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Energia solar térmica

2013

Energia Solar Térmica João Farinha Mendes João Pereira Cardoso [email protected] Unidade de Energia Solar Portugal - um dos países da Europa com maior disponibilidade de recurso solar ... Competências desenvolvidas desde o início dos anos 80 no desenvolvimento de tecnologias de conversão térmica da radiação solar a baixa, média e alta temperatura 100ºC 400ºC >1000ºC secagem solar aquecimento de água cozinhas solares arrefecimento solar produção de vapor industrial power (Organic Rankine) power (Steam Rankine) materiais’ fusão/sublimação produção de hidrogénio A tecnologia Gama de Temperaturas < 40 ºC 40 – 70 ºC Processo Colectores sem cobertura ou colectores planos comuns de baixo custo Colectores planos selectivos ou colectores do tipo CPC 70 – 100 ºC Colectores do tipo CPC, colectores de tubos de vácuo ou outros colectores estacionários de rendimento elevado. Colectores concentradores para sistemas de média e grande dimensão > 100 ºC Colectores concentradores, colectores de tubos de vácuo com CPC Colector plano c/ ou s/ vácuo Colector de tubos de vácuo Colector estacionário do tipo CPC Colector cilindrico-parabólico Colector sem cobertura SOLAR OBRIGATÓRIO Desde que haja cobertura com exposição solar adequada: COLECTORES OBRIGATÓRIOS! Nos edifícios unifamiliares, multifamiliares e de serviços. Ar Condicionado assistido por energia solar Máquina de Absorção ciclo fechado de baixa potência POLIGERAÇÃO Produção combinada de electricidade calor e frio Energia Solar na Indústria Generació de vapor Acoblament direc te al procés Proveïm ent central de vapor Proc és Aigua de retorn Aigua d ’alim entac ió Preescalfam ent de l’aigua d ’alimentació Proc és Proc és Energia Solar na Indústria Vantagens particulares • Dimensão do sistema : redução do custo unitário • Produção em sintonia com o consumo: armazenamento rendimento custo • Incentivos (fiscais, invest. ) Integração arquitectónica? Integração arquitectónica! IEA SHC TASKS CURRENT & NEW – – – – – – – – – – – – – – Solar Resource Knowledge Management Advanced Housing Renovation with Solar & Conservation Solar Air Conditioning and Refrigeration Polymeric Materials for Solar Thermal Applications Net Zero Energy Solar Buildings Solar Energy & Architecture Compact Solar Thermal Energy Storage Rating & Certification Procedures Solar and Heat Pump Systems Large Solar Heating & Cooling Systems in combination with Heat Pumps and Seasonal Storage and other RE-Technologies Solar Resource Knowledge Management Advanced Renovation in Non Residential Buildings Quality Assurance and Support Measures for Solar Cooling Systems Solar Heat Integration in Industrial Processes UNDER DEVELOPMENT – – Advanced lighting solutions for retrofitting buildings Solar Energy and Urban Planning www.iea-shc.org (Task 36) (Task 37) (Task 38) (Task 39) (Task 40) (Task 41) (Task 42) (Task 43) (Task 44) 2005-10 (United States) 2006-09 (Norway) 2006-09 (Germany) 2006-10 (Germany) 2008- 13 (Canada) 2009 - 12 (Sweden) 2009 - 12 (Netherlands) 2009 - 12 (Denmark+USA) 2010 -13 (Switzerland) (Task 45) (Task 46) (Task 47) (Task 48) (Task 49) 2011-13 (Denmark) 2010-15 (USA) 2011-14 (Norway 2011-15 (France) 2012-15 (Austria) Estimativa de custos? Custo das Instalações Solares Térmicas Pequenos sistemas ~ 600/800 €/m2 Grandes sistemas ~ 350/600 €/m2 Fonte: Apisolar Assumindo produtividades entre 400 e 800 kWh/(m2.ano) e 20 anos de vida útil kWhsolar ∈ [0,02 ; 0,10] € vs kWhGN ∈ [0,05 ; 0,07] € Contas meramente indicativas!!! Necessário estudo aprofundado para cada aplicação! Desafios e caminhos para 2020 UTILIZAÇÃO DA ENERGIA SOLAR EM LARGA ESCALA Energia Solar e novos materiais para a construção. •Novos colectores para conversão solar térmica (ex: materiais poliméricos; novas superfícies absorsoras; concentração). •Utilização das fachadas dos edificios Novas aplicações e novos desenhos • Aplicações industriais (calor de processo, dessalinização, etc...) •Sistemas combinados e sistemas em trigeração para NZEB •Apoio no desenvolvimento de novas aplicações (p.e. frio solar) Armazenamento •Sistemas de armazenamento de mudança de fase integrados no material de construção. Formação • Profissional, secundario e superior EUROPEAN ENERGY RESEARCH ALLIANCE Concentrating Solar Power Joint Programme SUB-PROGRAMME 1: Concentrated Solar Power plus Desalination (CSP+D) SUB-PROGRAMME 2: Thermal Energy Storage for CSP plants (TES) SUB-PROGRAMME 3: Solar Thermochemical Production of Fuels (STPF) SUB-PROGRAMME 4: Accelerated Aging of Materials (AAM) The OPTS Project : OPtimization of a Thermal energy Storage system with integrated steam generator Collaborative Project of the 7th FP ENERGY.2011.2.5-1: Thermal energy storage for CSP plants Coordinator : Dr. Fabrizio Fabrizi Partners : (ENEA), CEA, CNRS, FRAUNHOFER, WEIZMANN, CREF-CyI, ANSALDO, CIEMAT, ENEL, LNEG LNEG Activities in the corrosion area, storage modulation and system simulation European Solar Rearch Infrastructure for CSP CNRS GUNAM DLR PSA LNEG ESTELA CyI MINECO CRES U.EVORA SELCUK U WEIZMANN CTAER ENEA APTL EU-SOLARIS Preparatory Phase 2011 European Solar Rearch Infrastructure for CSP • EU-SOLARIS foi incluido no “2010 ESFRI ROADMAP” • EU-SOLARIS é uma infrastructura unica distribuida de I&D em Solar Termoeléctrico (STE), a ser dotada de uma forma legal comum, uma direcção conjunta de gestão e um acesso singular para os utilizadores interessados (instituições de I&D e Empresas). • O campo experimental CTAER/PSA em Almeria, Espanha, actuará como nó central do projecto, complementado ao mesmo tempo e suportado cientificamente por onze parceiros exteriores. • EU-SOLARIS envolve 15 parceiros de 9 países: – 13 ORGANISMOS CIENTÍFICOS CHAVE – O Ministério Espanhol de Economia e Competitividade – A Associação Industrial Europeia de Solar Termo Eléctrico (ESTELA) Despacho nº 18838/2009 da DGEG, de 14 de Agosto CSP – Uma área com enorme potencial de incorporação nacional. • a produção de heliostatos, • a produção de sistemas primários de concentração linear, parabólicos ou planos, • a produção de sistemas secundários de concentração linear e pontual; • a produção de receptores para sistemas de concentração linear e pontual; • a produção do subsistema de armazenamento; • os componentes mecânicos, eléctricos e electrónicos associados às centrais térmicas; • a produção do software de controle (subsistemas e sistema global) • a engenharia associada ao desenho, construção e manutenção de centrais térmicas Sistema Solar Termoelectrico de Baixa Potência Tecnologia AORA : modular, electricidade, calor de processo No Alentejo - 4 MWe com 40 módulos de 100 kWe Tavira www.rediene.com