Investigadores de SINTEF, em colaboração com Svalin Solar, desenvolveram em Trondheim um sistema solar híbrido que vai além da geração elétrica convencional. Seu design permite produzir eletricidade e, ao mesmo tempo, recuperar calor útil para processos industriais exigentes como a captura de CO₂.
Esta integração energética marca uma mudança de paradigma na forma de aplicar a energia solar em ambientes industriais.
Como funciona o sistema solar híbrido
Os módulos solares, de 5 metros de altura, combinam células fotovoltaicas com espelhos inclinados que concentram a radiação solar. Sob os painéis, tubulações com líquido capturam o calor, atingindo temperaturas de até 60 °C.
Para chegar aos 130 °C necessários na captura de carbono, o sistema incorpora uma bomba de calor avançada que utiliza a eletricidade gerada para elevar a temperatura da água.
Além disso, um seguidor solar orienta os módulos constantemente em direção ao sol, otimizando a captação tanto elétrica quanto térmica. O resultado é um esquema híbrido que aproveita ao máximo a radiação solar e reduz perdas energéticas.
Impacto na captura de carbono
A captura de CO₂ é um processo intensivo em energia, que normalmente requer cerca de 3,1 megajoules por tonelada métrica. Em testes realizados no laboratório Multiphase em Tiller, o novo sistema reduziu esse consumo em 0,52 megajoules por tonelada, ou seja, 17% a menos.
Embora possa parecer uma redução moderada, em indústrias que capturam centenas de milhares de toneladas por ano a economia acumulada é enorme. Os modelos sugerem que, com melhorias na concentração solar e redução de perdas térmicas, a redução poderia chegar a 39%.
Desafios e limitações
O desempenho depende da radiação solar disponível. Em condições nórdicas cinzentas, o sistema requer apoio elétrico adicional para manter a temperatura de operação.
Esta limitação é comum a todas as soluções solares térmicas, mas a equipe reconhece que o desempenho seria muito maior em latitudes mais ensolaradas.
Próxima etapa: aplicação industrial
Após validar o modelo em Trondheim, o sistema será transferido para uma fábrica de vidro na Itália, um setor altamente intensivo em energia térmica e com emissões difíceis de reduzir. Lá será avaliado seu desempenho contínuo, manutenção, integração com processos existentes e estabilidade operacional.
Se demonstrar eficácia em condições industriais, o potencial de replicação em fábricas de cimento, siderúrgicas e químicas é evidente. Esses setores enfrentam grandes desafios para eletrificar processos térmicos e precisam de soluções intermediárias que reduzam emissões sem depender exclusivamente de combustíveis fósseis.
Potencial sustentável
O sistema se apoia em vários pilares:
- Integração de energia solar concentrada em processos industriais existentes.
- Redução do consumo energético na captura de CO₂.
- Maior rendimento em países com alta radiação solar.
- Complementaridade com políticas europeias de descarbonização industrial.
O desenvolvimento de SINTEF mostra como a combinação de energia solar concentrada, bombas de calor e captura de carbono pode contribuir para uma descarbonização industrial mais realista e progressiva. Não substitui a necessidade de reduzir emissões na origem, mas melhora a eficiência de processos que continuarão a fazer parte do mix climático europeu durante décadas.
