INVESTIGAÇÃO EXPERIMENTAL E ANÁLISE ECONÔMICA DE "CALHAS PARABÓLICAS" COM ABORVEDOR "NÃO EVACUADO" PARA GERAÇÃO DE POTÊNCIA ELÉTRICA E PRODUÇÃO DE CALOR
DOI:
https://doi.org/10.59627/cbens.2016.1252Palavras-chave:
Calha Parabólica, absorvedor não evacuado, CSPResumo
Este trabalho apresenta resultados de uma investigação experimental e uma análise econômica simplificada referente à utilização de módulos concentradores do tipo "calha parabólica" com tubo absorvedor "evacuado" e "não-evacuado" para atender duas aplicações distintas, ou seja, a geração de potencia elétrica e a geração de calor para uso em processos de media temperatura até 250 °C. Duas metodologias experimentais foram desenvolvidas e utilizadas para avaliar os coeficientes globais de transferência de calor "UL" de um absorvedor do tipo "não-evacuado" utilizado nas calhas parabólicas da plataforma solar de teste do CEFET-MG/CEMIG. A primeira metodologia foi usada para teste em laboratório de uma amostra do tubo absorvedor "não-evacuado" da plataforma solar, enquanto, a segunda foi utilizada para determinar em campo a curva de eficiência térmica além de caracterizar uma linha de "calhas parabólicas" de 20 m de comprimento e concentração geométrica de 77 X. Os valores médios de "UL" obtidos nos testes realizados em laboratório e em campo foram iguais a 6 W.m-2.K-1 e 11 W.m-2.K-1, respectivamente. Os valores de "UL" foram comparados com valores de testes realizados em laboratório e planta solar localizada no exterior verificando-se boa concordância entre os valores. Uma comparação com dados de um absorvedor evacuado também foi realizada. Adicionalmente, uma análise econômica foi realizada para verificar a diferença relativa de investimento requerida para implantação de duas plantas solares, sendo uma para produção de eletricidade e outra para geração de calor de processo utilizando absorvedor "não-evacuado". O resultado mostrou que plantas solares com absorvedor do tipo "não-"evacuado" não são atrativas para geração de eletricidade, sendo atrativas apenas para geração de calor de processo desde que a temperatura máxima do fluido de trabalho no campo solar não exceda 200 °C.
Downloads
Referências
ANEEL - Agencia Nacional ode Energia Eletrica. 2014. Informações Gerenciais. 2014. http://www.aneel.gov.br/arquivos/PDF/Z_IG_Jun14.pdf. 28 Nov. 2014.
ASHARE Standard ANSI / ASHRAE 93-2010. Methods of Testing to Determine the Thermal Performance of Solar Collectors. ISSN 1041-2356. American Society of Heating, Refrigerating, Air-Conditioning Engineers Inc. Atlanta, 2010. 46p.
Borges E. B. 2012. Avaliação experimental dos coletores solares cilcindro parabolicos dainstalação solar do CEFET-MG / CEMIG. Dissertalção de Mestrado, Centro federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, Belo Horizonte.
Borges E. B. 2014 e Neto J. H. M. Avaliação experimental dos coletores concentradores cilindro prabolicos da instalação solar do CEFET-MG / CEMIG-MG. V Congresso Brasileiro de Energia Solar. Recife, 31 de Março a 03 de Abril de 2014.
Braga J.P.P e Lisboa A,H., 2010. Usina Térmica Solar para médias e altas temperaturas utilizando concentradores Cilíndrico-Parabolicos – Análise de Componentes, III CBENS - III Congresso Brasileiro de Energia Solar, Belém.
Domingos, S. F. 2010. Avaliação Térmica Experimental do Elemento de calor dos Concentradores Cilindro Parabólicos da Instalação Solar do CEFET MG. Dissertalção de Mestrado, Centro federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, Belo Horizonte.
Domingos, S. F. e Neto J. H. M. 2012. Metodologia para avaliação das perdas térmicas de um elemento absorvedor de calor em um coletor cilíndrico parabólico. IV Congresso Brasileiro de Energia Solar e V Conferencia Latino Americana, ISES – São Paulo, 18 a 21 de Setembro.
Dudley V. E. Kolb G. J. Mahoney A. R. Mancini T. R e Matthews A. R. 1994. Tests Results - SEGS LS-2 Solar Collector. Sandoa national laboratories SAND94-1984.
Dudley V.E.,Evans L. R, Matthews C. W. 1996. Tests Results - Industrial Solar Technology - Parabolic Trough Solar Collector, SAND94-1117. UC 1302.
Duffie, J. A., Beckman, W. A., 2013. Solar Engineering of Thermal Processes. 4th edition. John Wiley & Sons.
European Standard EN 12975-2:2006- Thermal solar systems and components — Solar collectors — Part 2: Test methods - European Committee For Standardization. 2010.
Instituto Brasileiro de Informação em Ciência e Tecnologia. 2015. “Existem projetos heliotermcos no país?”. 10 Out. 2015. < http://energiaheliotermica.gov.br/ >.
IRENA - International Renewable Energy Agency. 2012. Renewable Energy Technologies: Cost Analysis Series - Concentrating Solar Power. Vol. 1: Power Sector, Issue 2/5.
Operador Nacional do Sistema Elétrico. Tristão A. ONS. 2013. Operation of the Brazilian Interconnected Power System - BIPS Attributions and Products of ONS Presentation September 4th, 2013.
SWERA - Solar and Wind Energy Resource Assessment, 2015. < https://maps.nrel.gov/swera >. 10 Out. 2015.
Vieira L. S. R., Guimarães A. P. C., Bezerra L. B. 2012. Basic Design of a 1 MW CSP Plant in Petrolina-PE. IV Congresso Brasileiro de Energia Solar e V Conferencia Latino Americana, ISES – São Paulo, 18 a 21 de Setembro.
