Espelho parabólico de baixo custo poderá viabilizar energia termo-solar

010115080620-prato-solar

Nem sempre a tecnologia mais avançada é a solução ideal. Com esta idéia em mente, um grupo de estudantes do MIT, nos Estados Unidos, decidiu construir o protótipo daquele que poderá se tornar o sistema de geração de energia solar mais eficiente do mundo quando se leva em conta o custo de geração da energia.

Coletor solar com espelho de banheiro

O sistema foi montado inteiramente com peças compradas no comércio. O prato parabólico, com 3,6 metros de diâmetro, foi feito com tubos de alumínio e recoberto com espelhos comuns, do tipo usado em banheiros. Ele é capaz de concentrar a luz do Sol por um fator de 1.000, criando um foco de calor suficiente para fundir uma barra de aço.

O formato parabólico da estrutura é obtido fazendo-se furos em locais precisos nos tubos de alumínio. Quando a estrutura é montada esses furos fazem com que ela assuma automaticamente a curvatura parabólica.

Geração termo-solar de eletricidade

A idéia, porém, não é construir um forno solar, mas um sistema de geração de eletricidade. O calor será dirigido para o núcleo de um sistema de serpentinas, fazendo com que a água que circula em seu interior se transforme instantaneamente em vapor, girando uma turbina que acionará o gerador de energia.

Energia solar barata

O segredo para construir um sistema tão eficiente em termos de custos foi encontrar um tamanho ótimo para o prato coletor. Os pesquisadores descobriram que menor é realmente melhor neste caso. Ao contrário do que acontece com várias tecnologias, onde são os ganhos de escala que viabilizam sua utilização, um prato parabólico menor exige uma estrutura de suporte muito mais simples.

O resultado é que o coletor pequeno custa apenas um terço do que custaria um prato parabólico de grandes dimensões quando se compara a geração de energia por área do coletor.

http://www.inovacaotecnologica.com.br

log_pir_47

.

Gostou? Então Curta nossa página no Facebook.

eu_47 Seja amigo do autor do site no Facebook, e esteja sempre antenado em assuntos interesantes como este.

Técnica gera eletricidade a partir de calor desperdiçado

Processos industriais que dependem de combustíveis fósseis, seja carvão, diesel ou gás natural têm, na melhor das hipóteses, uma eficiência de 35%. Isto significa que 65% da energia contida no combustível utilizado é desperdiçada, sendo lançada no ambiente na forma de fluidos ou gases em alta temperatura.

De olho nessa oportunidade, dois pesquisadores norte-americanos criaram uma nova tecnologia, que está em processo de patenteamento, que é capaz de gerar “energia nova” a partir dessa energia desperdiçada. Os cientistas cunharam o termo “energia reutilizável”, para diferenciar esse reaproveitamento da utilização de energias renováveis, já que o que seu método faz é, na verdade, reaproveitar uma energia que está sendo jogada fora.

A tecnologia, batizada de CCLC (“Cascading Closed Loop Cycle”: ciclo fechado em cascata), é capaz de gerar energia a partir de fluidos exauridos a temperaturas acima de 450º C. Isto significa que a CCLC pode ser utilizada acoplada a sistemas de geração de eletricidade tradicionais, que operam a temperaturas acima de 1000º C.

Uma segunda turbina CCLC, segundo os criadores da técnica, será capaz de aproveitar praticamente toda a energia desperdiçada pela primeira turbina, liberando gases a apenas 55º C. Isso significará um incremento na geração de eletricidade de até 35% na mesma instalação, com o mesmo gasto de combustível.

Daniel Stinger e Farouk Mian criaram uma empresea, a Wow Energy, para comercializar a nova tecnologia.

Fonte: http://www.inovacaotecnologica.com.br

log_pir_47

.

 Gostou? Então Curta nossa página no Facebook.

eu_47 Seja amigo do autor do site no Facebook, e esteja sempre antenado em assuntos interessantes como este.

