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O que é a energia heliotérmica?
A energia heliotérmica ou energia solar térmica concentrada, também conhecida como CSP (Concentrating Solar Power), é a tecnologia que produz eletricidade através da concentração dos raios solares. O objetivo é aquecer um líquido ou gás e gerar o movimento de uma turbina de vapor, operando assim um gerador elétrico.
Pelo facto de Portugal ser beneficiado com uma área geográfica que recebe muita radiação solar direta, o nosso país é adequado para abrigar instalações de energia heliotérmica.
Embora esta fonte de energia não seja tão estável como outras energias renováveis, a CSP tem registado uma elevada implantação nos últimos anos, aumentando a sua capacidade total em 27% durante a última década.
A indústria europeia conseguiu manter-se na vanguarda da utilização desta tecnologia nos últimos anos, uma vez que a CSP foi reconhecida como uma energia altamente benéfica para atingir todos os objetivos europeus para implementar a descarbonização do setor energético.
No entanto, estima-se que o potencial económico da eletricidade CSP no quadro da União Europeia seja de cerca de 1.500 TWh por ano, concentrando-se especialmente nos países próximos da costa mediterrânica, pois estes recebem mais horas de luz solar.
Alguns países da União Europeia como Portugal, Espanha, França, Itália, Chipre e Grécia já implementaram a CSP nos seus planos nacionais de energias renováveis, pelo que se espera que muitos mais países (tanto dentro como fora da UE) venham a aderir à esta modalidade de energia num futuro próximo e que a utilização desta tecnologia possa disseminar-se globalmente nos próximos anos.
A escolha certa, a escolha inteligente
Como funciona a energia heliotérmica?
O funcionamento da CSP baseia-se na concentração da luz solar num ponto fixo para obter uma fonte de energia. Existem atualmente quatro métodos ou sistemas de energia solar concentrada que tornam possível centralizar a radiação num único ponto:
Coletores cilindro-parabólicos
São a tecnologia heliotérmica mais madura, presente no mercado desde a década de 1980.
O coletor é constituído por uma calha de espelhos parabólicos cuja superfície proporciona máxima reflexão. Os raios solares são refletidos através do espelho e acertam o recetor tubular, um tubo preto com revestimento anti-reflexivo, alta capacidade de absorbância e baixa emitância de irradiação térmica.
O coletor é rastreado num eixo paralelo à linha da calha. Por norma, vários módulos de calhas são arranjados em fileiras longas com calhas instaladas paralelamente. Com a tecnologia de foco linear, o fluido de transferência atinge temperaturas próximas dos 400 °C.
Refletores lineares de Fresnel
Uma tecnologia nova e com grande potencial de reduzir custos, estes refletores são os mais indicados para aplicações não-elétricas da tecnologia heliotérmica. Ou seja, para gerar calor nos processos da indústria e agricultura.
Um refletor linear de Fresnel consiste em várias fileiras de espelhos planos, rastreados num eixo, que focam os feixes no absorvedor fixado acima dos espelhos. O absorvedor é constituído por um recetor tubular e um espelho parabólico que coleta os raios vindo dos espelhos que não atingem o refletor diretamente.
Com esta tecnologia, as taxas de concentração de 10 – 100 são possíveis, correspondendo a temperaturas de 60 °C a 450 °C.
Torres solares
A torre solar é a mais eficiente na geração de energia elétrica, devido às elevadas temperaturas que se atinge através da concentração num único ponto.
Vários espelhos lineares, denominados heliostatos, são rastreados individualmente para concentrar os raios solares num ponto no alto da torre. Neste foco encontra-se o recetor, onde uma substância de transferência de calor (ar ou um sal especial) é aquecida.
Dependo da quantidade de heliostatos no campo solar ao redor da torre, uma taxa de concentração de 300 a 1500 é atingida, resultando em temperaturas de 150 °C a 2 000 °C
Disco parabólico
Os discos parabólicos operam como tecnologia de foco em ponto, tal como as torres solares.
O espelho da geometria de disco parabólica concentra os raios solares num ponto em frente ao coletor. Um recetor é montado nesta parte e aquece um líquido.
Existem dois modos principais:
- No sistema central, um conjunto de vários discos parabólicos é conectado por uma tubulação para gerar eletricidade de forma centralizada num ciclo de potência único.
- No sistema individual, um motor de Stirling é localizado no foco do coletor. Acoplado a um gerador, a eletricidade é gerada sem a ajuda de outros componentes.
Heliotermia em Portugal
Portugal possui uma das melhores condições geográficas para o uso da energia solar em toda a União Europeia. Afinal, temos o maior número de horas de sol com altas taxas de radiação.
No entanto, não há para já qualquer investimento em energia solar térmica concentrada e não há qualquer central CSP a operar no país, devido sobretudo à inviabilidade económica.
