
O Cepel é um dos participantes do projeto P&D Aneel de Furnas (P&D 0394-1718/2017) que visa ao desenvolvimento do protótipo do primeiro coletor heliotérmico nacional, do tipo calha cilindro-parabólica. A expectativa é que a iniciativa, em desenvolvimento no Centro Tecnológico de Engenharia Civil de Furnas, em Aparecida de Goiânia (GO), contribua para o fomento à cadeia de produção deste tipo de coletor no Brasil e viabilize a redução de custos deste componente em futuras plantas heliotérmicas no país.
O coletor solar transforma radiação solar em calor. Ele capta a radiação solar, a converte em calor, e transfere esse calor para um fluido. O engenheiro Moacir Alexandre Souza de Andrade, do Centro Tecnológico de Engenharia Civil de Furnas, comenta que há, basicamente, quatro tipos de coletores solares heliotérmicos: receptor Fresnel, torre central, disco parabólico e cilindro parabólico, sendo este último o que está sendo usado no projeto. Este tipo de coletor tem formato parabólico e é revestido por um material refletor. Ao longo da linha de foco do refletor, é colocado um tubo metálico preto, coberto por um tubo de vidro, denominado receptor. Na região entre os dois tubos, existe vácuo para evitar perdas de calor. Assim, quando a parábola aponta para o sol, os raios são refletidos pela superfície e concentrados no receptor, e a radiação concentrada aquece um fluido que circula internamente no tubo. Por fim, a energia deste fluido é usada para geração elétrica.
O pesquisador Leonardo dos Santos Vieira, gerente do projeto pelo Cepel, avalia os aspectos inovadores do projeto. “Trata-se de um projeto pioneiro porque ainda não existe nenhuma planta solar heliotérmica em operação no Brasil. Além disso, não temos no país fabricantes para diversos componentes deste tipo de planta, entre eles os coletores solares, que têm elevada influência no custo total do empreendimento. O projeto prevê a nacionalização da estrutura do coletor e do sistema de rastreamento. Portanto, imaginando-se que, no futuro, a tecnologia heliotérmica venha a ter participação na geração elétrica do Brasil, a redução de custos destes equipamentos é desejável e possível, uma vez que já foi constatado que o país dispõe de capacitação técnica para elaboração dos projetos estruturais e de rastreamento destes tipos de coletores”.
Moacir Andrade explica que a pesquisa prevê três fases. “A primeira corresponde a esse P&D para o desenvolvimento do protótipo de coletor heliotérmico, o que deve levar cerca de dois anos. Em uma segunda fase, faremos uma linha de produção. Na terceira fase, acontecerá a montagem da usina de 1MW. Então, é um projeto para seis anos, mais ou menos”.
Vantagens da tecnologia heliotérmica
Quando comparada a outras tecnologias renováveis intermitentes, uma das vantagens da tecnologia heliotérmica é a possibilidade de armazenamento de energia em larga escala de tamanho e tempo, o que permite que ela seja considerada energia despachável. “A valoração dos benefícios da introdução de energia despachável na rede elétrica do Brasil é objeto de estudo do Cepel e torna-se mais relevante à medida que novas fontes de energia renováveis intermitentes, como solar fotovoltaica e eólica, são introduzidas na rede. O caráter de armazenamento confere segurança ao sistema interligado e permite a operação em qualquer hora do dia, notadamente nos horários em que o custo de energia é mais elevado”, elucida Leonardo Vieira.
Neste tema, o Cepel já vem trabalhando há alguns anos e dispõe de um projeto básico e de especificação técnica de uma planta de 1 MW, elaborados com recursos majoritários do Ministério de Minas e Energia (MME) e da Finep. Nesta elaboração, o Cepel contou com a parceria da Chesf, que pretende realizar a construção da usina no CRESP (Centro de Referência de Energia Solar de Petrolina). Em ambos os projetos, a atuação por parte do Cepel é multidisciplinar, envolvendo o trabalho de pesquisadores e bolsistas de diferentes departamentos do Centro.
A participação do Cepel no projeto de Furnas teve início em outubro de 2020 com atividades de suporte técnico, como revisão de documentação fornecida pela Eudora Energia, empresa contratada para o desenvolvimento do projeto e construção do protótipo; avaliação de relatórios técnicos; proposição de métodos para caracterização de equipamentos e testes do sistema; e participação em reuniões de acompanhamento e tomadas de decisão.
A previsão é de que o protótipo seja construído entre maio e novembro deste ano e que, no início de 2022, seja iniciada a fase de testes.