Poster Energia Heliotérmica

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Aplicação de Materiais Compósitos no Armazenamento de Energia em Torres Solares à Sal Fundido

Felipe F L Bitencourt, Marcelo S Lima, Lillian E Silva

Engenharia de Materiais - Centro de Engenharia, Modelagem e Ciências Aplicadas Universidade Federal do ABC

Resumo. Conceito fundamental dos concentradores de energia a base de fundição de sal usando energia solar, com foco no melhoramento contínuo dos materiais.

Palavras-chave. CSP, Inovação, Materiais, Armazenamento,

INTRODUÇÃO

Um dos tipos de usina heliotérmica utiliza sais na armazenagem de energia. São exemplos desses sais, o nitrato de sódio (NaNO3) e nitrato de potássio (KNO3).

O aquecimento provocado pela concentração de radiação solar captada por espelhos refletores, funde o sal armazenado na torre e se obtém energia térmica. A temperatura nas torres pode chegar a 570°C e deve ser mantida em no mínimo a 220°C para que o sal não se solidifique.

A tecnologia permite altas temperaturas de operação e de eficiência do ciclo a vapor, reduz o custo de armazenagem da energia térmica devido ao gradiente maior. A principal vantagem é a capacidade de atender as demandas de pico de uso, comparada a energia solar fotovoltaica (Exemplo: Um sistema de ar condicionado e a cargas intermediárias no período noturno, quando não há sol).

 

Material Compósito a partir de Carbeto de Silício(SiC)-Nitreto de Alumínio (AIN)

Um dos grandes desafios do armazenamento de energia solar a partir de sais fundidos é a durabilidade de componentes, dentre eles a Torre Receptora Central.

A exposição ao brilho intenso da radiação vinda de centenas (ou milhares) de espelhos refletores, e também a corrosão causado pela presença dos sais diminuem a vida útil da Torre Receptora, e aumenta os custos da produção.

A expectativa média de uso das torres não ultrapassa 5 anos de operação em média.[2]

Para        ultrapassar        esta

restrição de uso, desenvolveu-se um material compósito a partir de carbeto de silício (SiC) e nitreto de alumínio (AIN).

O SiC é material cerâmico poroso, de alta densidade e resistente oxidação, contudo sensível ao ambiente hostil

criado pelos sais fundidos.	Figura 2: Componente de Torre Receptora em Operação
	Fonte: Aachen University
	Disponível em:www.wsa.rwth-aachen.de

Figura 1: Esquema de uma usina heliotérmica como armazenagem a sal fundido

Fonte: Share America- - Salting away renewable energy for future use