Modelagem termodinâmica de uma usina híbrida concentradora solar (CSP)-biomassa no semiárido da Paraíba
Autor(a) principal: | |
---|---|
Data de Publicação: | 2020 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB |
Texto Completo: | https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/18740 |
Resumo: | The necessity of diversification of the Brazilian energy matrix, associated with the worldwide appeal for mitigation of polluting sources and the consequent environment preservation, make the renewable energy sources an interesting alternative, considering the amount of natural resources that the country has. Despite the great Brazilian solar potential, this source represents only 1.35% of the installed energy in Brazil currently, being in its entirety, photovoltaic plants. Concentrated solar power plants have a large advantage over other renewable sources of energy, due to the possibility of thermal storage, which allows generation of eletricity at times of low or no solar radiation incidence, thus having a higher efficiency, capacity factor and reliability. The use of biomass for power generation is a more widespread technology in Brazil, mainly due to the cogeneration systems of sugar-alcohol industries, representing 8,46% of the installed energy power in Brazil. The present work aims to accomplish a thermodynamic modelling of an hybrid concentrating solar power (CSP)-biomass power plant, with project power of 50MWe, parabolic trough collector and thermal energy storage, to be installed in the semiarid region of Paraíba state, making a comparasion between a plant with superheating and reheating carried out through direct combustion of biomass, with a plant that uses biomass only as an energy source for the backup system. Such modification in the plant structure promoted a 4.05% efficiency gain in the power cycle, as well as a 48.1% reduction in the required collecting surface area, and a 34.7% reduction in the amount of salt. required for the thermal storage system. |
id |
UFPB_a6c0f403ce3679c844a1c9b28ea25e0c |
---|---|
oai_identifier_str |
oai:repositorio.ufpb.br:123456789/18740 |
network_acronym_str |
UFPB |
network_name_str |
Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB |
repository_id_str |
|
spelling |
Modelagem termodinâmica de uma usina híbrida concentradora solar (CSP)-biomassa no semiárido da ParaíbaEnergia solar concentradaCSPBiomassaModelagem termodinâmicaConcentrating solar PowerBiomassThermodynamic modellingCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICAThe necessity of diversification of the Brazilian energy matrix, associated with the worldwide appeal for mitigation of polluting sources and the consequent environment preservation, make the renewable energy sources an interesting alternative, considering the amount of natural resources that the country has. Despite the great Brazilian solar potential, this source represents only 1.35% of the installed energy in Brazil currently, being in its entirety, photovoltaic plants. Concentrated solar power plants have a large advantage over other renewable sources of energy, due to the possibility of thermal storage, which allows generation of eletricity at times of low or no solar radiation incidence, thus having a higher efficiency, capacity factor and reliability. The use of biomass for power generation is a more widespread technology in Brazil, mainly due to the cogeneration systems of sugar-alcohol industries, representing 8,46% of the installed energy power in Brazil. The present work aims to accomplish a thermodynamic modelling of an hybrid concentrating solar power (CSP)-biomass power plant, with project power of 50MWe, parabolic trough collector and thermal energy storage, to be installed in the semiarid region of Paraíba state, making a comparasion between a plant with superheating and reheating carried out through direct combustion of biomass, with a plant that uses biomass only as an energy source for the backup system. Such modification in the plant structure promoted a 4.05% efficiency gain in the power cycle, as well as a 48.1% reduction in the required collecting surface area, and a 34.7% reduction in the amount of salt. required for the thermal storage system.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESA necessidade da diversificação da matriz energética brasileira, associada ao apelo mundial pela mitigação das fontes poluidoras e a consequente preservação do meio ambiente, tornam as fontes renováveis de energia uma alternativa interessante, considerando o quantitativo de recursos naturais que o país possui. Apesar do grande potencial solar brasileiro, esta fonte de energia representa apenas 1,35% da potência energética instalada atualmente no Brasil, sendo em sua totalidade, usinas fotovoltaicas. As usinas de concentração solar apresentam uma enorme vantagem frente às outras fontes renováveis de energia, devido à possibilidade do armazenamento térmico, o que permite a geração de energia elétrica em horários de baixa ou nenhuma incidência de radiação solar, possuindo assim uma maior eficiência, fator de capacidade e confiabilidade. O uso de biomassa para geração de energia elétrica já é uma tecnologia mais difundida no Brasil, principalmente devido aos sistemas de cogeração nas indústrias sucroalcooleiras, representando 8,46% da potência energética instalada no Brasil. O presente trabalho tem como objetivo realizar a modelagem termodinâmica de uma usina híbrida concentradora solar (CSP) e biomassa, com potência de projeto de 50 MW, coletores de calhas parabólicas e armazenamento térmico de energia, a ser instalada na região semiárida do estado da Paraíba, realizando um comparativo entre uma usina com superaquecimento e reaquecimento realizados através da combustão direta de biomassa, com uma usina CSP típica, com armazenamento térmico e sistema de backup. Tal modificação na estrutura da usina promoveu um ganho de eficiência do ciclo de potência de 4,05%, bem como causou uma redução de 48,1% na área de superfície coletora requerida, e uma redução de 34,7% no montante de sal fundido necessário ao sistema de armazenamento térmico.Universidade Federal da ParaíbaBrasilEngenharia MecânicaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia MecânicaUFPBGurgel, José Maurício Alves de Matoshttp://lattes.cnpq.br/8118978612486649Costa Neto, Luiz Bonfim Vieira2020-12-13T23:10:35Z2020-05-202020-12-13T23:10:35Z2020-04-15info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesishttps://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/18740porhttp://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPBinstname:Universidade Federal da Paraíba (UFPB)instacron:UFPB2021-09-01T23:09:43Zoai:repositorio.ufpb.br:123456789/18740Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufpb.br/PUBhttp://tede.biblioteca.ufpb.br:8080/oai/requestdiretoria@ufpb.br|| diretoria@ufpb.bropendoar:2021-09-01T23:09:43Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB - Universidade Federal da Paraíba (UFPB)false |
