Um consórcio internacional irá construir e operar a instalação solar térmica de circulação de sais fundidos com concentradores cilindrico parabólicos em Évora (Mitra, Universidade de Évora). O consórcio é composto pela Cátedra Energias Renováveis, DLR Institute of Solar Research, empresas alemãs como a TSK Flagsol Engineering, eltherm, Yara, Steinmüller Engineering e a empresa sul-africana fornecedora de energia Eskom.
Radiação solar – calor – electricidade
Numa central termosolar de tecnologia cilíndrico-parabólica, espelhos curvos concentram a radiação solar em tubos absorsores nos quais circulam fluidos de transferência de calor. O calor é assim absorvido e transferido para um bloco de potência. Tal como numa central termoeléctrica convencional, o calor converte a água em vapor, passando posteriormente numa turbina para gerar electricidade.
Uma característica única das central termosolares é a opção de integrar sistemas de armazenamento térmico a um custo muito competitivo, pertimindo assim aumentar a despachabilidade da electricidade produzida, mesmo nos instantes em que não há sol.
Sais fundidos: Alta eficiência e baixo custo
O objectivo deste projecto de investigação liderado pelo DLR é a análise da eficiência e fiabilidade de centrais termosolares cilíndrico-parabólicas utilizando sais fundidos como fluido de transferência de calor. Até ao presente momento, este tipo de centrais utilizam óleos térmicos como fluido de transferência de calor vindo da radiação solar. Quando comparado com o óleo térmico, a vantagem do uso de sais fundidos é o seu relativo baixo custo associado à possibilidade da sua utilização a temperaturas mais elevadas.
“A vantagem-chave dos sais fundidos é a estabilidade adequada a temperaturas elevadas”, refere Dr. Michael Wittmann, director de projecto e membro do DLR. “Para os óleos térmicos uma temperatura de 400 ºC é o limite. Mas os sais fundidos comportam temperaturas acima de 500 ºC em uso contínuo. Dependendo da mistura utilizada é possível chegar a temperaturas de 560 ºC.”
Nas configurações de geradores de vapor inovadores, o sal transfere a sua energia a um ciclo água-vapor associado num só estágio, permitindo assim atingir eficiências mais elevadas. Para além disso, a aplicação em um só estágio permite o uso de vapor supercrítico para aplicações comerciais.
Para além do seu uso como fluido de transferência de calor, os sais podem ter outras aplicações em centrais termosolares. Com efeito, a maioria das centrais termosolares cilíndrico-parabólicas já utilizam tanques com sais fundidos para o armazenamento de calor. Estas centrais funcionam com um duplo circuito, utilizando óleo sintético para o campo de colectores e sais líquidos para o armazenamento térmico. No entanto, quando os sais é utilizado como fluido de transferência e fluido de armazenamento, este duplo circuito deixa de ser necessário. Isto permite obter uma significativa redução da complexidade do sistema bem como do custo de investimento e manutenção.
Optimização do sistema para operação com sais: Os parceiros de projecto
Os componentes e o sistema completo da nova plataforma de ensaios em Évora (EMSP – Évora Molten Salt Platform) serão especialmente adaptados para o uso de sais fundidos como fluido de transferência de calor. O maior desafio no uso dos sais fundidos recai sobre as susas temperaturas de fundição ou solidificação. Por questões de segurança de operação a solidificação nas ramificações dos tubos do campo solar tem de ser evitada. Assim sendo, todo um equipamento e design será necessário por forma a corresponder a estes desafios.
O DLR participará no planeamento e design conceptual da plataforma de ensaios assim como na certificação do campo de colectores. Os investigadadores do DLR acompanharão todo o processo experimental e científico do projecto.
O uso de sais fundidos implicará um design inovador do colector. A TSK Flagsol Engineering irá adptar o design do seu colector HelioTrough® de acordo com as especificações do projecto para demonstrar a sua aplicabilidade.
Em virtude dos elevados factores de concentração, o colector está apto a ser operado a elevadas temperaturas e para o uso de sais fundido. A Eltherm desenvolverá o circuito de traçagem eléctrica para aquecimento sendo também responsável pela sua construção e demonstração.
A Steinmüller Engineering fará a instalação e testes do gerador de vapor de um estágio da nova plataforma de ensaios, aquecida com sais fundidos.
A Yara desenvolverá a tecnologia de processamento dos sais e demonstrará a adaptatabilidade da sua mistura ternária, em particular do seu baixo ponto de fusão.
A equipa de engenheiros da África do Sul da empresa de energia Eskom será responsável pelo funcionamento adequado da central.
A Universidade de Évora, Cátedra Energias Renováveis enquanto detentora da EMSP será responsável pelo apoio na construção e operação da infraestrutura, através de uma equipa científica e operadora dedicada ao projecto.
O projecto "High Performance Solar 2 (HPS2)" é financiado pelo Ministério Alemão para Economia e Energia (BMWI) está a gestão do projecto a cargo do PTJ-Jülich - Gestão de Projecto.
Fonte: DLR News
