Aula3 Energia Solar

5/27/2018 Aula3 Energia Solar

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Energia Solar

A energia solar pode ser aproveitada para:

Fornalhas solares, eletricidade trmica;

Aquecimento e refrigerao de ambientes;

Eletricidade (fotovoltaica)

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! uso da energia solar para aquecimento:

Arquimedes utili"ou espelhos para direcionar os raios

solares e atacar uma frota hostil em #$# a%

&os sculos ' e ', cientistas concentraram os

raios solares com espelhos ou lentes para derreter

metais

Antoine *avoisier ($+-.$+/), pai da qu0mica

moderna, atingiu temperaturas pr12imas a $+33 4%

usando o sol, temperaturas estas mais altas do que as

obtidas por qualquer um naquela poca

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Aquecedores de vapor solar foram desenvolvidos no

final do sculo '' para produ"ir vapor para

movimentar motores

! franc5s August 6ouchot fe" funcionar, em $7+7, uma

m8quina de impresso usando vapor . artefato

semelhante ao da figura


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- A gua era aquecida pelo sol no foco do prato/disco concentrador (A).

- O vapor produzido para fazer funcionar um motor a vapor (B) cu!aprodu"#o de energia mec$nica fazia funcionar uma mquina de impress#o.- A gua era fornecida por um tanque %.

6otor a vapor solar

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9so de energia solar para co"inharmetade final do

sculo '

Em $++ o cientista su0o ausure obteve

temperaturas altas o suficiente para co"inhar em uma

cai2a isolada com v8rias camadas de vidro

6ouchot aprimorou a ideia em $73 ao utili"ar um

refletor parab1lico para focali"ar a radiao solar em

um recipiente de cobre escurecido (contendo a comida)

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.&anela solar de 'oucot capaz de levar fervura * litros d+gua em uma

ora e meia.

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6aria ?el@es na dcada de $/3 desenvolveu testes em

aparelhos solares de co"imento ou Bhot bo2esC

!s refletores au2iliares eram usados para atingir

temperaturas ainda mais altas

! aquecimento da panela dentro da Bhot bo2C era feito

por adsoro e por conveco


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.,orno de eles. O pro!eto apresenta uma panela fia e um reflector m0vel.

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Aquecimento solar

A locali"ao geogr8fica e a contabili"ao do nDmero

de horas de insolao so fundamentais para se

estabelecer as vantagens em se instalar uma estao

de energia solar

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Aquecimento solar t1rmica

9m sistema solar trmico um conunto de

equipamentos que:

. captam,

. transformam,

. transferem

. e arma"enam a energia solar,

para posterior utili"ao

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Essas necessidades so:

. 8gua quente para co"inhas,

. banheiros,

. lavagens,

. aquecimento central

. m8quina de roupa e loua


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! equipamento fundamental o coletor solar, onde se d8

a transformao da radiao, proveniente do sol, em

energia trmica na placa absorvedora

Esta placa transfere a 8gua, misturada com aditivosanticongelantes e anticorrosivos, circulando numa grelha

de tubos

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! fluido de transfer5ncia aquecido circula, por ao de

uma bomba, entre o coletor e o dep1sito solar e

arma"enada sob a forma de 8gua quente, para posterior

utili"ao, de acordo com as necessidades

! dep1sito solar alimentado, na parte inferior, com

8gua fria da rede

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%oletor solar t1rmico

2rela de tu3os

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,acada da Bi3lioteca na Espana


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&osto de gasolina Espana

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Solar termoel1trica

A termoeletricidade solar a eletricidade produ"ida em

centrais solares de torre, ou distribu0das, utili"ando

concentradores da radiao solar para que se atinam as

temperaturas necess8rias ao funcionamento dos

turbogeradores convencionais


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Solar termoel1trica

A produo direta de eletricidade, a partir da energia

solar, pode ser feita pela chamada via fotovoltaica,

9tili"a clula semicondutores, a partir das quais

poss0vel gerar uma corrente eltrica, quando atingidapela lu" do sol

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Solar termoel1trica

A captao da energia solar feita de forma concentrada

por meios 1pticos;

ara atingir temperaturas elevadas e necess8rias Ggerao de vapor (-33.34%),

ou ao aquecimento do vapor (H334%), que alimentam as

turbinas dessa centrais

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Solar termoel1trica

Estas centrais podem ser dimensionadas para bai2as

pot5ncias:

. como as que se austam G pot5ncia para uma pequena

vila ($3 @iloIatts)

. ou para aplicaJes de ligao G rede que podem atingir

$33 megaIatts

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Solar termoel1trica -?ecnologias dispon0veis

8 basicamente quatro tecnologias que so promovidas

internacionalmente e agrupadas em:

