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Concentrador linear de Fresnel

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

lente de Fresnel
Fonte: Computech.

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).

Lente com imagem ampliada
Fonte: Hyperphysics.

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.
curvaturas das lentes
Fonte: PreparaEnem.

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.

Farol com lentes de Fresnel
Fonte: Pinterest.

São usadas em sensores piroelétricos de presença.

sensor piroelétrico

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.

Torre solarClique aqui

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.
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About Pedro Ney Stroski

1 thought on “Concentrador linear de Fresnel

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