Energia Solar Concentrada: Usando espelhos ou lentes para concentrar a luz solar em um receptor
De Fouad Sabry
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Sobre este e-book
O que é energia solar concentrada
Sistemas de energia solar concentrada criam eletricidade solar concentrando uma enorme área de luz solar em um receptor por meio do uso de espelhos ou lentes para concentrar a luz solar . A luz focalizada é transformada em calor, que aciona um motor térmico acoplado a um gerador de energia elétrica ou alimenta um processo termoquímico. Esse calor então aciona um gerador de energia elétrica, o que resulta na geração de eletricidade.
Como você se beneficiará
(I) Insights e validações sobre os seguintes tópicos:
Capítulo 1: Energia solar concentrada
Capítulo 2: Energia solar térmica
Capítulo 3: Calha parabólica
Capítulo 4: Nevada Solar One
Capítulo 5: Usinas de energia solar no deserto de Mojave
Capítulo 6: Energia solar na Espanha
Capítulo 7: Energia solar
Capítulo 8: Estação Geradora Solana
Capítulo 9: Reserva Solar
Capítulo 10: Energia Torresol
Capítulo 11: eSolar
Capítulo 12: Refletor Fresnel linear compacto
Capítulo 13: Sierra SunTower
Capítulo 14: Solar Euromed
Capítulo 15: Concentrador fotovoltaico
Capítulo 16: Energia solar na Itália
Capítulo 17: Resumo da energia solar
Capítulo 18: Cobre em energia renovável
Capítulo 19: Energia solar de Ouarzazate Estação
Capítulo 20: Cerro Dominador Solar Térmico Pl formiga
Capítulo 21: Termosolar Borges
(II) Respondendo as principais perguntas do público sobre energia solar concentrada.
(III) Exemplos do mundo real para o uso de energia solar concentrada. energia solar concentrada em muitos campos.
(IV) 17 apêndices para explicar, resumidamente, 266 tecnologias emergentes em cada setor para ter uma compreensão completa de 360 graus das tecnologias de energia solar concentrada.
Para quem é este livro
Profissionais, estudantes de graduação e pós-graduação, entusiastas, hobistas e aqueles que desejam ir além do conhecimento ou informação básica para qualquer tipo de energia solar concentrada.
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Energia Solar Concentrada - Fouad Sabry
Direitos autorais
Direitos de autor concentrados da © energia solar 2022 por Fouad Sabry. Todos os direitos reservados.
Todos os direitos reservados. Nenhuma parte deste livro pode ser reproduzida sob qualquer forma ou por qualquer meio eletrónico ou mecânico, incluindo sistemas de armazenamento e recuperação de informações, sem autorização por escrito do autor. A única exceção é por um revisor, que pode citar pequenos excertos numa revisão.
Capa desenhada por Fouad Sabry.
Este livro é uma obra de ficção. Nomes, personagens, lugares e incidentes são produtos da imaginação do autor ou são usados de forma fictícia. Qualquer semelhança com pessoas reais, vivas ou mortas, eventos ou locais é inteiramente coincidência.
Bónus
Pode enviar um e-mail para 1BKOfficial.Org+ConcentratedSolarPower@gmail.com com a linha de assunto Energia Solar Concentrada: Usar espelhos ou lentes para concentrar a luz solar num recetor
, e receberá um e-mail que contém os primeiros capítulos deste livro.
Fouad Sabry
Visite o site 1BK em
www.1BKOfficial.org
Prefácio
Por que escrevi este livro?
A história de escrever este livro começou em 1989, quando eu era estudante na Escola Secundária de Estudantes Avançados.
É notavelmente como as escolas STEM (Ciência, Tecnologia, Engenharia e Matemática), que estão agora disponíveis em muitos países avançados.
O STEM é um currículo baseado na ideia de educar os alunos em quatro disciplinas específicas - ciência, tecnologia, engenharia e matemática - numa abordagem interdisciplinar e aplicada. Este termo é normalmente usado para abordar uma política de educação ou uma escolha curricular nas escolas. Tem implicações no desenvolvimento da força de trabalho, nas preocupações de segurança nacional e na política de imigração.
