ANÁLISE ESTRUTURAL DE TIRAS DE ESPELHO CURVADO E ELEMENTOS DE CONEXÃO PARA HELIOSTATO COM MOVIMENTAÇÃO EM AROS.

Resumo

Heliostato é considerado o componente de maior impacto nos custos de uma usina CSP com torre central e o uso do heliostato adequado pode gerar reduções de até 40% nas perdas de energia. Nesse sentido, faz-se necessária a nacionalização dos componentes estruturais e óticos do mesmo como medida mitigatória dos custos, com soluções que favoreçam a introdução da tecnologia na agroindústria brasileira. Além disso, observa-se a necessidade de estudos para que a tecnologia CSP se adapte às latitudes tropicais, que exigem distância focal menor e, portanto, a utilização de campos de heliostatos mais estreitos que em latitudes como na Europa e Estados Unidos, locais onde a tecnologia CSP já está estabelecida comercialmente. A solução proposta neste estudo requer a utilização de espelho com superfície curvada a fim de alcançar a concentração requerida utilizando um baixo número de heliostatos, reduzir as perdas por derramamento e aumentar a quantidade de energia absorvida e, consequentemente, o desempenho da usina solar. Foi proposta uma configurações de superfície reflexiva, composta por seis tiras de espelho horizontais que foram projetados utilizando o programa Autodesk Inventor e submetidos à análise estrutural pelo Método dos Elementos Finitos (FEM) com o programa ANSYS Workbench. Nas simulações, uma carga de vento que pode ocorrer em São Paulo foi aplicada e os resultados de tensão e deformação nos espelhos foram analisados. A fim de otimizar o uso de material no espelho, foram propostas duas espessuras: 4 e 7 mm. O espelho de 4 mm de espessura pode se tornar uma solução, apesar de ter se mostrado suscetível a tensão causada pelo vento, perto dos elementos de ligação centrais posicionados ao lado do suporte do sistema de movimentação. Além disso, uma opção de ligação dos espelhos à moldura através de uma cantoneira em forma de "L"é apresentada como solução.