Empresa mineira desenvolve sistema que recupera calor da água do banho

Marcos de Oliveira

Foi em pleno banho ao lavar os pés sujos de terra avermelhada que o tecnólogo José Geraldo de Magalhães teve uma idéia ao perceber a água quente se esvaindo pelo ralo. Pensou em desperdício e começou a imaginar um sistema que aproveitasse esse calor para ajudar a esquentar a própria água do chuveiro. Sete anos depois daquele dia na sua cidade natal, em Rio Vermelho, no Vale do Jequitinhonha, Minas Gerais, Magalhães acompanha, desde setembro, a distribuição gratuita de um lote de 7 mil peças de seu invento para pessoas carentes da Região Metropolitana de Belo Horizonte num programa elaborado e financiado pela Companhia Energética de Minas Gerais (Cemig). Chamado de recuperador de calor para chuveiros elétricos, o sistema possibilita uma redução de 44% no gasto de energia elétrica de uma residência. O recuperador é produzido pela empresa Rewatt Ecológica, da qual Magalhães é um dos sócios.

O funcionamento é simples. Em vez da água da caixa ou da rede de distribuição ir direto para o chuveiro, ela segue por uma mangueira e chega a uma plataforma de plástico reforçado instalada no chão do banheiro, com 58 centímetros (cm) de diâmetro e 4 cm de altura com tapete e estrutura antiderrapante. Dentro dela existe um trocador de calor feito de alumínio, na forma de um encanamento em espiral, que recupera o calor da água quente do banho e aquece, em cerca de 20 segundos, a água limpa no interior do cano. A água aquecida é levada, por pressão natural ou por um pressurizador, para o chuveiro.

A diferença do novo sistema é que quando a água chega ao aparelho ela já está pré-aquecida em comparação à existente na caixa. Normalmente a água natural parte dos 20º Celsius (C) e é esquentada no chuveiro até 38ºC, que é a temperatura do banho quente no inverno. “Se ela já estiver com 27ºC, a diferença cai de 18º para 11ºC”, diz a professora Júlia Maria Garcia Rocha, do Grupo de Estudos e Energia (Green) do Instituto Politécnico da Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais (PUC Minas). Foi ela quem coordenou os dois testes que comprovaram tecnicamente a viabilidade do sistema, primeiro a pedido de Magalhães e depois da Cemig. “No início, nós não acreditávamos que o recuperador funcionasse. Depois fizemos os testes, o modelamento teórico e, no final, sugestões para melhorar o equipamento”, diz Júlia. “Fiquei tão impressionada que coloquei o recuperador na minha casa.”

A economia é mais visível com a troca do chuveiro. “Esse aparelho é o vilão do gasto energético em uma residência e, com o recuperador de calor, é possível usar um chuveiro menos potente”, diz Magalhães. Assim, em vez de um aparelho de 5.400 watts de potência, por exemplo, é possível usar um com 3.200 watts que funcione bem, mesmo no inverno, ou até menos potente ainda dependendo da região. “Um dos primeiros protótipos eu vendi para um teste de campo na cidade de Carlos Barbosa, no Rio Grande do Sul, próximo à cidade de Caxias do Sul. Lá eles trocaram um chuveiro de 7.400 watts por um de 4.400 watts”, diz Magalhães.

Outro caso de sucesso contabilizado por Magalhães, ainda na fase experimental, foi a instalação de nove recuperadores de calor em uma academia de ginástica na cidade de Pedro Leopoldo, em Minas Gerais, na Região Metropolitana de Belo Horizonte. Na instalação, os chuveiros de 5.400 watts passaram para 2 mil watts e os com potência de 4.400 watts foram substituídos por aparelhos de 1.800 watts. Depois de 30 dias a redução do gasto energético foi de 1.020 quilowatts-hora (kWh) na conta de luz, resultando em menos R$ 612,00 nas despesas da academia.

Nas residências o consumo de energia elétrica representa 24% do total gasto no Brasil, ou 83 mil megawatts-hora (MWh) por ano, segundo a Empresa de Pesquisa Energética (EPE) do Ministério de Minas e Energia. Desse número, de 26 a 32% representam o aquecimento de água para banho, grande parte concentrado no horário de pico, entre 18 e 21 horas. Dessa forma, o gasto energético nacional apenas com chuveiro atinge cerca de 22 mil MWh. Segundo números da Rewatt, se todos os chuveiros brasileiros adotassem o recuperador de calor, a economia de energia elétrica seria equivalente a 2,56% do total consumido no país, igual a uma porção de 8 mil MWh, semelhante às necessidades energéticas anuais do estado de Goiás, por exemplo.

