|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Usinas térmicas solares. Concentradores solares. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Fontes de energia alternativa Essas usinas concentram a energia solar por meio de lentes e refletores. Como esse calor pode ser armazenado, essas usinas podem gerar eletricidade conforme necessário, dia ou noite, em qualquer clima. Grandes espelhos - com foco pontual ou linear - concentram os raios solares a tal ponto que a água se transforma em vapor, liberando energia suficiente para girar uma turbina. Empresa "Luz Corp." instalou enormes campos desses espelhos no deserto da Califórnia. Eles produzem 354 MW de eletricidade. Esses sistemas podem converter energia solar em eletricidade com uma eficiência de cerca de 15%. Todas as tecnologias descritas, exceto as lagoas solares, utilizam concentradores para atingir altas temperaturas, que refletem a luz do Sol de uma superfície maior para uma superfície menor do receptor. Normalmente, tal sistema consiste em um concentrador, receptor, refrigerante, sistema de armazenamento e sistema de transmissão de energia.
O calor solar pode ser economizado de diferentes maneiras. As tecnologias modernas incluem concentradores parabólicos, espelhos parabólicos solares e torres de energia solar. Podem ser combinados com instalações de combustão de combustíveis fósseis e, em alguns casos, adaptados para armazenamento térmico. A principal vantagem dessa hibridização e armazenamento térmico é que tal tecnologia pode fornecer produção de eletricidade despachável (ou seja, a geração de eletricidade pode ser realizada nos momentos em que for necessária). A hibridização e o armazenamento térmico podem aumentar o valor económico da eletricidade produzida e reduzir o seu custo médio. Sistema parabólico (bandeja) Estas instalações utilizam espelhos parabólicos (bandejas) que concentram a luz solar em tubos receptores contendo um fluido refrigerante. Este líquido é aquecido a quase 400°C e bombeado através de uma série de trocadores de calor; isso produz vapor superaquecido que aciona um turbogerador convencional para produzir eletricidade. Para reduzir a perda de calor, o tubo receptor pode ser circundado por um tubo de vidro transparente colocado ao longo da linha focal do cilindro. Normalmente, essas instalações incluem sistemas de rastreamento solar de eixo único ou de eixo duplo. Em casos raros, eles ficam estacionários.
As estimativas da tecnologia mostram um custo mais elevado do que as usinas solares em torre e parabólica, principalmente devido às menores concentrações de radiação solar e, portanto, às temperaturas mais baixas e, portanto, à eficiência. No entanto, com mais experiência operacional, tecnologia melhorada e custos operacionais mais baixos, os concentradores parabólicos podem ser a tecnologia mais barata e mais confiável do futuro próximo. Construídos na década de 80 no deserto do sul da Califórnia pela Luz International, nove desses sistemas formam a maior instalação de geração de eletricidade solar térmica até hoje. Essas usinas fornecem eletricidade para a rede elétrica do sul da Califórnia. Em 1984, a Luz International instalou o sistema de geração de energia solar Solar Electric Generating System I (ou SEGS I) com capacidade de 13,8 MW em Daggette (sul da Califórnia). Nos tubos receptores, o óleo foi aquecido a uma temperatura de 343°C e foi gerado vapor para produzir eletricidade. O projeto "SEGS I" proporcionou 6 horas de armazenamento de calor. Utilizava fornos a gás natural, que eram utilizados na ausência de radiação solar. A mesma empresa construiu usinas semelhantes "SEGS II - VII" com capacidade de 30 MW. Em 1990, "SEGS VIII e IX" foram construídos em Harper Lake, cada um com capacidade de 80 MW. Devido a inúmeras dificuldades legislativas e políticas, a Luz International e suas afiliadas entraram com pedido de falência em 25 de novembro de 1991. As estações SEGS I - IX agora são operadas por outras empresas sob o antigo contrato com a Southern California Edison. Os planos de construção de "SEGS X, XI, XII" tiveram de ser abandonados, o que significou a perda de 240 MW adicionais de capacidade planeada.
Tipo de placa solar Este tipo de sistema solar consiste em uma bateria de espelhos parabólicos (semelhantes em formato a uma antena parabólica) que concentram a energia solar em receptores localizados no ponto focal de cada antena. O líquido no receptor é aquecido a 1000°C e é usado diretamente para produzir eletricidade em um pequeno motor e gerador conectado ao receptor.