dc.title.none.fl_str_mv |
Modelagem termodinâmica de uma usina híbrida concentradora solar (CSP)-biomassa no semiárido da Paraíba |
title |
Modelagem termodinâmica de uma usina híbrida concentradora solar (CSP)-biomassa no semiárido da Paraíba |
spellingShingle |
Modelagem termodinâmica de uma usina híbrida concentradora solar (CSP)-biomassa no semiárido da Paraíba Costa Neto, Luiz Bonfim Vieira Energia solar concentrada CSP Biomassa Modelagem termodinâmica Concentrating solar Power Biomass Thermodynamic modelling CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA |
title_short |
Modelagem termodinâmica de uma usina híbrida concentradora solar (CSP)-biomassa no semiárido da Paraíba |
title_full |
Modelagem termodinâmica de uma usina híbrida concentradora solar (CSP)-biomassa no semiárido da Paraíba |
title_fullStr |
Modelagem termodinâmica de uma usina híbrida concentradora solar (CSP)-biomassa no semiárido da Paraíba |
title_full_unstemmed |
Modelagem termodinâmica de uma usina híbrida concentradora solar (CSP)-biomassa no semiárido da Paraíba |
title_sort |
Modelagem termodinâmica de uma usina híbrida concentradora solar (CSP)-biomassa no semiárido da Paraíba |
author |
Costa Neto, Luiz Bonfim Vieira |
author_facet |
Costa Neto, Luiz Bonfim Vieira |
author_role |
author |
dc.contributor.none.fl_str_mv |
Gurgel, José Maurício Alves de Matos http://lattes.cnpq.br/8118978612486649 |
dc.contributor.author.fl_str_mv |
Costa Neto, Luiz Bonfim Vieira |
dc.subject.por.fl_str_mv |
Energia solar concentrada CSP Biomassa Modelagem termodinâmica Concentrating solar Power Biomass Thermodynamic modelling CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA |
topic |
Energia solar concentrada CSP Biomassa Modelagem termodinâmica Concentrating solar Power Biomass Thermodynamic modelling CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA |
description |
The necessity of diversification of the Brazilian energy matrix, associated with the worldwide appeal for mitigation of polluting sources and the consequent environment preservation, make the renewable energy sources an interesting alternative, considering the amount of natural resources that the country has. Despite the great Brazilian solar potential, this source represents only 1.35% of the installed energy in Brazil currently, being in its entirety, photovoltaic plants. Concentrated solar power plants have a large advantage over other renewable sources of energy, due to the possibility of thermal storage, which allows generation of eletricity at times of low or no solar radiation incidence, thus having a higher efficiency, capacity factor and reliability. The use of biomass for power generation is a more widespread technology in Brazil, mainly due to the cogeneration systems of sugar-alcohol industries, representing 8,46% of the installed energy power in Brazil. The present work aims to accomplish a thermodynamic modelling of an hybrid concentrating solar power (CSP)-biomass power plant, with project power of 50MWe, parabolic trough collector and thermal energy storage, to be installed in the semiarid region of Paraíba state, making a comparasion between a plant with superheating and reheating carried out through direct combustion of biomass, with a plant that uses biomass only as an energy source for the backup system. Such modification in the plant structure promoted a 4.05% efficiency gain in the power cycle, as well as a 48.1% reduction in the required collecting surface area, and a 34.7% reduction in the amount of salt. required for the thermal storage system. |
publishDate |
2020 |
dc.date.none.fl_str_mv |
2020-12-13T23:10:35Z 2020-05-20 2020-12-13T23:10:35Z 2020-04-15 |
dc.type.status.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
dc.type.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/masterThesis |
format |
masterThesis |
status_str |
publishedVersion |
dc.identifier.uri.fl_str_mv |
https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/18740 |
url |
https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/18740 |
dc.language.iso.fl_str_mv |
por |
language |
por |
dc.rights.driver.fl_str_mv |
http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/ info:eu-repo/semantics/openAccess |
rights_invalid_str_mv |
http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/ |
eu_rights_str_mv |
openAccess |
dc.publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Federal da Paraíba Brasil Engenharia Mecânica Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica UFPB |
publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Federal da Paraíba Brasil Engenharia Mecânica Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica UFPB |
dc.source.none.fl_str_mv |
reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB instname:Universidade Federal da Paraíba (UFPB) instacron:UFPB |
instname_str |
Universidade Federal da Paraíba (UFPB) |
instacron_str |
UFPB |
institution |
UFPB |
reponame_str |
Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB |
collection |
Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB |
repository.name.fl_str_mv |
Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB - Universidade Federal da Paraíba (UFPB) |
repository.mail.fl_str_mv |
diretoria@ufpb.br|| diretoria@ufpb.br |
_version_ |
1801843019719114752 |