O concentrador linear de Fresnel é uma forma pouco conhecida de geração de energia solar térmica. O funcionamento desta tecnologia é o assunto de hoje.
Lente de Fresnel
Primeiro, vou explicar como funciona a lente de Fresnel. Foi inventada por Augustin Jean Fresnel, em 1821. Possui um perfil muito mais fino que uma lente convencional. A superfície de um lado é formada por várias ranhuras que formam anéis concêntricos.
Para uma lente convergente produzir uma imagem ampliada, o objeto deve se posicionar a uma distância menor do que a distância focal (entre o ponto focal e a lente).
A equação do fabricante de lentes.
\frac{1}{f}=(\frac{n_{lente}}{n_{meio}}-1)(\frac{1}{R1}+\frac{1}{R2})
- n é o índice de refração do material.
- R1 e R2 são os raios das curvaturas da superfície da lente.
Quanto menor a distância focal f, maior a amplificação linear da imagem M. Para reduzir a distância focal, deve-se reduzir a curvatura da lente. Isto implica em uma lente muito espessa e pesada. A lente de Fresnel permite uma pequena distância focal com uma espessura muito menor, cada ranhura age como se fosse um prisma.
Algumas aplicações
A lente de Fresnel é usada em retroprojetores e faróis, pois o peso das lentes convencionais inviabiliza estas aplicações.
São usadas em sensores piroelétricos de presença.
Faróis e farolins dos veículos usam lentes e refletores de Fresnel. Este tipo de lente não deve ser usado em aplicações onde a qualidade da imagem é importante.
O concentrador linear de Fresnel
O concentrador linear de Fresnel é formado por vários espelhos orientados na direção norte-sul, que recebem a luz solar e refletem para um receptor com um fluido. Os espelhos precisam se inclinar de acordo com o movimento aparente do Sol para melhor reflexão dos raios solares. Cada espelho deve ter um ângulo de inclinação diferente.
Há um refletor secundário próximo do tubo receptor para concentrar a luz no fluido com maior eficiência.
O líquido chega a centenas de graus celsius e passa pelo mesmo processo descrito nos posts sobre energia solar térmica e torre solar.
Vantagens e desvantagens
Além de ser uma fonte renovável, outras vantagens são:
- A construção é mais simples e barata do que outras fontes de energia solar térmica.
- Os espelhos coletores podem ficar mais próximos um do outro, otimizando a área ocupada.
Quanto às desvantagens:
- A eficência é mais baixa do que outras fontes de energia solar térmica.
- Como toda fonte solar, tem a limitação geográfica.
Desculpem, mas eu não consegui enviar este post para a lista de e-mails.