Em grande escala, por enquanto, o sistema da Rewatt estará apenas nas residências escolhidas pelo Projeto Conviver da Cemig, que tem o objetivo de implementar ações de eficiência energética e aproximar a empresa das populações mais carentes. “Quem vai receber a doação do sistema são residências com mais de quatro pessoas, que são pontuais nos pagamentos e têm a média anual de, no mínimo, 90 kWh por mês”, diz o coordenador do Projeto Conviver, Henrique Fernando França Costa. Além do recuperador, o projeto vai distribuir gratuitamente cerca de 300 mil lâmpadas compactas para substituir as incandescentes que gastam mais. Neste ano a Cemig vai aplicar R$ 21,5 milhões no programa. Os recuperadores representam um investimento de R$ 2,4 milhões. A iniciativa faz parte de uma resolução da Agência Nacional de Energia Elétrica (Aneel) que indica a todas as concessionárias de energia elétrica a obrigatoriedade de investir 1% da receita operacional líquida em pesquisa e desenvolvimento (P&D) e em projetos de eficiência energética (PEE). No caso do projeto Conviver, outro fator importante é a geração de receita adicional para a família que gastará menos com a conta de luz. Também ganham as comunidades que terão os instaladores do recuperador de calor recrutados no próprio local. O treinamento está sendo realizado pela Rewatt e pela Cemig.

A trajetória de sucesso do invento de Magalhães começou logo depois da idéia original em Rio Vermelho. “Eu tinha uma empresa de instalação e reparo de ar-condicionado automotivo e, após o registro da patente de invenção no Instituto Nacional de Propriedade Industrial (INPI), cheguei a fazer cerca de cem protótipos do recuperador. No final buscava a melhor forma, a beleza e a funcionalidade”, lembra Magalhães, formado em tecnologia de edificações no Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais (Cefet-MG), em Belo Horizonte. “Fiz buscas de patentes internacionais e encontrei algo parecido na Alemanha e na Inglaterra, mas os equipamentos não funcionaram lá. Por teimosia insisti no recuperador, mas acabei quebrando a minha empresa.” A partir daí ele passou a procurar parceiros para a produção do equipamento. Estava numa feira de inventores no Pavilhão do Expominas, em março de 2005, em Belo Horizonte, quando o consultor e administrador de empresas Valério José Monteiro conheceu o invento e se interessou em viabilizar aquele produto. “Em abril de 2005, após inúmeras conversas, estruturamos um bom plano de negócios e buscamos capital no mercado. Estivemos com alguns investidores que gostaram da idéia, mas não acreditaram no potencial da empresa. Insistimos mais até encontrarmos o Marco Antônio Almeida Resende, que entrou como sócio investidor, injetando R$ 200 mil e mais dois anos de muita dedicação e trabalho. Com isso conseguimos terminar o desenvolvimento do recuperador”, diz Monteiro. Ele diz que empresas fornecedoras de peças também entraram no projeto, como parceiras de risco. Em 2006 a Rewatt ofereceu o produto para a Cemig, que logo contratou a empresa como parceira no projeto de eficiência energética.

O segundo passo da Rewatt será colocar o produto no mercado. “Estamos nos estruturando para vender o recuperador para um público mais amplo a partir de janeiro de 2008. Com o custo aproximado de R$ 360,00, o produto se paga em dez meses quando utilizado em residências com até quatro pessoas. Há casos em que a redução pode atingir 50% do valor da conta, reduzindo assim o prazo de amortização”, diz Monteiro. “Vamos focar o mercado distribuidor das regiões Sul e Sudeste, inicialmente.” Enquanto isso, o inventor Geraldo Magalhães, aos 56 anos, continua pensando em inovações e novos inventos. Ele acredita que pode transpor esse sistema para outras formas de aquecer o banho, como aqueles em que existem câmaras de aquecimento, chamadas de boilers, como acontece em outros países latino-americanos e na Europa, por exemplo, locais onde inexiste o chuveiro elétrico. “Chuveiro como no Brasil, pelo que sei, só existe no Peru. O recuperador de calor pode ser adaptado para processos de aquecimento de qualquer país. É preciso um projeto específico”, informa Magalhães. Sobre outros inventos, ele prefere não falar. “Ainda estou estudando.”

