É possível produzir eletricidade de forma sustentável a partir da energia do sol?

Abstract

A crescente demanda global por energia elétrica tem impulsionado o desenvolvimento de tecnologias mais sustentáveis e eficientes para geração de energia. Nesse contexto, este trabalho intitulado como: Trocador de calor compacto aplicado para o armazenamento de energia solar a partir de materiais de mudança de fase, investiga a aplicação de Materiais de Mudança de Fase (Phase Change Material – PCM) para armazenamento de energia térmica, bem como a seleção de fluidos orgânicos secos e isentrópicos em um Ciclo de Rankine Orgânico (Organic Rankine Cycle – ORC) com recuperador, em uma planta heliotérmica de pequena escala. A metodologia adotada foi dividida em duas etapas complementares: (a) avaliação experimental do hexano como PCM, considerando sua capacidade de armazenamento e liberação de calor latente em um trocador compacto, e (b) modelagem termodinâmica de um ciclo Rankine com diferentes fluidos de trabalho, analisando parâmetros de eficiência energética e impactos ambientais. Os resultados experimentais mostraram que o hexano apresentou ganho de 77,69 kJ em comparação com um tubo sem fluido, confirmando seu potencial de aplicação como acumulador termossolar. Na etapa de simulação, fluidos como R1234yf, R1234ze(E), R1233zd(E) destacaram-se por apresentar baixos valores de ODP e GWP, configurando-se como alternativas ambientalmente mais seguras. Dessa forma, o estudo evidencia a viabilidade do uso de PCMs associados a ORCs para aumentar a confiabilidade de plantas heliotérmicas, visando conciliar eficiência energética e redução de impactos ambientais.