escanteio essa fraqueza. Trata-se da Gemasolar, a primeira usina de energia solar concentrada (ESC) em escala comercial do mundo, que gera energia durante a noite ou em dias nublados.
A produção de eletricidade sem a presença de luz solar resulta de uma inovadora tecnologia que usa sal fundido para estocar calor e operar 24h. Com capacidade instalada de 19,9 megawatts, a central já fornece energia para 25 mil lares na região de Andaluzia.
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Sanyo Solar Arc
Essa estrutura em forma de asa elegantemente “pousada” no solo abriga desde 2002 o Museu da Energia Solar, mais conhecido como Sanyo Solar Ark. Semelhante a um arco de 315 metros de largura e 37 m de altura. Localizado na Província de Gifu, no centro do Japão, o impressionante edifício possui mais 5 mil painéis solares e produz mais de 500 mil kWh de energia por ano. A fachada da atração, que também abriga centro de pesquisa em tecnologia solar da Sanyo, também é coberta por lâmpadas leds, que se iluminam à noite.
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Pista de Nascar Solar
A maior instalação esportiva para corrida abastecida por energia solar do mundo é uma pista de Nascar, categoria do automobilismo. Trata-se do Pocono Raceway, centro norte-americano do estado da Pensilvânia, que acionou ano passado sua usina para captação da luz solar por painéis fotovoltaicos. Além de fornecer energia suficiente para a instalação desportiva, o novo sistema, com capacidade instalada de 3MW, abastece cerca de mil casas nas proximidades. No período de um ano, cerca de cinco mil tonelads de CO2 devem deixar de ser emitidos.
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Baixar vídeo
http://exame.abril.com.br/economia/noticias/brasil-pode-ter-700-mil-casas-ate-2024-com-energia-solar
https://www.youtube.com/watch?v=RPKMKPnXbug
https://www.youtube.com/watch?v=LMWIgwvbrcM
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http://www.wsj.com/news/articles/SB10001424052702304703804579379230641329484?mg=reno64-wsj&url=http%3A%2F%2Fonline.wsj.com%2Farticle%2FSB10001424052702304703804579379230641329484.html
http://ciclovivo.com.br/noticia/maior-usina-solar-termica-do-mundo-e-inaugurada-na-california
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REFERÊNCIAS