Glossário

A-I

Armazenamento Térmico

Sistema de armazenamento do calor excedente da usina heliotérmica para que seja aproveitado futuramente. O calor armazenado é utilizado para estabilizar e possibilitar a geração de eletricidade durante a noite e em dias nublados, assim como aumentar a geração de energia em horários de pico. Diversos materiais podem ser empregados para o armazenamento de calor, dentre eles estão: óleos, sais fundidos, materiais cerâmicos e o ar.

Biomassa

Trata-se de um material constituído majoritariamente por substâncias de origem orgânica (excluídos os combustíveis fósseis) que é queimado para fornecer calor. Bagaço de cana, palha de arroz e serragem são alguns exemplos de substâncias utilizadas na composição da biomassa. A aplicação desse tipo de material em usinas HLT visa ao fornecimento de calor para caldeiras para geração de vapor. (Veja também: Sistema Híbrido)

Ciclo Rankine

É um ciclo termodinâmico que descreve a conversão do calor em trabalho útil (movimento da turbina), utilizando geralmente vapor d’água como fluido de trabalho. Em usinas elétricas, o trabalho útil é utilizado para gerar eletricidade. Em plantas heliotérmicas o calor é gerado pelo campo solar, enquanto em usinas termoelétricas o calor é gerado pela queima de combustíveis fósseis. 

CSP

Sigla para Energia Solar Concentrada (do inglês Concentrating Solar Power). O sistema consiste em refletir a energia solar para um único ponto e utilizar o calor acumulado para gerar eletricidade. A radiação solar pode ser concentrada utilizando espelhos planos ou parabólicos, dependendo da tecnologia empregada. Veja também: HLT

Despachabilidade

Trata-se da capacidade de gerar eletricidade de forma contínua e quando demandada. Quanto maior a despachabilidade menor a dependência de outros fatores, como sol, vento e chuva, para a produção de eletricidade. Por exemplo: uma usina heliotérmica com armazenamento possui despachabilidade maior do que uma que não possui; porém, sua despachabilidade é menor do que usinas térmicas ou hidrelétricas.

DNI

Sigla para Irradiância Direta Normal (do inglês, Direct Normal Irradiance). Trata-se da radiação recebida diretamente do sol por unidade de área (W/m2). A DNI é medida em uma superfície perpendicular (normal) aos raios solares e é a única componente da radiação solar passível de ser concentrada - por isso, é a mais importante para a energia heliotérmica. Veja também: Radiação Direta

Energia Despachável

É aquela em que há controle dos momentos de geração, independentemente das condições climáticas locais. Usinas térmicas e hidrelétricas são exemplos de fontes de energia despachável porque podem produzir energia constantemente, enquanto as energias solares sem armazenamento são consideradas menos despacháveis por depender dos momentos de sol. Veja também: Despachabilidade

Energia Intermitente

É aquela que não pode ser fornecida continuamente devido a fatores não controláveis. Usinas heliotérmicas, principalmente as que não possuem armazenamento térmico, produzem eletricidade de forma intermitente porque dependem das condições climáticas. Veja também: Energia Despachável

Fator de capacidade

É a proporção entre a produção efetiva da usina em um período de tempo e a produção total máxima neste mesmo período. Por exemplo: Se uma usina de 10MW gerar 26,28GWh (26.280MWh) em 1 ano, ela terá um fator de capacidade de 30%, pois 26.280MWh / (365dias * 24h * 10MW) = 30%.

Fluido Térmico

É um fluido com características físico-químicas relevantes para processos que envolvem transferência de calor. O fluido térmico é responsável pelo transporte e armazenamento da energia térmica, o que torna possível a produção de eletricidade durante a noite ou em dias nublados. Óleos e Sais Fundidos são frequentemente utilizados nas usinas heliotérmicas.

Em uma torre solar, por exemplo, ele transfere o calor captado aos Trocadores de Calor - onde acontece a geração de vapor para produzir energia elétrica - ou a tanques de armazenamento para produção posterior de energia.

Fotovoltaica

É a energia elétrica obtida a partir da luz do sol, podendo ser produzida em dias nublados. Porém, quanto maior a intensidade da luminosidade, maior será a eletricidade produzida.

O processo de conversão da energia solar utiliza células solares/fotovoltaicas que são constituídas de elementos semicondutores como o silício. Quando a luz solar incide sobre uma célula solar, os elétrons nessas células são postos em movimento, criando uma corrente elétrica contínua.

A diferença entre o sistema fotovoltaico e o sistema heliotérmico é que o primeiro utiliza a luminosidade do sol para gerar eletricidade, enquanto o segundo utiliza o calor do sol para gerar vapor de água que em seguida gera energia elétrica através de uma turbina.

Helióstato

Helióstato é um conjunto de espelhos, geralmente planos, montados sobre uma estrutura fixada ao solo. Possui um mecanismo, quase sempre controlado por computador, que acompanha a posição do sol para refletir a luz em direção a um alvo predeterminado.