Além disso, graças ao seu design modular, tais sistemas são a opção ideal para satisfazer as necessidades de eletricidade tanto dos consumidores autónomos (quilowatts) como dos consumidores híbridos (megawatts) ligados às redes de serviços públicos. Esta tecnologia foi implementada com sucesso em vários projetos. Um deles é o projeto STEP (Solar Total Energy Project), no estado norte-americano da Geórgia. Este é um grande sistema de espelhos parabólicos que funcionou entre 1982-1989. em Shenandoah. Consistia em 114 espelhos, cada um com 7 metros de diâmetro. O sistema produzia vapor de alta pressão para geração de eletricidade, vapor de média pressão para produção de malharia e vapor de baixa pressão para o sistema de ar condicionado na mesma fábrica de malharia. Em outubro de 1989, a concessionária fechou a usina devido a danos na turbina principal e à falta de recursos para consertar a usina. Os motores Stirling e Brayton estão atualmente em desenvolvimento. Vários sistemas piloto que variam de 7 kW a 25 kW estão em operação nos Estados Unidos. A alta eficiência óptica e o baixo custo inicial tornam os sistemas de espelho/motor a mais eficiente de todas as tecnologias solares. O motor Stirling e o sistema de espelho parabólico detém o recorde mundial para a conversão mais eficiente de energia solar em eletricidade. Em 1984, o Rancho Mirage na Califórnia alcançou uma eficiência prática de 29%.
Uma joint venture entre o Sandia National Lab e a Cummins Power Generation está atualmente tentando comercializar o sistema de 7,5 kW. A Cummins espera vender 10 unidades por ano até 000. Outras empresas ficaram interessadas em usar espelhos parabólicos e motores Stirling juntos. Assim, Stirling Technology, Stirling Thermal Motors e Detroit Diesel, juntamente com a Science Applications International Corporation, criaram uma joint venture com um capital de US$ 2004 milhões para desenvolver um sistema de 36 quilowatts baseado no motor Stirling. Torres de energia solar com um receptor central Esses sistemas usam um campo rotativo de refletores helióstatos. Eles concentram a luz solar em um receptor central construído no topo da torre, que absorve energia térmica e aciona um turbogerador. O sistema de rastreamento biaxial controlado por computador posiciona os helióstatos de forma que os raios do sol refletidos fiquem estacionários e sempre incidam sobre o receptor. O líquido que circula no receptor transfere calor para o acumulador de calor na forma de vapor. O vapor gira uma turbina para gerar eletricidade ou é utilizado diretamente em processos industriais. As temperaturas do receptor variam de 538 a 1482 °C.
A primeira usina de torre, chamada Solar One, perto de Barstow, no sul da Califórnia, demonstrou com sucesso o uso desta tecnologia para gerar eletricidade. A empresa funcionou em meados da década de 1980. Utilizou um sistema água-vapor de 10 MWe. Em 1992, um consórcio de empresas de energia dos EUA decidiu atualizar o Solar One para demonstrar um receptor de sal fundido e um sistema de armazenamento térmico. Graças ao armazenamento de calor, as usinas de energia em torre tornaram-se uma tecnologia solar única que permite o envio de eletricidade com taxas de carga de até 65%. Nesse sistema, o sal fundido é bombeado de um tanque “frio” a uma temperatura de 288°C e passa através de um receptor, onde é aquecido a 565°C, e depois retorna ao tanque “quente”. Agora o sal quente pode ser usado para gerar eletricidade conforme necessário. Nos modelos modernos dessas instalações, o calor é armazenado de 3 a 13 horas.
Solar Two, uma usina de torre de 10 MW na Califórnia, é um protótipo para grandes usinas industriais. Produziu eletricidade pela primeira vez em abril de 1996, marcando o início de um período de 3 anos de testes, avaliação e geração piloto para demonstrar a tecnologia de sal fundido. O calor solar é armazenado em sal fundido a uma temperatura de 550°C, para que a estação possa gerar eletricidade dia ou noite, em qualquer clima. A conclusão bem-sucedida do projeto Solar Two deverá facilitar a construção dessas torres em base industrial na faixa de potência de 30 a 200 MW. Comparação de especificações A tabela resume as principais características das três opções de geração de energia solar térmica. Torres e concentradores parabólicos operam de forma ideal em grandes usinas conectadas à rede com capacidade de 30-200 MW, enquanto os sistemas do tipo placa consistem em módulos e podem ser usados tanto em instalações autônomas quanto em grupos com capacidade total de vários megawatts. As usinas cilíndricas parabólicas são as tecnologias de energia solar mais desenvolvidas atualmente e são as que provavelmente serão utilizadas no futuro próximo. As centrais eléctricas do tipo torre, devido à sua eficiente capacidade de armazenamento térmico, também podem tornar-se centrais de energia solar num futuro próximo. A natureza modular das "bandejas" permite que sejam utilizadas em instalações menores. Torres e "pratos" permitem atingir valores de eficiência mais elevados para a conversão de energia solar em energia elétrica a um custo inferior aos concentradores parabólicos. No entanto, ainda não está claro se essas tecnologias serão capazes de alcançar a redução necessária nos custos de capital. Concentradores parabólicos são agora uma tecnologia comprovada, esperando sua chance de serem aperfeiçoados. As usinas de energia em torre precisam demonstrar a eficiência e a confiabilidade operacional da tecnologia de sal fundido usando helióstatos baratos. Para sistemas do tipo gatilho, é necessário criar pelo menos um motor comercial e desenvolver um concentrador de baixo custo. Características das usinas de energia solar térmica
