Modelagem Analítica de Uma Planta Termosolar Com Geração Direta de Vapor Em Coletores Cilindro Parabólicos

• Autor(a) principal: Oliveira, Carlos Antonio Alves de
• Data de Publicação: 2012
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFPE
• dARK ID: ark:/64986/0013000011rs4
• Texto Completo: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/12327
• topic: Geração Direta de Vapor; Modelagem; Coletor Parabólico; Energia Solar

As atuais plantas solares de concentração com coletores cilindro parabólicos usam um fluido térmico para transferir a energia entregue pelo campo solar para uma turbina de ciclo Rankine através de trocadores de calor. O fluido térmico usado é um óleo sintético e possui um limite de temperatura, geralmente cerca de 400°C, que limita a eficiência máxima do ciclo termodinâmico. A geração direta de vapor (DSG) nos tubos absorvedores dos coletores parabólicos é uma alternativa promissora em substituição ao óleo térmico, uma vez que permite que temperaturas mais elevadas e, consequentemente, eficiências do ciclo mais elevadas possam ser atingidas, reduzindo o custo do sistema. Este trabalho apresenta uma modelagem analítica do processo DSG em coletores parabólicos. Uma coluna de coletores solares foi dividida em três seções (pré-aquecimento, evaporação e superaquecimento) e para, cada seção, um sistema de equações diferenciais foi obtido. O bloco de potência utilizado foi do tipo regenerativo com uma extração de vapor. O modelo foi implementado usando uma ferramenta matemática e simulações foram realizadas utilizando uma configuração e parâmetros semelhantes aos usados em trabalhos publicados na literatura técnica. Os resultados mostraram boa concordância com essas publicações anteriores e permitem a obtenção de vários parâmetros importantes do processo de DSG ao longo da coluna de coletores, tais como: temperatura das paredes externa e interna do absorvedor, vazão e temperatura do fluido, título de vapor e geração de energia térmica e elétrica. Uma relação linear entre a energia térmica gerada e irradiância coletada foi obtida. Utilizando o método utilizabilidade, este resultado permite fazer previsões de longo prazo sobre o desempenho do sistema.