HLT

Sigla para Heliotermia ou Energia Heliotérmica, também conhecida como Energia Solar Concentrada, do inglês, Concentrated Solar Power (CSP). A tecnologia consiste na utilização de espelhos para concentrar a energia térmica solar (calor do sol) em uma pequena região; posteriormente, esse calor é usado para gerar eletricidade. Saiba mais: “Energia Heliotérmica

HTF

Sigla para Fluido de Transferência de Calor (do inglês Heat Transfer Fluid). É um fluido com características físico-químicas relevantes para processos que envolvem a troca de calor entre dois materiais. Veja também: Fluido Térmico

J-R

LCOE

LCOE significa "Custo Nivelado de Energia". É calculado contabilizando todos os custos esperados ao longo da vida de uma usina, incluindo construção, financiamento, combustível, manutenção, impostos, seguros, incentivos e inflação. O valor total é dividido pela potência (kWh) que será produzida durante a vida útil do sistema.

Múltiplo solar

O Múltiplo Solar (MS) indica a proporção de energia solar que uma campo solar captura em relação ao bloco de potência operando na capacidade máxima. Um múltiplo solar igual a 1 significa que o campo solar captura exatamente a quantidade necessária para operar a usina com 100% da sua capacidade. Usinas que possuem reservatório térmico apresentam múltiplos solares maiores que 1, pois precisam gerar energia e ainda armazenar o calor sobressalente.

Radiação Difusa

É a radiação solar que alcança a superfície da Terra a partir de todas as direções, após ter sido dispersada pelas moléculas e partículas presentes na atmosfera. A radiação difusa pode ser interpretada como a claridade do céu quando o sol está totalmente encoberto por nuvens.

Sistemas de aquecimento de água e painéis fotovoltaicos são capazes de utilizar a radiação difusa para seu funcionamento, mas para sistemas heliotérmicos esse tipo de radiação não é significativa. Veja também: Radiação Direta

Radiação Direta

É a parte da radiação solar total que não sofre nenhum desvio causado pela atmosfera, vindo diretamente do sol. A radiação direta tem valor zero quando o sol está totalmente encoberto por nuvens e é o tipo de radiação mais importante para a tecnologia heliotérmica. Veja também: Radiação Difusa

Radiação Global

É toda e qualquer radiação solar que chega ao solo. A radiação global é a soma da Radiação Direta mais a Radiação Difusa.

Receptor

Componente da usina heliotérmica que recebe a radiação solar concentrada e a transforma em calor. Geralmente é constituído de um ou vários tubos, revestidos com uma tinta que aumenta a absorção de radiação e reduz as perdas de calor. Por dentro desses tubos o fluido térmico é bombeado e aquecido, podendo ultrapassar temperaturas de 500°C.

S-Z

Sal Fundido

É um sal que passou do estado sólido para o estado líquido através de um processo de aquecimento. Ele é usado em usinas heliotérmicas para gerar vapor ou armazenar energia em forma de calor para uso posterior.

Muitas usinas heliotérmicas utilizam uma mistura dos sais nitrato de sódio (NaNO3) e nitrato de potássio (KNO3). Essa mistura pode chegar a temperaturas de até 570°C e deve ser mantida a, no mínimo, 220°C para que a mistura não se solidifique. Veja também: Fluido Térmico

Sistema Híbrido

Trata-se de um sistema no qual associa-se ao campo solar uma fonte alternativa de calor. Pode-se associar, por exemplo, uma caldeira movida a biomassa para gerar energia em conjunto com o campo solar nos momentos em que o sol não é suficiente ou durante a noite.

Trocador de Calor

Trata-se de um equipamento que permite a troca de calor entre dois fluidos sem que haja mistura entre eles. No caso das plantas heliotérmicas modernas, os trocadores de calor permitem a transferência de energia térmica entre o Sal Fundido (ou Óleo Térmico) e a água, para produzir vapor utilizado para gerar eletricidade.

Unidades de Medida

Unidades:

  • W (watt) – Unidade de potência.
    Ex: Um chuveiro elétrico consome cerca de 5500W quando ligado.
     
  • Wh (watt-hora) – Unidade de energia.
    Ex: Uma lâmpada de 100W ligada por 1 hora consome 100Wh e se ligada por 30 minutos, 50Wh.
     
  • W/m² (watt por metro quadrado) – Potência recebida por unidade de área.
    Ex: No topo da atmosfera terrestre a radiação solar é de 1367 W/m².
     
  • Wh/m²  (watt-hora por metro quadrado) – Quantidade energia (produzida ou disponível) em um metro quadrado.
    • Wh/m²·dia ou Wh/m²/dia (watt-hora por metro quadrado por dia). É o total acumulado de energia, recebida em um metro quadrado, durante o período de um dia.
    • Wh/m²·ano ou Wh/m²/ano (watt-hora por metro quadrado por ano). É o total acumulado de energia, recebida em um metro quadrado, durante o período de um ano.

Prefixos:

  • k (kilo) – equivale a 1000 vezes a unidade associada. Ex: 1kW = 1000W
     
  • M (mega) – equivale a 1.000.000 vezes a unidade associada. Ex: 1MWh = 1.000.000 Wh
     
  • G (giga) – equivale a 1.000.000.000 vezes a unidade associada.

Outros:

  • We(watt-elétrico) – corresponde a produção de potencia elétrica.
     
  • Wt (watt-térmico) – corresponde a produção de potência térmica.
    Ex: Uma usina termoelétrica pode produzir 100MWt de calor, mas somente parte dessa energia vira eletricidade, gerando, por exemplo, 30MWe.
     
  • Wp (watt-pico) – utilizado para indicar potência máxima em condições ideais.