Fonte: http://www.revistapesquisa.fapesp.br

log_pir_47

.

 Gostou? Então Curta nossa página no Facebook.

eu_47 Seja amigo do autor do site no Facebook, e esteja sempre antenado em assuntos interesantes como este.

Moléculas orgânicas convertem calor em eletricidade

Quando se fala dos motores dos carros mais modernos, é comum o uso de adjetivos como “alta tecnologia”, “super rendimento”, “alta potência” e uma série de outros ufanismos. Mas, quando vistos do ponto de vista da eficiência energética – sua capacidade de transformar um tipo de energia em outro – temos que concordar que eles estão bem mais próximos das antigas máquinas a vapor do que gostaríamos de admitir.

Um motor a combustão tem uma eficiência energética de pouco mais do que 20%. Isso significa que quase 80% da energia contida no seu combustível será simplesmente perdida na forma de calor. E isso é verdade também para as caldeiras industriais e para as turbinas a gás de última geração que fazem funcionar as usinas termoelétricas.

Para piorar a situação, 90% de toda a energia utilizada no mundo – das usinas de geração de eletricidade até os motores de carros – é criada por meio da conversão indireta do calor.

“Gerar 1 watt de energia requer cerca de 3 watts de calor e envolve o lançamento no meio-ambiente do equivalente a 2 watts de energia na forma de calor,” explica o pesquisador Arun Majumdar, da Universidade da Califórnia, Estados Unidos.

Com todos esses dados, é facilmente perceptível que uma pequena alteração na eficiência da conversão de calor em energia poderá ter um impacto enorme não apenas no consumo de combustíveis, principalmente os fósseis, mas também na quantidade de calor lançada constantemente na atmosfera pelas atividades humanas.

Conversores termoelétricos

Tudo o que precisamos é de um conversor termoelétrico, um equipamento capaz de converter diretamente o calor em eletricidade, sem a necessidade de que um motor a combustão ou uma turbina queimem um combustível para gerar energia mecânica e, a seguir, fazer girar um gerador que é quem efetivamente gera a eletricidade. Parece simples, mas esse tem sido o cálice sagrado dos engenheiros eletricistas nos últimos 50 anos.

Um conversor termoelétrico é um gerador de energia que funciona com base no chamado Efeito de Seebeck – um fenômeno no qual uma tensão elétrica é criada quando junções de dois metais diferentes são mantidos sob temperaturas diferentes. Mas os maiores esforços dos cientistas têm sido vãos, e esses conversores continuam sendo considerados os geradores do futuro – de um futuro ainda não visível no horizonte.

Já foram construídos diversos equipamentos desse tipo. Mas o melhor deles apresenta uma eficiência de meros 7 por cento. Sem contar que eles são feitos de ligas metálicas exóticas, normalmente utilizados pela indústria de semicondutores, mas extremamente caras. O bismuto e telúrio são os metais mais utilizados nesses protótipos.

Geração orgânica de eletricidade

Agora, a equipe do Dr. Majumdar fez um progresso significativo na área da conversão direta de calor em eletricidade. Eles conseguiram gerar o efeito Seebeck utilizando moléculas orgânicas, lançando as bases para o desenvolvimento de um novo tipo de conversor termoelétrico cujo custo será diminuído em várias ordens de magnitude.

“O objetivo é fazer as coisas a partir de materiais que são mais abundantes e mais facilmente processáveis,” diz Rachel Segalman, outra partipante da pesquisa. “[Materiais] orgânicos são baratos e podem ser processados facilmente.”

