Energia Solar Termelétrica: Características, Aplicações e Avanços

La energia solar termoelétrica A energia solar térmica é uma tecnologia promissora que utiliza o calor do sol para gerar eletricidade. Este processo ocorre em plantas especializadas chamadas plantas termossolares, que evoluíram desde o início da década de 80. A principal vantagem desta tecnologia é que ela é uma fonte de energia limpa, abundante e, o mais importante, renovável.

Um fato interessante é que, a cada dez dias, a Terra recebe do Sol a mesma quantidade de energia que existe em todas as reservas conhecidas de petróleo, gás e carvão combinadas. Este vasto potencial torna a energia solar termoelétrica fundamental para um futuro energético sustentável. Atualmente coexistem vários tipos de usinas solares térmicas, cada uma com características específicas. Espanha ocupa uma posição vantajosa com várias fábricas em operação e um setor industrial consolidado, participando ativamente em projetos internacionais.

A seguir detalharemos as características, aplicações e importância da energia solar termoelétrica no contexto energético global.

O que é energia termoelétrica solar?

Uma usina térmica solar Funciona de forma semelhante a uma usina termelétrica convencional, mas utiliza energia solar em vez de carvão ou gás natural. O princípio básico dessas plantas é simples: os raios solares são concentrados por uma série de espelhos em direção a um receptor central. Neste ponto é onde as temperaturas de até 1.000 ° C.

Este calor é transferido para um fluido (geralmente sais fundidos ou óleos térmicos), que quando aquecido produz vapor. Esse vapor movimenta turbinas conectadas a geradores que produzem eletricidade. Uma das principais limitações iniciais das usinas solares térmicas era que elas só podiam operar durante as horas de sol. Porém, com os avanços tecnológicos, muitas usinas passaram a contar com sistemas de armazenamento de calor, o que lhes permite gerar eletricidade mesmo à noite.

Tipos de usinas solares térmicas

Atualmente, existem três tipos principais de usinas solares termoelétricas. Embora todos dependam da concentração de energia solar para gerar eletricidade, diferem na forma como concentram a luz solar. Vamos ver cada um em detalhes:

Planta de torre solar térmica

Este tipo de planta utiliza helióstatos, que são espelhos montados em estruturas móveis capazes de acompanhar o movimento do sol. Esses espelhos concentram os raios solares em um receptor localizado no topo de uma torre central. A energia solar concentrada naquele ponto é capaz de atingir temperaturas superiores às 600 ° C. A médio prazo, esta tecnologia tem-se revelado muito eficiente e fiável, embora um dos seus grandes desafios continue a ser a redução dos custos de construção. Em Espanha, a central Gemasolar, localizada em Sevilha, é pioneira na integração do armazenamento térmico de longa duração, que permite a geração de eletricidade 24 horas por dia.

Usina térmica solar do prato parabólico ou do prato de Stirling

Neste tipo de planta, o espelhos parabólicos Em forma de prato, eles concentram os raios solares em um ponto focal onde está localizado um motor Stirling, que gera eletricidade com muita eficiência. As altas temperaturas atingidas no ponto focal do disco acionam o motor, que produz eletricidade girando uma turbina. Esta tecnologia foi implementada favoravelmente em locais como o deserto de Mojave, nos Estados Unidos.

Usina de energia solar térmica parabólica

As usinas de energia parabólica São os mais difundidos a nível comercial devido à sua elevada eficiência e menores custos de implementação. Espelhos longos e curvos em forma de cilindro parabólico capturam a luz solar e a concentram em um tubo localizado ao longo de seu eixo. Este tubo contém um fluido de transferência que é aquecido e, através de um sistema de troca de calor, produz vapor para acionar uma turbina. Vários países, incluindo Espanha, já possuem fábricas deste tipo em funcionamento.

Desenvolvimento de energia solar termoelétrica

Os primeiros fundamentos da energia solar térmica foram desenvolvidos por Augustin Mouchot no final do século XIX, mas foi somente na década de 1980 que aplicações comerciais viáveis ​​começaram a ser demonstradas. O avanço tecnológico desde então tem sido significativo, superando vários obstáculos importantes:

• Altos custos iniciais: Embora os materiais e os custos de construção fossem inicialmente proibitivos, o desenvolvimento de novas tecnologias reduziu significativamente os custos.
• Armazenamento de energia: O principal desafio foi a impossibilidade de gerar eletricidade à noite devido à falta de armazenamento térmico. No entanto, centrais como a Gemasolar demonstraram que é possível armazenar calor em sais fundidos e produzir eletricidade durante 24 horas.
• Condições climáticas: Regiões com elevada radiação solar são necessárias durante todo o ano, o que tem limitado a sua instalação em climas mais temperados. Projetos como o Desertec estudaram a possibilidade de instalar grandes centrais em regiões desérticas como o Sahara, utilizando cabos de transporte para enviar eletricidade para a Europa.

Energia solar termoelétrica na Espanha

A Espanha é um país líder mundial na instalação de centrais termoelétricas solares. As condições geográficas e climáticas de Espanha, com grandes áreas desérticas e abundantes horas de sol, posicionam-na como um ambiente ideal para o desenvolvimento desta tecnologia. As primeiras plantas piloto foram construídas no deserto de Tabernas, Almería, na década de 80, com o SSPS/CRS e o CESA 1. Em 2007, a Espanha foi pioneira comercial com a fábrica de torres PS10 em Sanlúcar la Mayor, Sevilha.

Em 2011, já estavam em operação 21 usinas solares térmicas com capacidade total de 852 MW. Segundo a associação Protermosolar, este número deverá continuar a aumentar nos próximos anos. Juntas, estas centrais farão de Espanha o maior produtor de energia solar termoeléctrica do mundo, tornando-a uma referência em energias renováveis.

Aplicações da energia solar termoelétrica

A energia solar termoelétrica tem múltiplas aplicações tanto no campo doméstico quanto industrial. Alguns dos mais notáveis ​​incluem:

• Água quente sanitária e aquecimento: Em residências unifamiliares, a energia solar pode cobrir até 70% do consumo de água quente sanitária.
• Aquecimento de piscina: Esta tecnologia permite aquecer piscinas de forma eficiente e sustentável durante todo o ano.
• Produção doméstica de eletricidade: Os proprietários podem instalar painéis solares para autogerar eletricidade e até revender os excedentes para a rede elétrica geral.
• aplicações industriais: A energia solar termoelétrica também é utilizada em processos industriais que requerem grandes quantidades de calor, como produção de eletricidade, cozimento de alimentos e destilação de água.

Com regulamentações de emissões cada vez mais rigorosas e o aumento dos preços dos combustíveis fósseis, a energia solar térmica está a posicionar-se como uma alternativa atraente tanto em termos de sustentabilidade como de poupança económica a longo prazo.

A energia termoeléctrica solar continua a avançar e a desenvolver-se, e é provável que desempenhe um papel essencial no futuro da produção global de energia, ajudando a reduzir a nossa dependência dos combustíveis fósseis e promovendo um modelo mais sustentável e ecológico.