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Pesquisadores dos Estados Unidos desenvolveram uma turbina a gás que pode gerar energia solar concentrada. Além de menores, as turbinas conseguem ser até 60% mais eficientes que os painéis solares
Pesquisadores do Southwest Research Institute (SwRI), nos Estados Unidos, desenvolveram uma nova turbina a gás de CO2, capaz de gerar energia solar concentrada. O projeto compõe o programa APOLLO, do Departamento de Energia dos EUA, criado com o intuito de aprimorar o desempenho e reduzir os custos das usinas que tem esse sistema como base. A nova tecnologia combina ciclos de energia do CO2 supercrítico com dispositivos integrados de armazenamento térmico.
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Turbinas de CO2 podem gerar até 10 MW de potência
Nos primeiros experimentos realizados pelos pesquisadores, as turbinas a gás, que possuem capacidade para gerar até 10 MW, completaram os testes de resistência e desempenho em ambientes fechados com sucesso.
De acordo com um dos pesquisadores e também coautor do estudo, Jason Wilkes, o uso de S-CO2 pode expandir a eficiência de uma usina de energia solar concentrada em até 10 pontos percentuais. Sua alta eficiência de ciclo também permite que a turbina ocupe um espaço bem menor, cerca de 1/20 do tamanho de uma turbina a gás comum, tornando possível sua instalação em qualquer ambiente.
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O termo “supercrítico” se refere ao estado semilíquido do CO2 quando ele é colocado a um valor acima do limite de pressão e temperatura, fazendo com que o mesmo se comporte como um gás, mas continue com a densidade de um líquido. Essa característica faz com que as turbinas a gás funcionem com uma eficiência térmica muito maior.
Turbina movida a gás demonstra alta eficiência no uso para usinas de energia solar
Outra vantagem que merece destaque é que o dióxido de carbono supercrítico não é tóxico nem mesmo inflamável, além de já ser utilizado pela indústria há muito tempo em processos de lavagem a seco, nos sistemas de refrigeração com baixas emissões de gases e até mesmo para descafeinar o café.
De acordo com Wilkes, as propriedades do fluido de S-CO2 nesse estado tornam esse material inovador e incrivelmente eficiente na geração de energia solar devido à sua densidade, baixa viscosidade e outras propriedades favoráveis de transferência de calor em diversas condições.
Tecnologia pode substituir pequenas termelétricas
A tecnologia criada pelos pesquisadores utiliza lentes especiais ou espelhos para concentrar uma grande quantidade de energia solar em receptor. Esse dispositivo transforma a luz concentrada em calor, extraindo a energia térmica para gerar energia utilizando turbinas a gás ou vapor.
Esse sistema é capaz de armazenar a energia solar em forma de calor, que posteriormente pode ser convertido em eletricidade sob demanda, utilizando os ciclos do dióxido de carbono supercrítico. Isso oferta uma eficiência melhor da rede de abastecimento e ainda reduz os custos operacionais de produção de energias renováveis.
De acordo com Jason Wilkes, as turbinas a gás baseadas no ciclo de potência do dióxido de carbono supercrítico contam apenas com uma fração do tamanho de turbinas comuns, além de ofertar uma eficiência que pode ser de 30 a 60% maior se comparadas com as turbinas utilizadas em termoelétricas movidas a gás natural atualmente.
