Análise da variação dos parâmetros geométricos no desempenho de um refletor Fresnel Linear
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2019 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UNISINOS (RBDU Repositório Digital da Biblioteca da Unisinos) |
Texto Completo: | http://www.repositorio.jesuita.org.br/handle/UNISINOS/8812 |
Resumo: | Este trabalho teve por objetivo analisar o impacto dos parâmetros construtivos dos refletores Fresnel lineares (LFR) em sua eficiência geométrica e definir a largura do absorvedor de acordo com a dispersão da radiação refletida pelo campo de espelhos no plano de entrada do absorvedor. Os parâmetros analisados foram altura do absorvedor, a largura dos espelhos, o espaçamento entre espelhos, o raio de curvatura para o caso de espelhos curvados em formato cilíndrico e a distância focal para o caso de espelhos curvados em formato parabólico. A eficiência geométrica foi avaliada levando em consideração a energia na forma de radiação solar incidente sobre o LFR durante um dia e qual foi a parcela desta energia que efetivamente atingiu o absorvedor. Nesta análise também foram avaliadas as perdas presentes no processo, como sombreamento dos espelhos pelo absorvedor, perda de radiação entre espelhos, bloqueio entre espelhos, efeito cosseno e perdas por sombreamento entre espelhos. A metodologia utilizada para as análises foi o traçado de raios, executado com um código desenvolvido em MATLAB. Foi possível concluir que a utilização de espelhos curvados, com pequenos ângulos de borda, proporciona maior eficiência ao LFR do que com espelhos planos. O formato da curvatura, seja parabólico ou cilíndrico, não afetou na eficiência do LFR. O espaçamento entre espelhos deve ser o mínimo que permita o movimento dos espelhos sem risco de interferências. O aumento na altura do absorvedor também causou uma melhora na eficiência do LFR. Os parâmetros que minimizam a largura do absorvedor, que se mostrou muito importante para reduzir as perdas por sombreamento do absorvedor sobre o campo de espelhos, foram determinados. Outras perdas também foram determinadas para cada conjunto de parâmetros analisados. Os resultados obtidos podem fornecer informações para novos projetos. |
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A eficiência geométrica foi avaliada levando em consideração a energia na forma de radiação solar incidente sobre o LFR durante um dia e qual foi a parcela desta energia que efetivamente atingiu o absorvedor. Nesta análise também foram avaliadas as perdas presentes no processo, como sombreamento dos espelhos pelo absorvedor, perda de radiação entre espelhos, bloqueio entre espelhos, efeito cosseno e perdas por sombreamento entre espelhos. A metodologia utilizada para as análises foi o traçado de raios, executado com um código desenvolvido em MATLAB. Foi possível concluir que a utilização de espelhos curvados, com pequenos ângulos de borda, proporciona maior eficiência ao LFR do que com espelhos planos. O formato da curvatura, seja parabólico ou cilíndrico, não afetou na eficiência do LFR. O espaçamento entre espelhos deve ser o mínimo que permita o movimento dos espelhos sem risco de interferências. O aumento na altura do absorvedor também causou uma melhora na eficiência do LFR. Os parâmetros que minimizam a largura do absorvedor, que se mostrou muito importante para reduzir as perdas por sombreamento do absorvedor sobre o campo de espelhos, foram determinados. Outras perdas também foram determinadas para cada conjunto de parâmetros analisados. Os resultados obtidos podem fornecer informações para novos projetos.The objective of this work was to analyze the impact of the linear Fresnel reflector (LFR) parameters on its geometric efficiency and to define the width of the absorber according to the dispersion of the radiation reflected by the field of mirrors in the absorber input plane. The parameters analyzed were absorber height, mirror width, mirror spacing, radius of curvature for cylindrical curved mirrors and focal length for parabolic curved mirrors. The geometric efficiency was evaluated considering the energy in the form of solar radiation incident on the LFR during a day and the energy that effectively reached the absorber. In this analysis we also evaluated the losses present in the process, such as shading of the mirrors by the absorber, loss of radiation between mirrors, blocking between mirrors, cosine effect and losses by shading between mirrors. The methodology used for the analysis was the ray tracing, executed with a code developed in MATLAB. It was possible to conclude that the use of curved mirrors, with small rim angles, enables greater efficiency than with flat mirrors. The shape of the curvature, whether parabolic or cylindrical, did not affect the efficiency of the LFR. Spacing between mirrors must be the minimum that allows the movement of mirrors without the risk of interference. The increased height of the absorber also caused an improvement in the efficiency of the LFR. The parameters that minimize the width of the absorber, which was very important to minimize the losses by shading of the absorber on the field of mirrors, were determined. Other losses were also determined for each set of analyzed parameters. The results obtained can provide information for new projects.CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorWebler, Luis Carloshttp://lattes.cnpq.br/5274577400456068http://lattes.cnpq.br/9129454582576885Macagnan, Mário HenriqueUniversidade do Vale do Rio dos SinosPrograma de Pós-Graduação em Engenharia MecânicaUnisinosBrasilEscola PolitécnicaAnálise da variação dos parâmetros geométricos no desempenho de um refletor Fresnel LinearACCNPQ::Engenharias::Engenharia MecânicaEnergia solarConcentradores térmicosRefletor Fresnel linearSolar EnergyThermal ConcentratorsLinear Fresnel reflectorinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesishttp://www.repositorio.jesuita.org.br/handle/UNISINOS/8812info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UNISINOS (RBDU Repositório Digital da Biblioteca da Unisinos)instname:Universidade do Vale do Rio dos Sinos (UNISINOS)instacron:UNISINOSORIGINALLuis Carlos Webler_.pdfLuis Carlos Webler_.pdfapplication/pdf4827277http://repositorio.jesuita.org.br/bitstream/UNISINOS/8812/1/Luis+Carlos+Webler_.pdf27a24c3b4275251f3ea0e6b4cfc110dcMD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82175http://repositorio.jesuita.org.br/bitstream/UNISINOS/8812/2/license.txt320e21f23402402ac4988605e1edd177MD52UNISINOS/88122019-09-19 10:18:36.652oai:www.repositorio.jesuita.org.br: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 Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.repositorio.jesuita.org.br/oai/requestopendoar:2019-09-19T13:18:36Repositório Institucional da UNISINOS (RBDU Repositório Digital da Biblioteca da Unisinos) - Universidade do Vale do Rio dos Sinos (UNISINOS)false |
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