Moléculas de Benzeno

O conversor orgânico de calor em eletricidade foi criado recobrindo-se dois eletrodos de ouro com moléculas de benzenoditiol, dibenzenoditiol e tribenzenoditiol. O calor foi aplicado a um dos eletrodos, de forma a criar um diferencial de temperatura. A ilustração acima mostra uma molécula de benzenoditiol presa entre as duas superfícies de ouro. Quando um dos lados é aquecido, gera-se uma corrente elétrica.

Para cada grau de diferencial de temperatura, os pesquisadores conseguiram gerar 8,7 microvolts de eletricidade com o benzenoditiol, 12,9 microvolts, com o dibenzenoditiol e 14,2 microvolts com o tribenzenoditiol. A diferença máxima de temperatura testada foi de 30º C.

“O efeito pode parecer muito pequeno agora, mas esta é uma prova de conceito significativa, o primeiro passo na termoeletricidade orgânica,” comenta Pramod Reddy, outro pesquisador do grupo.

Geradores do futuro

Quando falam em prova de conceito, os pesquisadores se referem ao fato de que eles conseguiram provar que sua teoria funciona. Agora eles terão que trabalhar duro no sentido de otimizar as reações e testar outros materiais orgânicos.

Ainda não é possível dizer se estamos diante dos geradores de eletricidade do futuro. Vários anos de pesquisas ainda serão necessários para se aperfeiçar a tecnologia e descobrir as moléculas orgânicas que produzem os melhores resultados.

Mas o que é mais promissor é o fato de que, ainda que esses conversores termoelétricos orgânicos não se tornem um primor de eficiência, eles estarão trabalhando na recuperação de uma parte de calor que hoje é totalmente desperdiçada e lançada na atmosfera.

Fonte: http://www.inovacaotecnologica.com.br

log_pir_47

.

 Gostou? Então Curta nossa página no Facebook.

eu_47 Seja amigo do autor do site no Facebook, e esteja sempre antenado em assuntos interessantes como este.

Motor termoacústico gera eletricidade a partir do calor

Físicos da Universidade de Utah, Estados Unidos, desenvolveram mais uma técnica para transformar calor em eletricidade. A técnica utiliza ondas sonoras como um passo intermediário entre o calor e a geração de energia.

Motores de calor

Várias pesquisas têm procurado gerar eletricidade a partir do calor. Uma tecnologia assim permitiria, por exemplo, substituir radiadores de automóveis e coolers de computadores por sistemas que, ao invés de jogar o calor fora, o utilizariam para gerar uma parte da energia que o próprio equipamento consome.

Para alguns exemplos dessas pesquisas, veja Técnica gera eletricidade a partir de calor desperdiçado, Energia elétrica gerada a partir do calor, Cerâmica termoelétrica gera eletricidade a partir do calor e Gerador do futuro: moléculas orgânicas convertem calor em eletricidade.

Já a criação da equipe do Dr. Orest Symko é chamada de “motor acústico de calor” e ele espera que seu equipamento já possa estar sendo comercializado dentro de um ano. “Nós estamos convertendo calor desperdiçado em eletricidade de uma forma eficiente e simples, utilizando ondas sonoras,” afirma ele. “É uma nova fonte de energia renovável a partir do calor desperdiçado.”

Ele afirma também que, dentro de cerca de dois anos, o novo gerador de eletricidade a partir do calor poderá ser utilizado como uma alternativa às células solares fotovoltaicas para converter a luz do Sol em energia. Os motores de calor também poderão ser utilizados para resfriar computadores e até antenas de radar.

Convertendo calor em eletricidade

O processo de geração de eletricidade a partir do calor consiste em dois passos. O primeiro passo é a conversão do calor em som e é aqui que está a novidade da pesquisa. Os cientistas desenvolveram novos motores de calor, ou motores termoacústicos.

O segundo passo utiliza tecnologia convencional, já disponível, para converter o som em eletricidade por meio de materiais piezoelétricos – que se encolhem quando sofrem a ação da pressão das ondas sonoras. Ao mudar de tamanho, esses materiais geram eletricidade.