(p) = previsão; (d) = fato Comparação das principais tecnologias solares térmicas
Alguns problemas econômicos e de projeto de usinas solares térmicas O custo da eletricidade produzida por usinas solares térmicas depende de muitos fatores. Estes incluem custos de capital, custos de operação e manutenção e desempenho do sistema. Contudo, é importante notar que o custo da tecnologia e o custo final da eletricidade gerada estão sujeitos a influência significativa de fatores externos não diretamente relacionados com esta tecnologia. Por exemplo, concentradores parabólicos e torres na forma de pequenas instalações independentes podem ser bastante caros. Para reduzir o seu custo e torná-las competitivas com as centrais eléctricas modernas que funcionam com combustíveis fósseis, é necessário aumentar gradualmente a sua potência e construir centros de energia solar, onde várias instalações energéticas estejam localizadas num só local. Além disso, à medida que estas tecnologias substituem os combustíveis tradicionais, as regulamentações fiscais podem ter um impacto significativo na sua competitividade. Custo versus valor Através do armazenamento térmico e da hibridização, as centrais térmicas solares podem tornar-se uma fonte sustentável e flexível de eletricidade. É confiável e capaz de produzir eletricidade quando necessário. Como resultado, a energia despachada é de alto valor para a concessionária porque compensa a necessidade de construir e operar novas usinas. Isto significa que embora uma central solar térmica possa custar mais do que uma central tradicional, o valor pode ser maior. Vantagens das usinas solares As centrais térmicas solares criam duas vezes e meia mais empregos qualificados e com salários elevados do que as centrais eléctricas tradicionais que utilizam combustíveis fósseis. A Comissão de Energia da Califórnia conduziu um estudo que concluiu que mesmo com os créditos fiscais existentes, uma central solar térmica pagaria aproximadamente 1,7 vezes mais em impostos federais e locais do que uma central de ciclo combinado de capacidade equivalente. Se estas centrais eléctricas recebessem os mesmos impostos, o custo da electricidade produzida a partir delas seria aproximadamente o mesmo. Potencial Se apenas 1% dos desertos do planeta fossem utilizados para produzir electricidade térmica solar limpa, geraria mais electricidade do que a actualmente gerada pela queima de combustíveis fósseis em todo o mundo. Descobertas As tecnologias de geração de eletricidade solar térmica baseadas na concentração da luz solar estão em diferentes estágios de desenvolvimento. Os concentradores parabólicos já são utilizados em escala industrial: no deserto de Mojave (Califórnia) a capacidade de instalação é de 354 MW. As usinas solares do tipo torre estão em fase de projeto de demonstração. Um projeto piloto denominado “Solar Two” com capacidade de 10 MW está sendo testado em Barstow (EUA). Os sistemas do tipo pratos estão em fase de projetos de demonstração. Vários projetos estão em desenvolvimento de design. Uma estação protótipo de 25 quilowatts opera em Golden (EUA). As usinas de energia solar térmica possuem uma série de características que as tornam uma tecnologia muito atraente no mercado global de energia renovável em expansão. Na Ucrânia, sob o domínio soviético, na década de 80, uma usina solar experimental com capacidade de 5 MW foi construída perto da cidade de Shchelkino, distrito de Leninsky, na República Autônoma da Crimeia. Durante a perestroika, quando a central solar perdeu o apoio financeiro do Estado, a central solar não conseguiu recuperar os seus próprios custos operacionais. A usina de energia solar foi desativada e roubada. Em 2005, a central solar foi finalmente desmantelada de acordo com a decisão do Ministério dos Combustíveis e Energia da Ucrânia. As usinas de energia solar térmica tiveram uma jornada difícil nas últimas décadas. O trabalho contínuo de desenvolvimento deverá tornar estes sistemas mais competitivos com os combustíveis fósseis, aumentar a sua fiabilidade e constituir uma alternativa séria à procura cada vez maior de electricidade.
Couro artificial para emulação de toque
15.04.2024 Areia para gatos Petgugu Global
15.04.2024 A atratividade de homens atenciosos
14.04.2024
▪ Transporte seguro de solo marciano
▪ seção do site Radio Control. Seleção de artigos ▪ Artigo Saco de chá. História da invenção e produção ▪ artigo Por que as frutas podem amadurecer sozinhas? Resposta detalhada ▪ artigo Restauração do jato. transporte pessoal ▪ artigo Amplificador em 4 transistores. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Comentários sobre o artigo: Sergei Mikhailovich Dovbush, rocosov@yandex.ru Há sol suficiente em todos os lugares para todos no verão e, para os meses frios de inverno, são necessárias reservas de enormes acumuladores de calor, equipados no subsolo.Para isso, é econômico usar poços de carvão esgotados. abastecimento de água quente.
Página principal | Biblioteca | Artigos | Mapa do Site | Revisões do site
www.diagrama.com.ua |
Veja outros artigos seção 
Últimas notícias de ciência e tecnologia, nova eletrônica:
Todos os idiomas desta página