Energia Solar : aplicações térmicas e outras

por

Manuel Collares Pereira

(Investigador Coordenador, INETI)(Prof. Catedrático Convidado, IST)

Sumário

• A disponibilidade do recurso em Portugal• O solar passivo e activo• As principais tecnologias activas

disponíveis• Aquecer água, ambiente• Outras aplicações• Electricidade solar por via térmica• Sistemas solares passivos :o solar e os

edifícios

Recurso Solar em Portugal

Um recurso proprio abundante! O mais abundante em termos europeus…

Solar Térmico: passivo e activo

• Os edifícios estão ao sol: i.e. são colectoressolares

• É preciso tirar partido disso no Inverno e no Verão: as tecnologias solares ditas “passivas”(calor, frio, luz natural, ventilação natural, integração com a envolvente ...)

• Em contraste, os equipamentos que se colocamno edificios para captar e fornecer a energiasolar, constituem os chamados sistemas“activos”- (colectores solares)

Solar Térmico Activo

colectores planos, com ou sem vácuo Concentrador

parabólicoColectores do tipo CPC, estacionários

O mercado do solar termico na UE

3.248.5002.148.0001.684.00030%1.493.7001.139.200100%10.831.900Total

50.00025.00020.00075%17.50010.0002%168.500UK

40.00033.00030.0000%27.00027.0003%295.000Switzerland

30.00025.00020.00010%20.00018.2002%195.200Sweden

220.000130.00080.00034%55.00041.0004%409.000Spain

????10.0008.0009%6.0005.5002%231.000Portugal

2.5002.5002.50025%2.5002.0000%9.500Norway

75.00045.00037.00011%30.50027.5002%204.000Netherlands

80.00050.00042.00025%35.00028.0003%307.000Italy

30001500100025%5004000%2.100Ireland

250.000220.000200.0006%180.000170.00027%2.995.000Greece

2.000.0001.000.000900.00046%1.000.000615.00034%3.805.000Germany

220.00080.00036.00025%18.70015.0003%329.700France (EU)

20.00012.0009.0000%7.0007.0000%26.000Finland

6.0006.00010.0000%26.00025.0003%332.000Denmark

15.0008.0005.50018%4.0003.4000%26.900Belgium

220.000200.000180.00010%165.000150.00016%1.791.000Austria

2002growth20012000Market1975-2001

Progn. '05Progn. '03Installed Market-InstalledInstalled% of EUinstalled m2Country

Market DevelopmentAccumulated

Em 2003 (m2/hab): Alemanha- 0.07; Austria- 0.27; Grécia- 0.32; Portugal - 0.02

Solar Térmico Activo• colectores solares com cobertura :

planos, tubos de vácuo

CPCs , baixaconcentração; (Non-Imaging Optics)

Benefício Ambiental

10 000 Km/ano(8l/100km)emissões:

2 ton CO2/ano

“kit”2m2 - 1/2 carro4m2 - 1 carro

Electricidade Solar- a via térmica

LUZ-California~360 MWpPS Almeria-Spain

1MW-CLFR, Australia

Outras aplicações: cozinhar com o sol

• Fornos tipo caixa com tecnologia CPC • SUN COOK

Outras aplicações da energia solar

• O problema da água!• 1) Dessalinizar (via térmica): sistema da

AO SOL na Plataforma Solar de Almeria

Outras aplicações

• 2) Descontaminação de águaquimicamente contaminada

• 3)Tratamento de águas superficiais• A Fotocatálise: a energia solar ultravioleta

(UV) na presença de um catalisador

Potência instalada - 2001 (GW)

1,4 0,4

22

13,9

2,8

>90

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Solar Térmico SolarFotovoltaico

Electricidadepor SolarTérmico

Eólico Biomassa sólida Biogás

Produção Anual de Energia - 2001 (GWh)

476 560

34000

79600

13600

76200

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

70000

80000

90000

Solar Térmico SolarFotovoltaico

Electricidadepor SolarTérmico

Eólico Biomassasólida

Biogás

Potencial para o Solar Térmico em Portugal-Água Quente (até 2010)

2.8 * 10^6 m2 !

25 % of Domestico

10% of Industria

50% of Hoteis

80 % Piscinas

70% Hospitais

80% Poli-Desportivos

Programa E4: 10^6 m2 em 2010

0.23 Mtep por ano (EnergiaFinal) (750kWh/ano/m2)

Potencial total: 14.7 milhõesm2 (1.15Mtep)

O solar doméstico: custoEnergia (annual): 4(m2) *800kwh/m2=3200kWhFracção solar annual: 84%, 300l/dia a 45ºC

3.54.13.9Com deduçãoIRS (ano)

5.46.36.0Amortização da diferença (ano)

389334349Poupança anual*(euro)

Gas garrafaGás naturalelectricidade

Rendimentos.: Esq.-0,65; Res.Elect. 0,95

2500 euro(instalado)

Dura: 15anos+? Há empréstimos (até 6 anos) Preços constantes * (2005)…* Preços considerados: Gás natural - 21.118 euro / GJ, butano - 1.24euro/Kg, electricidade - 9.88 cent. euro/kWh

2 esq.= 400euro; 1 cilindro term.=400 euro

Custo do solar termico

• Baixará com o tempo e o desenvolvimentodo mercado!

• Já pode atingir, para sistemas de grandesdimensões em aplicações industriais, valores entre 200 e 300 euro/m2, isto éentre 1/3 e 1/2 dos valores no sector doméstico.

• 1000MW instalado (éolica) 2000 a 2500 GWh/ano

• 1 milhão de m2 (col. Solares) 750 GWh/ano

• 2.8 milhões m2 2100 GWh/ano

Contribuição Potencial do Solar Termico

Área de colectores solares (milhão de m2)

EF (ktep)

EP (ktep)

% EF (2002)

% EP (2002)

1 106.3 124.6 0.6% 0.5%2.8 297.5 348.8 1.6% 1.3%

GN, GPL, Elec.(Mix)

GN, GPL, Elec.(GN CC)

GN, GPL, Elec.(Carvão)

1 0.404 0.329 0.4382.8 1.130 0.922 1.227

Emissões evitadas (Mton CO2 equiv.)Área de colectores solares

(milhão de m2)

~45~1462.8~16~521

Emissões(multas)evitadas(10^6 euro)

Red. de importação de petróleo (10^6 euro)

(m2)-a $65 U.S. /barril

-a 40 euro/ton CO2

Impacte sobre a redução de gases de efeito de estufa/dependenciaenergética

EF-energiaFinal

EP-EnergiaPrimária

Climatização integral de Edificios- todos os sectores: Consumo Energia Final- 25%

A Procura cresce a mais de 5% /ano !

•Em Lisboa (cidade) o sector Residencial e Serviços (energiaprimária) consome mais que o sector dos transortes: 46%

•mas é possível reduzir a procura, edificio a edificio, entre 30 e 80 % !!! (a maior contribuição potencialdas ER…)

Edifícios Solares Passivos

Conclusões: Energia Solar em Portugal

• Existe o recurso, com abundância • Existe tecnologia de ponta a nível mundial• Existem compromissos com a UE assumidos que não se

cumprem sem uma aposta forte• Apostar no Solar significa criar milhares de novos

empregos, desenvolvendo a economia interna e a exportação

• A alternativa é pagar multas à UE por incumprimento... • O Fim do Petróleo barato: uma nuvem muito negra!!!

• Perder tempo é a opção mais cara!

O solar obrigatório!!??( o Novo Regulamento dos Edificios)

Obrigado pela vossa atenção!