O equipamento inteiro, chamado de ressonador, cabe na palma da mão e é acondicionado no interior de um cilindro. Quando o cilindro é aquecido, o calor aumenta até atingir um limite. Então o ar quente em movimento gera ondas sonoras a uma freqüência fixa, de forma similar ao que acontece quando sopramos uma flauta. As ondas sonoras então pressionam o material piezoelétrico, gerando uma corrente elétrica. Para gerar energia de forma útil, será necessário construir conjuntos com grandes quantidade de ressonadores, da mesma forma que os painéis solares fotovoltaicos consistem em inúmeras células solares.

Fonte: http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=010115070613

log_pir_47

.

 Gostou? Então Curta nossa página no Facebook.

eu_47 Seja amigo do autor do site no Facebook, e esteja sempre antenado em assuntos interesantes como este.

Equipamento aquece água com energia do vento

1158434586Uma equipe de estudantes de engenharia da Universidade do Estado do Oregon, Estados Unidos, construiu o protótipo de um sistema de aquecimento de água que funciona inteiramente a partir do vento. Eles se basearam em rascunhos feitos por seu professor Alan Wallace, falecido no ano passado.

No protótipo, o vento é capturado por uma turbina eólica feita a partir de um tambor de aço. A turbina aciona um eixo que faz girar um conjunto de ímãs permanentes presos em uma placa metálica. Os magnetos giram a uma pequena distância de uma placa de cobre, que se aquece devido à resistência magnética.

O calor é transferido para a água por meio de um sistema de serpentinas colado no lado oposto da placa de cobre.

Além da energia eólica, a turbina pode tirar energia de um fluxo de água, por exemplo, podendo ser montada na forma de uma roda d’água.

Os estudantes Paul Vigansky e Jacques Chiron agora querem fundar uma empresa para explorar as potencialidades de geração de energia sustentável de seu aparelho.

Fonte: http://www.inovacaotecnologica.com.br

log_pir_47

.

 Gostou? Então Curta nossa página no Facebook.

eu_47 Seja amigo do autor do site no Facebook, e esteja sempre antenado em assuntos interessantes como este.

Celular funciona com eletricidade extraída do calor do corpo (21.08.2007)

Seu telefone celular fica sem baterias e mesmo assim você consegue fazer chamadas, utilizando apenas o calor da sua própria mão como fonte de energia. Os portadores de marca-passos, então, não precisarão mais se preocupar com novas cirurgias para trocas das baterias de seus implantes.

Celulares e equipamentos médicos assim ainda deverão demorar um pouco para serem disponibilizados para clientes e pacientes. Mas o princípio funciona e acaba de ser demonstrado por cientistas do Instituto Fraunhofer, Alemanha.

Materiais termoelétricos

O dispositivo utiliza os chamados materiais termoelétricos, que são capazes de extrair eletricidade das diferença de temperatura de dois objetos (veja também Materiais termoelétricos transformam radiador do carro em gerador de energia, Gerador do futuro: moléculas orgânicas convertem calor em eletricidade e Cerâmica termoelétrica gera eletricidade a partir do calor).

Esses materiais termoelétricos normalmente exigem uma diferença de várias dezenas de grau para gerar uma quantidade razoável de eletricidade. Mas a diferença de temperatura de nossas mãos e do ambiente externo mal chega a alguns poucos graus. Isto permite a geração de no máximo 200 milivolts, quando qualquer equipamento eletrônico exige pelo menos 1 ou 2 volts para funcionar.

Redesenhando circuitos de potência

A solução então foi refazer os circuitos eletrônicos, para que eles possam funcionar com menos energia. “Nós combinamos uma série de componentes em uma forma completamente nova para criar circuitos que podem operar com apenas 200 milivolts,” diz o professor Peter Spies.

Essa reivenção dos circuitos de potência permite agora a construção de inúmeros sistemas eletrônicos que poderão funcionar sem baterias. Os cientistas já conseguiram fabricar alguns protótipos que funcionam com apenas 50 milivolts.

Segundo o Dr. Spies, quando eles fizerem as alterações necessárias nos circuitos de chaveamento, será possível ter equipamentos eletrônicos funcionando a partir de uma diferença de temperatura de apenas 0,5 grau.

Fonte: http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=010115070821