Nova tecnologia de turbina a gás usa CO2 supercrítico

Redação do Site Inovação Tecnológica - 24/08/2015

A turbina de ciclo Brayton à base de dióxido de carbono supercrítico, capaz de gerar 6 megawatts, deverá ser testada em dois laboratórios ligados ao governo norte-americano.
[Imagem: Peregrine Turbine Technologies/Divulgação]

Ciclo Brayton

O Laboratório Nacional Sandia, do governo norte-americano, anunciou uma parceria com oito empresas e entidades de pesquisas para viabilizar a utilização prática e comercial de um sistema de geração de eletricidade mais limpa e mais eficiente do que os atuais.

O consórcio pretende desenvolver uma tecnologia de ciclo Brayton usando uma turbina a gás à base de dióxido de carbono supercrítico (S-CO2).

O ciclo Brayton é um ciclo termodinâmico ideal, geralmente utilizado como demonstração didática e para análise dos ciclos reais, que se desviam do modelo ideal devido a limitações tecnológicas e fenômenos como o atrito.

A NASA planeja instalar uma usina na Lua utilizando este princípio.

Dióxido de carbono supercrítico

O termo "supercrítico" refere-se ao estado semilíquido do dióxido de carbono quando ele é levado acima de um valor limite de temperatura e pressão. Fluidos supercríticos são muito utilizados na indústria porque eles penetram em materiais como um gás, mas são também capazes de dissolver algumas substâncias, como a graxa, como se fosse um líquido.

Essa característica permite que os sistemas à base de S-CO2 - uma turbina, por exemplo - operem com elevada eficiência térmica.

"O ciclo de Brayton de dióxido de carbono supercrítico pode substituir sistemas de vapor em um tamanho menor e com maior eficiência, menor custo, emissões mais baixas e com geração de energia distribuída, reduzindo a carga sobre a rede elétrica nacional," explicou Gary Rochau, gerente do projeto.

Rochau acrescentou que a tecnologia de ciclo Brayton à base de dióxido de carbono supercrítico poderá trazer melhorias em grande escala para a maioria dos setores de energia, especialmente solar, nuclear e termoelétricas à base de turbinas a gás.

Os benefícios econômicos e ambientais incluem a redução do consumo de combustível e das emissões de poluentes e a capacidade de gerar energia a partir de uma variedade de fontes de calor.

As instalações para teste da nova turbina já estão prontas no Laboratório Sandia.
[Imagem: Randy Montoya]

Turbina supercrítica

O consórcio trabalhará em uma planta-piloto com uma turbina a gás capaz de gerar 6 megawatts, desenvolvida pela Peregrine Turbine Technologies, que já está trabalhando há algum tempo no desenvolvimento de uma turbina para termoelétricas usando o dióxido de carbono supercrítico.

A empresa afirma que a tecnologia poderá ter uma eficiência de 30 a 60% superior à das turbinas usadas hoje em termoelétricas movidas a gás natural.

O primeiro protótipo da turbina, que deverá estar pronto em 2016, será instalado no Laboratório Sandia, e um segundo protótipo já planejado será testado no US Space & Rocket Center.

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