Havia uma aula semanal na biblioteca, onde cada aluno é livre de escolher qualquer livro e ler durante 1 hora. O objetivo da aula é incentivar os alunos a lerem outras disciplinas que não o currículo educativo.
Na biblioteca, enquanto olhava para os livros nas prateleiras, notei livros enormes, num total de 5.000 páginas em 5 partes. O nome dos livros é A Enciclopédia da Tecnologia
, que descreve tudo à nossa volta, from absoluto zero a semicondutores, quase todas as tecnologias, na altura, foram explicadas com ilustrações coloridas e palavras simples. Comecei a ler a enciclopédia, e claro, não consegui terminá-la na aula semanal de 1 hora.
Então, convenci o meu pai a comprar a enciclopédia. O meu pai comprou-me todas as ferramentas tecnológicas no início da minha vida, o primeiro computador e a primeira enciclopédia tecnológica, e ambos têm um grande impacto em mim e na minha carreira.
Terminei toda a enciclopédia nas mesmas férias de verão deste ano, e então comecei a ver como o universo funciona e como aplicar esse conhecimento aos problemas do dia-a-dia.
A minha paixão pela tecnologia começou há mais de 30 anos e ainda assim a viagem continua.
Este livro faz parte da Enciclopédia das Tecnologias Emergentes
que é a minha tentativa de dar aos leitores a mesma experiência incrível que tive quando andava no liceu, mas em vez de tecnologias do século XX, estou mais interessado nas tecnologias emergentes do século XXI, aplicações e soluções industriais.
A Enciclopédia das Tecnologias Emergentes
será composta por 365 livros, cada livro será focado numa única tecnologia emergente. Pode ler a lista de tecnologias emergentes e a sua categorização pela indústria na parte de Em breve
, no final do livro.
365 livros para dar aos leitores a oportunidade de aumentar os seus conhecimentos sobre uma única tecnologia emergente todos os dias, no decurso de um ano.
Introdução
Como escrevi este livro?
Em todos os livros de A Enciclopédia das Tecnologias Emergentes
, estou a tentar obter insights instantâneos, de pesquisa bruta, diretamente das mentes das pessoas, tentando responder às suas perguntas sobre a tecnologia emergente.
Há 3 mil milhões de pesquisas no Google todos os dias, e 20% delas nunca foram vistas antes. São como uma linha direta para os pensamentos das pessoas.
Às vezes, é Como é que retiro o encravamento de papel
. Outras vezes, são os medos e os desejos secretos que só se atreveriam a partilhar com o Google.
Na minha busca para descobrir uma mina de ouro inexplorada de ideias de conteúdo sobre Energia Solar Concentrada
, uso muitas ferramentas para ouvir dados autocompletos de motores de busca como o Google, e depois rapidamente escolho todas as frases e perguntas úteis, as pessoas estão a perguntar em torno da palavra-chave Energia Solar Concentrada
.
É uma mina de ouro de pessoas introspeção, posso usar para criar conteúdo fresco, ultra-útil, produtos e serviços. Do tipo que pessoas, como tu, realmente querem.
As pesquisas de pessoas são o conjunto de dados mais importante alguma vez recolhido na psique humana. Portanto, este livro é um produto vivo, e constantemente atualizado por cada vez mais respostas para novas perguntas sobre Energia Solar Concentrada
, feitas por pessoas, tal como tu e eu, a questionarem-se sobre esta nova tecnologia emergente e gostariam de saber mais sobre isso.
A abordagem para escrever este livro é obter um nível mais profundo de compreensão de como as pessoas procuram em torno de Energia Solar Concentrada
, revelando perguntas e perguntas que eu não pensaria necessariamente fora da minha cabeça, e respondendo a estas perguntas em palavras super fáceis e digestivas, e para navegar o livro de uma forma simples.
