Os cientistas aprenderam a coletar o calor solar em um recipiente com pó cerâmico de 800 graus

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.