O que é fluido de transferência de calor?
O fluido de transferência de calor refere-se a uma mistura projetada de produtos químicos que coletam e transportam calor. Esses fluidos são uma das principais tecnologias que possibilitam a geração elétrica a partir de um sistema de energia solar concentrada (CSP). Vários critérios operacionais devem ser determinados na seleção de um fluido de transferência de calor adequado.
Ao concentrar sistemas de energia solar (CSP), uma tecnologia avançada de energia solar, a energia luminosa é convertida em calor. Essa é uma distinção dos esquemas de energia solar fotovoltaica, onde a energia luminosa, capturada pelas células fotoelétricas, produz eletricidade diretamente. Em um processo CSP, a luz é concentrada por espelhos que focalizam a luz do sol refletida nos receptores, tubos através dos quais o fluido de transferência de calor viaja. Os fluidos quentes são então canalizados para a estação de geração de energia.
Uma configuração de CSP usa espelhos parabólicos dispostos em filas excepcionalmente longas que se parecem com as lâminas de grandes arados de neve nas rodovias. O fluido de transferência de calor percorre os centros horizontais dos espelhos, ganhando calor à medida que se move de um espelho para o outro. Outras configurações usam espelhos planos circulares que focalizam a luz nos receptores amarrados acima dos espelhos. Freqüentemente, os sistemas têm uma função de rastreamento solar, onde os espelhos podem acompanhar o movimento do sol no céu.
O fluido quente é bombeado para uma estação geradora de turbina a vapor. Lá, o fluido aquece a água, substituindo o combustível na estação elétrica tradicional de combustíveis fósseis. O circuito da água fervente é idêntico, exceto pela variação no projeto do trocador de calor entre o fluido de transferência de calor e a água. Não há necessidade de um coletor de gás e mecanismos de escape.
O uso do fluido de transferência de calor é notável por duas razões. Nesse esquema, nenhum combustível foi consumido; a energia veio da luz do sol. Portanto, não há subprodutos de combustão a serem manipulados. O CSP possui as vantagens de combustível solar das usinas fotovoltaicas, mas pode potencialmente alcançar maior eficiência e maiores saídas elétricas.
Segundo, o calor era literalmente canalizado de um lugar para outro. Os engenheiros geralmente pensam que o calor é um resíduo ou subproduto, mas não o transportador de energia. O calor é conduzido com tanta facilidade através das paredes dos canos e do trabalho do duto, que não pode ser facilmente transportado e é melhor usado no local da geração. O uso de fluidos avançados de transferência de calor viabiliza o transporte de calor.
Os fluidos de transferência de calor devem ser cuidadosamente projetados para ter uma alta capacidade térmica, alta estabilidade térmica e uma ampla faixa de temperaturas operacionais. Eles devem permanecer líquidos ou manter propriedades compatíveis com o sistema como um gás. Um fluido de transferência de calor típico tem especificações operacionais de 12 o C a 400 o C (54 o F a 752 o F).