Por isso, quando se trata de escrever este livro, assegurei-me de que está o mais otimizado e direcionado possível. Este propósito do livro está a ajudar as pessoas a compreender e a desenvolver os seus conhecimentos sobre a Energia Solar Concentrada
. Estou a tentar responder as perguntas das pessoas o mais de perto possível e a mostrar muito mais.
É uma forma fantástica e bonita de explorar questões e problemas que as pessoas têm e responder diretamente, e adicionar insights, validação e criatividade ao conteúdo do livro – até mesmo pitchs e propostas. O livro revela áreas ricas, menos aglomeradas e, por vezes, surpreendentes, de procura de investigação que eu não alcançaria de outra forma. Não há dúvida de que, espera-se que aumente o conhecimento da mente dos potenciais leitores, depois de ler o livro usando esta abordagem.
Apliquei uma abordagem única para tornar o conteúdo deste livro sempre fresco. Esta abordagem depende de ouvir as mentes das pessoas, utilizando as ferramentas de escuta de pesquisa. Esta abordagem ajudou-me a:
Conheça os leitores exatamente onde estão, para que eu possa criar conteúdo relevante que atinge um acorde e impulsiona mais compreensão ao tema.
Mantenha o meu dedo firmemente no pulso, para que eu possa obter atualizações quando as pessoas falam sobre esta tecnologia emergente de novas maneiras, e monitorizar as tendências ao longo do tempo.
Descobrir tesouros ocultos de perguntas precisa de respostas sobre a tecnologia emergente para descobrir insights inesperados e nichos ocultos que impulsionam a relevância do conteúdo e lhe dão uma vantagem vencedora.
O bloco de construção para escrever este livro inclui o seguinte:
(1) Deixei de perder tempo com a intuição e a adivinhação sobre os conteúdos desejados pelos leitores, preenchi o conteúdo do livro com o que as pessoas precisam e despedi-me das intermináveis ideias de conteúdo baseadas em especulações.
(2) Tomei decisões sólidas e tomei menos riscos, para conseguir lugares na primeira fila para o que as pessoas querem ler e querem saber - em tempo real - e utilizar dados de pesquisa para tomar decisões ousadas, sobre quais os tópicos a incluir e quais os tópicos a excluir.
(3) Racionalizei a minha produção de conteúdos para identificar ideias de conteúdo sem ter de analisar manualmente as opiniões individuais para poupar dias e até semanas de tempo.
É maravilhoso ajudar as pessoas a aumentar os seus conhecimentos de uma forma simples, respondendo apenas às suas perguntas.
Penso que a abordagem da escrita deste livro é única à medida que se colide, e acompanha as questões importantes que os leitores fazem sobre os motores de busca.
Agradecimentos
Escrever um livro é mais difícil do que pensava e mais gratificante do que alguma vez poderia imaginar. Nada disto teria sido possível sem o trabalho concluído por investigadores de prestígio, e gostaria de reconhecer os seus esforços para aumentar o conhecimento do público sobre esta tecnologia emergente.
Dedicatória
Para os esclarecidos, aqueles que vêem as coisas de forma diferente, e querem que o mundo seja melhor. Podes discordar demasiado deles, e podes discutir ainda mais com eles, mas não podes ignorá-los, e não podes subestimá-los, porque mudam sempre as coisas... empurram a raça humana para a frente, e enquanto alguns podem vê-los como os loucos ou amadores, outros vêem génio e inovadores, porque aqueles que são iluminados o suficiente para pensar que podem mudar o mundo, são os que o fazem, e levam as pessoas à iluminação.
Epígrafe
Sistemas solares concentrados criam eletricidade solar concentrando uma enorme área de luz solar num recetor através do uso de espelhos ou lentes para concentrar a luz solar. A luz focada é transformada em calor, que ou conduz um motor de calor que é acoplado a um gerador de energia elétrica ou alimenta um processo termoquímico. Este calor conduz então um gerador de energia elétrica, o que resulta na geração de eletricidade.
