ANÁLISE TEÓRICA DO DESEMPENHO DE UMA PLANTA SOLAR UTILIZANDO SAL FUNDIDO EM SUBSTITUIÇÃO AO ÓLEO TÉRMICO

Resumo

O presente trabalho realiza uma análise teórica de uma planta solar de 50 MW com geração indireta de vapor através da mudança do fluido de absorção térmica nos coletores, que usualmente utiliza-se óleo sintético (Therminal VP1), por sais fundidos. A troca do fluido de trabalho permite o aumento das temperaturas de superaquecimento e evaporação para gerar máximo trabalho na turbina e consequentemente, um aumento do rendimento ciclo termodinâmicos da planta heliotérmica. O ciclo do bloco de potência foi o ciclo Rankine convencional, simulando situações de trabalho e eficiência em função da temperatura de evaporação e superaquecimento, que varia de acordo com o fluido térmico utilizado. Utilizando a temperatura de evaporação que gera o máximo trabalho, perfis de temperatura do fluido e da água foram construídos e comparados. Utilizou-se o Therminol VP1 e dois sais: um com proporção de 45% de NaNO3 e 65% de KNO3 e outro com 60% de NaNO3 e 40% KNO3. As temperaturas máxima e mínima do fluido térmico foram fixadas de tal forma que a temperatura destes fluidos fossem sempre superiores ao da água, tendo assim uma limitação desta temperatura mínima no trocador da planta solar. Foi observado que com a mudança do óleo sintético para os sais fundido houve um aumento da eficiência e trabalho da turbina, por unidade de massa, por operar em temperaturas superiores. Perfis de temperatura no trocador foram gerados e observou-se que o comportamento depende do fluido térmico utilizado. Com sais fundidos, os perfis de temperaturas são mais próximos ao perfil da água e assim, reduze-se a irreversibilidade do sistema relacionado com a diferença de temperatura fluido-água. As simulações foram realizadas em EES com pressão de condensação do ciclo igual a 8 kPa. Por fim realizou-se uma análise grosseira do tempo de resfriamento, constatando-se a necessidade de um sistema de aquecimento.