Dimensionamento ótimo de concentradores solares parabólicos para produção de vapor e geração de potência
DOI:
https://doi.org/10.34117/bjdv9n4-094Keywords:
concentradores parabólicos, energia solar, geração de vaporAbstract
Utilidades quentes, tais como vapor de alta pressão, são amplamente empregadas em todo o setor industrial, e majoritariamente, são produzidas pela queima de combustíveis fósseis em caldeiras. Em função da crescente necessidade da utilização de fontes renováveis de energia, uma opção ao uso de caldeiras é a utilização de concentradores solares. Estes aparatos concentram a irradiação solar, por meio de espelhos corretamente posicionados, permitindo o seu uso para geração de calor. Neste trabalho, foi modelado um circuito com um concentrador parabólico composto (CPC) para geração de vapor superaquecido de alta pressão a 270 °C a partir da água de retorno do sistema de aquecimento a 90 °C. Foi calculado o diâmetro ótimo de cerca de 3” para uma produção de vapor de 7200 kW a partir de um modelo de otimização onde foram considerados os custos de bombeamento e área de tubulações, onde o tempo de retorno do investimento foi de 1,8 anos para geração de potência.
References
Bendt, P., Rabl, A., Gaul, K. Optical Analysis and Optimization of Line Focus Solar Collectors. Report SERI/TR-34-092 of the Solar Energy Research Institute, v.44, p.322-334, 2002.
Braun, J. E., Mitchell, J. C. (1983). Solar geometry for fixed and tracking surfaces. Solar Energy, 31(5), 439–444. doi:10.1016/0038-092x(83)90046-4.
COULSON, K. L. Solar and Terrestrial Radiation. New York: Academic Press, 1975. ISBN: 978-0-12-192950-3.
Collier, R. K. (1979). The analysis and simulation of an open cycle absorption refrigeration system. Solar Energy, 23(4), 357–366. doi:10.1016/0038-092x(79)90131-2.
Chow, S. P., Harding, G. L., Window, B., Cathro, K. J. (1984). Effect of collector components on the collection efficiency of tubular evacuated collectors with diffuse reflectors. Solar Energy, 32(2), 251–262. doi:10.1016/s0038-092x(84)80042-0.
Evans, D. L. (1977). On the performance of cylindrical parabolic solar concentrators with flat absorbers. Solar Energy, 19(4), 379–385. doi:10.1016/0038-092x(77)90009-3.
Qin, J., Hu, E., Nathan, G. J., Chen, L. (2017). Concentrating or non-concentrating solar collectors for solar Aided Power Generation?. Energy Conversion and Management, 152, 281–290. doi:10.1016/j.enconman.2017.09.054.
Santos, J. J. C. S., Palacio, J. C. E., Reyes, A. M. M., Carvalho, M., Freire, A. J. R., & Barone, M. A. (2018). Concentrating Solar Power. Advances in Renewable Energies and Power Technologies, 373–402. doi:10.1016/b978-0-12-812959-3.00012-5.
Pranesh, V., Velraj, R., Christopher, S., & Kumaresan, V. (2019). A 50 year review of basic and applied research in compound parabolic concentrating solar thermal collector for domestic and industrial applications. Solar Energy, 187, 293–340. doi:10.1016/j.solener.2019.04.056.
Wang, A., Han, X., Liu, M., Yan, J., & Liu, J. (2019). Thermodynamic and economic analyses of a parabolic trough concentrating solar power plant under off-design conditions. Applied Thermal Engineering, 156, 340–350. doi:10.1016/j.applthermaleng.2019.04.06.