Tabela de Conteúdos
Direitos autorais
Bónus
Prefácio
Introdução
Agradecimentos
Dedicatória
Epígrafe
Tabela de Conteúdos
Capítulo 1: Energia solar concentrada
Capítulo 2: Veículo de ar comprimido
Capítulo 3: Calha parabólica
Capítulo 4: Nevada Solar One
Capítulo 5: Centrais solares no Deserto de Mojave
Capítulo 6: Energia solar em Espanha
Capítulo 7: Energia solar
Capítulo 8: Estação Geradora de Solana
Capítulo 9: SolarReserve
Capítulo 10: Energia Torresol
Capítulo 11: eSolar
Capítulo 12: Refletor linear compacto Fresnel
Capítulo 13: Sierra SunTower
Capítulo 14: Euromed solar
Capítulo 15: Concentrator fotovoltaicos
Capítulo 16: Energia solar em Itália
Capítulo 17: Contorno da energia solar
Capítulo 18: Cobre em energias renováveis
Capítulo 19: Central Solar de Ouarzazate
Capítulo 20: Planta Solar Cerro Dominador
Capítulo 21: Termosolar Borges
Epílogo
Sobre o Autor
Brevemente
Apêndices: Tecnologias Emergentes em Cada Indústria
Capítulo 1: Energia solar concentrada
A energia solar concentrada (também conhecida como energia solar concentrada e energia solar concentrada térmica) cria eletricidade solar, concentrando uma enorme quantidade de luz solar num recetor usando uma série de espelhos ou lentes.
Em 2018, a capacidade total instalada de sistemas CSP em todo o mundo foi de 5.500 MW, aumentando de 354 MW no ano de 2005.
Quase metade da capacidade total do mundo foi contabilizada pela Espanha, em 2.300 MW, apesar de não ter sido disponibilizada nova capacidade comercial no país desde 2013..
Os Estados Unidos da América surgem em segundo lugar com 1.740 MW.
Além disso, há uma quantidade significativa de interesse vindo do Norte de África e do Médio Oriente, juntamente com os países da China e da Índia.
No início, as fábricas de calhas parabólicas tinham uma quota predominante no mercado mundial, que em tempos representava quase noventa por cento de todas as centrais CSP.
Desde cerca de 2010, a torre central CSP tem sido favorecida em novas centrais devido ao seu funcionamento de temperatura mais elevada – até 565 °C (1.049 °F) vs.
na altura máxima de 400 °C (752 °F) – o que promete uma maior eficiência.
A Ivanpah Solar Power Facility (392 MW) nos Estados Unidos é um dos maiores projetos da CSP. Utiliza a tecnologia da torre de energia solar, mas não tem armazenamento de energia térmica. A Central Solar de Ouarzazate (510 MW) em Marrocos é outro dos maiores projetos da CSP. Combina tecnologias de cava e torre para um total de 510 MW e tem várias horas de armazenamento de energia.
A CSP é uma central de produção de energia térmica, pelo que tem mais semelhanças com outras centrais térmicas como o carvão, o gás e a geotérmica. O armazenamento de energia térmica, que pode armazenar energia sob a forma de calor sensato ou como calor latente (por exemplo, utilizando sal derretido), pode ser incorporado numa central de CSP. Isto permite que estas centrais continuem a gerar eletricidade sempre que é necessário, independentemente da hora do dia ou da noite. Por causa disso, a CSP é considerada um tipo de solar despachado. Em regiões como a Califórnia, onde já existe uma penetração significativa da fotovoltaica (PV), a energia renovável expeditável é especialmente atraente devido à sua versatilidade. No entanto, a energia solar concentrada tem um tempo mais fácil de armazenar energia durante toda a noite, o que lhe dá uma vantagem sobre geradores despacháveis e centrais de carga base em termos de competitividade. para o seu projeto combinado de 700 MW: 600 MW de capacidade de calha, 100 MW de capacidade de torre, e armazenamento diário de energia térmica durante 15 horas. O custo da CSP de carga base na área de Atacama, no Chile, conhecida pela sua forte arididade, caiu abaixo dos $50/MWh em leilões de 2017.
