Cientistas do Southwest Research Institute, nos EUA, desenvolveram uma turbina a gás de dióxido de carbono supercrítico (S-CO2) capaz de gerar energia solar concentrada (CSP).
O projeto faz parte do programa APOLLO do Departamento de Energia dos Estados Unidos, destinado a melhorar o desempenho e reduzir custos de usinas baseadas neste sistema.
Esta tecnologia é responsável por combinar o ciclo de energia de dióxido de carbono supercrítico com dispositivos de armazenamento térmico integrados.
Nos primeiros experimentos realizados, as turbinas com capacidade de produção de 10 MW concluíram com sucesso os testes de desempenho e resistência em ambientes fechados.
Turbina capaz de gerar energia solar concentrada é inovadora no setor
A utilização do dióxido de carbono supercrítico é capaz de aumentar a eficiência de uma planta de energia solar concentrada em até 10%.
Por conta de sua alta eficiência de ciclo, a turbina também ocupa um espaço muito menor, aproximadamente 1/20 do tamanho de uma turbina convencional a vapor.
Apesar do tamanho, oferecem uma eficiência de 30 a 60% superior em comparação a essas turbinas usadas em termoelétricas, movidas a gás natural.
No caso da tecnologia desenvolvida pelos cientistas, há o uso de espelhos ou lentes especiais, que concentram uma grande quantidade de luz solar em receptor.
Assim, a luz concentrada é convertida em calor, extraindo a energia térmica para gerar eletricidade com turbinas movidas a vapor.
Vantagens do S-CO2
O termo “supercrítico” refere-se ao estado semi-líquido do dióxido de carbono que, quando exposto a um valor acima do limite de temperatura e pressão, faz com que ele se comporte como um gás, mas retenha a densidade de um líquido.
Esse recurso permite que as turbinas operem com eficiência térmica muito maior, sendo apenas uma das vantagens do S-CO2.
Outra vantagem é que o dióxido de carbono supercrítico é atóxico e não inflamável, sendo utilizado pela indústria por longos períodos em processos de:
- lavagem a seco;
- sistemas de refrigeração com baixa emissão de gases de efeito estufa;
- descafeinar café;
- Entre diversos outros.
Além disso, as propriedades do fluido de S-CO2 em seu estado supercrítico se destacam para gerar energia elétrica devido à sua alta densidade, baixa viscosidade e propriedades favoráveis de transferência de calor sob condições adversas.
O sistema conta como principal vantagem armazenar energia na forma de calor, convertido em eletricidade sob demanda, ao usar os ciclos do S-CO2.
Assim, há uma eficiência melhor da rede de abastecimento, também reduzindo os custos operacionais de produção de energias renováveis.
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Fonte: Canaltech
Imagem em destaque: Foto/Reprodução SWRI
