Modelagem termodinâmica de uma planta fresnel com geração direta de vapor e armazenamento de energia térmica

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2018.

Detalles Bibliográficos
Autor: Ferreira, Willian Mendes
Tipo de recurso: tesis de maestría
Estado:Versión publicada
Fecha de publicación:2018
País:Brasil
Institución:Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)
Repositorio:Repositório Institucional da UFSC
Idioma:portugués
OAI Identifier:oai:repositorio.ufsc.br:123456789/188853
Acceso en línea:https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/188853
Access Level:acceso abierto
Palabra clave:Engenharia mecânica
Energia solar
id BR_cfa2c96fdd6b37f37335b577eeed8d1c
oai_identifier_str oai:repositorio.ufsc.br:123456789/188853
network_acronym_str BR
network_name_str Brasil
title Modelagem termodinâmica de uma planta fresnel com geração direta de vapor e armazenamento de energia térmica
spellingShingle Modelagem termodinâmica de uma planta fresnel com geração direta de vapor e armazenamento de energia térmica
Ferreira, Willian Mendes
Engenharia mecânica
Energia solar
title_short Modelagem termodinâmica de uma planta fresnel com geração direta de vapor e armazenamento de energia térmica
title_full Modelagem termodinâmica de uma planta fresnel com geração direta de vapor e armazenamento de energia térmica
title_fullStr Modelagem termodinâmica de uma planta fresnel com geração direta de vapor e armazenamento de energia térmica
title_full_unstemmed Modelagem termodinâmica de uma planta fresnel com geração direta de vapor e armazenamento de energia térmica
title_sort Modelagem termodinâmica de uma planta fresnel com geração direta de vapor e armazenamento de energia térmica
author Ferreira, Willian Mendes
author_facet Ferreira, Willian Mendes
author_role author
contributor_str_mv Passos, Júlio César
topic Engenharia mecânica
Energia solar
topic_facet Engenharia mecânica
Energia solar
description Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2018.
publishDate 2018
format masterThesis
status_str publishedVersion
url https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/188853
language por
eu_rights_str_mv openAccess
institution UFSC
collection Repositório Institucional da UFSC
reponame_str Repositório Institucional da UFSC
instname_str Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)
bitstream_url_str_mv https://repositorio.ufsc.br/bitstream/123456789/188853/-1/PEMC1866-D.pdf
spelling Modelagem termodinâmica de uma planta fresnel com geração direta de vapor e armazenamento de energia térmica Ferreira, Willian Mendes Passos, Júlio César Engenharia mecânica Energia solar Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2018. O emprego de fontes de caráter renovável para a geração de energia no mundo tem apresentado um notável crescimento nos últimos anos. Nesse cenário, a tecnologia de concentração de energia solar (CSP, do inglês Concentrating Solar Power) é considerada uma alternativa promissora para a produção de energia limpa em larga escala nas próximas décadas. No Brasil, a geração termossolar ainda é incipiente, embora alguns estudos indiquem a viabilidade de aplicação dessa tecnologia no país. A proposta deste trabalho é desenvolver o modelo de uma planta CSP do tipo Fresnel e avaliar o potencial de geração elétrica dessa planta para a região do semiárido nordestino, onde os índices de irradiação normal direta superam o valor de 2000 kWh/m²/ano. Para realizar as simulações foi empregado o software Ebsilon Professional®, por meio do qual foi desenvolvido o modelo da planta utilizando-se os dados de um ano meteorológico típico (TMY) da cidade de Bom Jesus da Lapa/BA, localizada na bacia do rio São Francisco. A planta modelada é constituída, basicamente, de três subsistemas: (a) campo solar, onde vapor é gerado diretamente a 550 °C e 107 bar; (b) sistema de armazenamento de energia térmica e (c) ciclo Rankine, cuja potência bruta é igual a 30 MWe. A partir da simulação anual da planta foram obtidos os perfis de geração elétrica, fator de capacidade e eficiência solar-elétrica ao longo do ano. Os resultados mostraram uma distribuição razoavelmente uniforme da produção anual de energia da planta, embora a geração seja maior durante o período seco (abril a setembro) do que durante o período úmido (outubro a março). O oposto ocorre em relação ao armazenamento de energia térmica: durante a estação úmida a quantidade de energia armazenada é maior do que durante a estação seca. Os valores de eficiência solar-elétrica obtidos indicam que a geração direta de vapor e o armazenamento de energia térmica podem ser fatores importantes para o crescimento da competitividade da tecnologia Fresnel no mercado nos próximos anos. Abstract : In recent years, the use of renewable sources of energy has shown a remarkable growth. In this scenario, concentrating solar power (CSP) is considered a promising alternative for large-scale clean energy production in the coming decades. In Brazil, the CSP market is still incipient, although some studies indicate the feasibility of incorporating this technology in the country. The purpose of this study is to develop the model of a linear Fresnel CSP plant and to evaluate the electricity generation potential of this plant for the semi-arid region of the Northeast of Brazil, where direct normal irradiation (DNI) exceeds 2000 kWh/m²/year. In order to carry out the simulations, the Ebsilon Professional® software was used, through which the model of the plant was developed using data from a typical meteorological year (TMY) of the city of Bom Jesus da Lapa/BA, located in the São Francisco river basin. The modeled plant consists basically of three subsystems: (a) solar field, where steam is directly generated at 550 °C and 107 bar; (b) thermal energy storage system and (c) Rankine cycle, whose design gross output is equal to 30 MWe. From the annual simulation of the plant, the profiles of electricity generation, capacity factor and solar-electric efficiency throughout the year were obtained. The results showed a fairly even distribution of the plant's annual energy output, although the generation is larger during the dry period (April to September) than during the wet period (October to March). The opposite occurs in relation to thermal energy storage: during the wet season the amount of energy stored is higher than during the dry season. The solar-electric efficiency values obtained indicate that the direct steam generation and the thermal energy storage can be important factors for the growth of Fresnel technology competitiveness in the market in the coming years. 356523 https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/188853
_version_ 1878427309943291904
publishDateSort 2018
author_browse Ferreira, Willian Mendes
score 6,924472

Similares en LA Referencia