Muitos anos de experimentos com armazenamento de energia solar concentrada em baterias de alta temperatura permitiram que pesquisadores da Austrália encontrassem uma solução interessante. Eles abandonaram o sistema tradicional de sal fundido em tais casos em favor do pó cerâmico em queda livre de partículas de tamanho submilimétrico, o que aumentou imediatamente a temperatura de acumulação de 600 para 800 °C.
Fonte da imagem: CSIRO
Uma planta piloto para coletar energia solar concentrada a partir dos reflexos de cerca de 400 espelhos foi montada em Newcastle (Nova Gales do Sul) sob o patrocínio da Organização Australiana de Pesquisa Científica e Industrial da Commonwealth, mais conhecida como CSIRO. É o sistema térmico solar mais poderoso do Hemisfério Sul e o único da Austrália. O site é utilizado para a realização de experimentos e não se destina ao uso comercial.
Quatrocentos espelhos concentram-se no pequeno volume de trabalho do acumulador de energia no topo da torre. Anteriormente, a equipe de pesquisa do CSIRO formulava soluções salinas que derretem quando expostas à luz solar concentrada e podem permanecer quentes por longos períodos de tempo para fins como geração de energia elétrica ou uso direto de calor armazenado.
A temperatura máxima alcançada para sais fundidos não excedeu 600 °C. Outros refrigerantes apresentaram resultados piores, proporcionando aquecimento até 400 °C. Entretanto, o aumento da temperatura do refrigerante permitiria utilizar o calor acumulado para toda uma gama de processos industriais, incluindo a fusão de metais, o que daria esperança de um dia abandonar a queima de recursos fósseis para alimentar indústrias de utilização intensiva de energia. .
Portanto, os especialistas da CSIRO passaram a fazer experimentos com refrigerantes cerâmicos, cuja temperatura pode chegar a 1.000 °C. E por um bom motivo: uma solução foi encontrada quando partículas de cerâmica de tamanho submilimétrico, em queda livre sob a influência da gravidade terrestre e pintadas de preto, voam pelo espaço da torre permeadas por raios solares concentrados, aquecendo até as mais altas temperaturas. As partículas assim aquecidas acumulam-se no compartimento inferior da torre, onde estão localizados os trocadores de calor. As partículas permanecem aquecidas por 15 horas e podem ser utilizadas a qualquer momento durante esse período.
No processo de otimização do funcionamento da instalação, surgiu um problema: partículas cerâmicas com menos de meio milímetro descem gradativamente, abrindo caminho para a luz solar, que brilha através do volume de trabalho e não transfere sua energia para nada. Para evitar que isso acontecesse, foi necessário criar um sistema de calhas que captasse as partículas que caíssem e as redistribuísse por todo o volume de trabalho.
Durante os experimentos, foi possível criar um dispositivo de armazenamento de calor com temperatura de referência de 803 °C. No futuro, os desenvolvedores pretendem aumentar essa temperatura para 1000°C.