%entrais de Keceptor %entral

%entrais de ?orre e

>istema de =iscoL6otor

%entrais de Keceptor =istribu0do

%entrais %ilindro arab1licas

%entrais de Fresnel


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%entrais de orre

A primeira central solar deste tipo foi constru0da em

>evilha (Espanha), est8 liga G rede desde setembro de

#33 e com uma pot5ncia de $36M

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%entrais de orre

As centrais de torre solares so sistemas que geram

energia eltrica, concentrando a radiao solar num

permurtador de calor montado no topo da torre

(receptor)

ara concentrar a energia solar usado um parabol1ide

-.= muito largo, apro2imado por um campo de

reflectores

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As centrais so desenhadas para valores de pot5ncia entre $3 e #33 6M,

podendo funcionar a temperaturas entre -33 e $3334%

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Sistema de 4isco/'otor

!s sistemas discosLmotor so pequenas unidades

modulares para produo autOnoma de eletricidade com

motor locali"ado no foco de um parabol1ide -.= onde o

fluido de trabalho pode atingir os +34%

Estes concentradores so montados a dois ei2os do

movimentos aparente do sol

A pot5ncia destas unidades varia entre .#.3@M


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%entrais de 5eceptor 4istri3u6do

Ao contr8rio das centrais de torre, que concentram num

ponto toda a radiao incidente no campo de

espelhos, as chamadas %entrais =istribu0das so assim

chamadas porque o seu foco e, portanto, o absorsor est8

distribu0do ao londo da

%entrais %ilindro arab1licas

%entrais de Fresnel

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%entrais %ilindro &ara30licas

>o centrais que possuem um foco linear, ou sea, um

absorsor em forma de tubo de v8cuo, onde a radiao

solar direta convertida em energia trmica

?rabalham em

temperaturas

de $#.33P%

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%entrais %ilindro &ara30licas

Este tipo de coletor composto por um espelho cilindro.

parab1lico, que reflete a radiao solar direta,

concentrando.a num tubo colocado na linha focal da

par8bola

Essa radiao concentrada provoca o aquecimento do

fluido de trabalho que circula no seu interior


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%oletor-para30licos solares (Sun%atcer) 7

A tecnologia de discos >tirling tambm capta o calor

usando um disco parab1lico espelhado que se move

constantemente para acompanhar o movimento do sol

%ontudo ao invs de aquecimento de l0quidos parafa"er vapor e mover turbinas e geradores de

eletricidade, o calor dirigido a um pisto contendo g8s

hidrog5nio o qual move um motor para produ"ir

eletricidade

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%oletor-para30licos solares (Sun%atcer)

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%entrais de ,resnel

>o centrais com sistema de foco linear, similar ao das

centrais com coletores cilindro.parab1licos, mas onde a

radiao concentrada num absorsor em tubo de

v8cuo, sobre.elevado em relao aos espelhos refletores

que so lQminas planas, longitudinais, dispostas numa

estrutura hori"ontal

Energia Solar

%entrais de ,resnel


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Sunseeer 88, sucesssor do avio solar que atravessou

os Estados 9nidos

Esta nova verso, com v8rios melhoramentos, est8

fa"endo um voo sobre a Europa

! avio solar mede + metros de comprimento e tem

metros de envergadura

Sunseeer 88, sucesssor do avio solar que atravessou

os Estados 9nidos

?otalmente pronto para o vOo ele pesa apenas #-3

quilogramas

! motor eltrico de 7 alimentado por baterias de l0tio

at que o avio atina sua altitude de cru"eiro, de /$

metros

A partir da0 ele alimentado pelos painis solares

instalados sobre suas asas

A energia solar coletada suficiente tambm para

recarregar as baterias, que t5m capacidade para alimentar o

motor por apenas $ minutos . o tempo de recarga varia

entre -3 e minutos, dependendo das condiJes do clima

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roeto de Avio espio que pode ficar at anos sempousar, movido a energia solar

Energia Solar

9antagens

A energia solar no polui durante seu uso

A poluio decorrente da fabricao dos equipamentos

necess8rios para a construo dos painis solares

totalmente control8vel utili"ando as formas de controle

e2istentes atualmente

As centrais necessitam de manuteno m0nima


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Energia Solar

9antagens

!s painis solares so a cada dia mais potentes ao

mesmo tempo que seu custo vem decaindo

sso torna cada ve" mais a energia solar uma soluoeconomicamente vi8vel

Energia Solar

9antagens

A energia solar e2celente em lugares remotos ou de

dif0cil acesso, pois sua instalao em pequena escala

no obriga a enormes investimentos em linhas de

transmisso

Em pa0ses tropicais, como o ul da Argentina e

%hile) sofrem quedas bruscas de produo durante os

meses de inverno devido G menor disponibilidade di8riade energia solar

*ocais com frequente cobertura de nuvens

(*ondres), tendem a ter variaJes di8rias de produo de

acordo com o grau de nebulosidade


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Energia Solar

4esvantagens

As formas de arma"enamento da energia solar so

pouco eficientes quando comparadas por e2emplo aos

combust0veis f1sseis (carvo, petr1leo e g8s), e a

energia hidroeltrica (8gua)

!s painis solares t5m um rendimento de apenas #S

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