Pesquisadores na Austrália desenvolvem sistema inovador de armazenamento de energia solar em pó cerâmico

Armazenamento de energia solar

Após anos de experimentos no campo de armazenamento de energia solar concentrada em baterias de alta temperatura, pesquisadores australianos alcançaram uma solução inovadora. Em vez de aderir ao sistema tradicional de sal fundido, optaram pelo uso de pó cerâmico composto por partículas de tamanho submilimétrico que caem livremente. Essa mudança permitiu um aumento imediato da temperatura de armazenamento, de 600 para 800 °C.

Uma planta piloto, financiada pela Organização Australiana de Pesquisa Científica e Industrial da Commonwealth (CSIRO), foi instalada em Newcastle, Nova Gales do Sul. Ela é composta por cerca de 400 espelhos que concentram a energia solar. Este sistema térmico solar é o mais potente no Hemisfério Sul e atualmente o único na Austrália. Vale ressaltar que a instalação é utilizada para experimentos e não tem finalidade comercial.

No topo da torre, esses 400 espelhos convergem para um espaço de armazenamento de energia. Anteriormente, a equipe de pesquisa da CSIRO havia desenvolvido soluções salinas que se liquefaziam sob luz solar concentrada e mantinham o calor por longos períodos. Isso tinha aplicação na geração de energia elétrica e no uso direto do calor armazenado. No entanto, a temperatura máxima atingida por essas soluções salinas era de 600 °C. Outros líquidos refrigerantes forneciam resultados ainda piores, com aquecimento até 400 °C. Aumentar a temperatura do refrigerante possibilitaria uma ampla gama de aplicações industriais, incluindo a fusão de metais, diminuindo a necessidade de recursos fósseis na indústria intensiva em energia.

Diante disso, os pesquisadores da CSIRO começaram a experimentar com refrigerantes cerâmicos capazes de alcançar temperaturas de até 1000 °C. O ponto de virada ocorreu quando eles utilizaram partículas cerâmicas submilimétricas que, sob a influência da gravidade terrestre e expostas à luz solar concentrada, aqueciam rapidamente. As partículas, após o aquecimento, se acumulavam no compartimento inferior da torre, onde estavam localizados os trocadores de calor. Surpreendentemente, essas partículas mantinham o calor por até 15 horas e podiam ser usadas a qualquer momento durante esse período.

Contudo, ao otimizar o funcionamento do sistema, surgiu um desafio. As partículas cerâmicas menores de meio milímetro desciam lentamente, permitindo que a luz solar passasse pelo espaço de armazenamento sem transferir energia. Para superar esse problema, um sistema de calhas foi criado para capturar as partículas em queda e redistribuí-las por todo o volume de armazenamento.

Atualmente, o dispositivo de armazenamento de calor atinge uma temperatura de referência de 803 °C. Os desenvolvedores planejam elevar essa temperatura para 1000 °C no futuro, o que poderá abrir caminho para uma ampla gama de aplicações em setores industriais e uma maior redução da dependência de recursos fósseis na geração de calor.

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