De acordo com uma versão da história, Archimedes usou um dispositivo chamado vidro ardente
para focar os raios do sol numa frota romana invasora e afastá-los de Siracusa. O Dr. Ioannis Sakkas, um cientista grego, conduziu uma experiência em 1973 para determinar se Archimedes poderia realmente ter destruído a frota romana em 212 a.C. Fê-lo alinhando cerca de 60 marinheiros gregos, cada um segurando um espelho oblongo inclinado para apanhar os raios do sol e direcioná-los para uma silhueta de contraplacado coberta de alcatrão a 49 metros de distância. O cientista estava curioso sobre se Archimedes poderia realmente ter feito isto. No entanto, os historiadores continuam a ter dúvidas sobre o mito de Arquimedes, apesar de o navio ter pegado fogo ao fim de apenas alguns minutos. A técnica parabólica utilizada pelos sistemas de produção de energia solar (SEGS), que começou em 1984, era mais praticamente aplicável. Antes de 2014, o Sistema de Produção de Energia Solar (SEGS) de 354 megawatts era a maior instalação de energia solar do mundo.
Entre a conclusão do SEGS em 1990 e a construção do sistema refletor linear compacto Fresnel na Central Elétrica liddell na Austrália em 2006, houve uma lacuna de 24 anos durante a qual não foram desenvolvidas instalações solares concentradas comerciais. Foram inauguradas em 2009 plantas adicionais com este conceito, no entanto, uma, a Central De Energia Solar Térmica Solar Kimberlina de 5 MW, foi inaugurada em 2009.
A primeira planta significativa a ser construída após o SEGS foi a instalação solar de 75 MW Nevada, que foi projetada numa configuração de calha e concluída em 2007. A Espanha construiu mais de 40 sistemas de calhas parabólicas, cada um dos quais foi padronizado em blocos de 50 MW, entre 2009 e 2013.
Como a Solar Two se revelou tão bem sucedida, em 2011 a Espanha construiu uma central comercial que foi inicialmente referida como a Solar Tres Power Tower, mas que foi posteriormente renomeada para a Central Termosolar Gemasolar. As descobertas de Gemasolar permitiram que mais plantas do género fossem desenvolvidas. A Instalação de Energia Solar Ivanpah foi construída ao mesmo tempo, mas não tem nenhum armazenamento térmico. Em vez disso, utiliza gás natural para aquecer água todas as manhãs.
Em vez de torres de energia ou sistemas Fresnel, os desenhos de calhas parabólicas são usados na construção da maioria das instalações solares concentradas. Também tem havido variantes do sistema de calhas parabólicas, como o ciclo integrado solar combinado (ISCC), que mistura calhas com os sistemas de aquecimento de combustíveis fósseis mais tradicionais.
No início, a energia solar térmica era considerada como estando em concorrência com a fotovoltaica, Ivanpah, por outro lado, foi construída sem qualquer armazenamento de energia, apesar de a Solar Two ter incluído uma série de horas de armazenamento térmico.
Em 2015, os preços das centrais fotovoltaicas tinham caído e a potência comercial da PV vendia por 1,3 dos recentes contratos da CSP.
Como tal, cada vez mais, é visto como competindo com gás natural, bem como fotovoltaicas e baterias para uma potência flexível e despachavel.
O CSP é utilizado na geração de energia (por vezes chamada termoelectricidade solar, geralmente gerada através do vapor). Espelhos ou lentes juntamente com sistemas de rastreio são usados em sistemas de tecnologia solar concentrada. Isto concentra a luz solar de uma região mais ampla para um espaço mais contido. Depois disso, a luz focada é convertida em calor, ou serve como fonte de calor para uma central elétrica tradicional (termoelectricidade solar). Os concentradores solares que são utilizados em sistemas CSP são frequentemente utilizados no fornecimento de aquecimento ou arrefecimento para processos industriais, como no ar condicionado solar.
Existem quatro tipos óticos que são usados em tecnologias de concentração. Estes incluem a calha parabólica, o prato, o refletor linear concentrado Fresnel, e a torre de energia solar.
Um refletor parabólico linear é o componente de uma calha