Modeling and simulation of a solar cavity receiver for low latitudes (2020)
- Authors:
- Autor USP: CARVALHO, RENAN DE SOUZA - IEE
- Unidade: IEE
- Subjects: ENERGIA SOLAR; FONTES ALTERNATIVAS DE ENERGIA; FONTES RENOVÁVEIS DE ENERGIA
- Keywords: Cavity receiver; Central tower; Concentrated solar power; Direct steam generation; Energia solar concentrada; Geração direta de vapor; Receptor solar de cavidade; Simulação transiente; Torre central; Transient simulation
- Language: Inglês
- Abstract: A energia solar concentrada, também conhecida como heliotérmica, vem sendo proposta como uma alternativa renovável promissora para diversificar a matriz elétrica brasileira. Atualmente, não existem usinas heliotérmicas em operação no Brasil. Entretanto, projetos de P&D estão em desenvolvimento. Neste contexto, o presente trabalho teve como objetivo analisar o comportamento receptor solar de cavidade para geração direta de vapor baseado na tecnologia SG4 a ser instalado em uma planta de receptor de torre central de 50 kWel, atualmente em construção em Caiçara do Rio do Vento (RN), bem como possíveis melhorias (Compound Parabolic Concentrator CPC, e janela de quartzo). A simulação transiente utilizou dados reais coletados no local, aplicando o método de elementos agrupados para discretização espacial da cavidade, e o método explícito de Euler para discretização temporal, bem como o Método de Volumes Finitos para as trocas de calor entre tubo e água em um segundo modelo, mais detalhado. A validação foi realizada através da comparação dos resultados com um modelo em regime permanente considerando dois dias diferentes, com diferentes valores de irradiação e horários. Os resultados apontaram perdas de calor por convecção desprezíveis em comparação com perdas por reflexão e re-radiação. Os resultados apontaram também que a eficiência do receptor é superior à do receptor adjunto às melhorias estudadas. A eficiência térmica do modelo da cavidade foi 91.33% ao longo do dia, e 90.18%após a implementação do modelo do tubo, com geração de 1.898,93 kg e 1.883,54 kg de vapor, respectivamente. Os resultados da validação demonstraram boa concordância entre os modelos transiente e em regime permanente
- Imprenta:
- Data da defesa: 08.05.2020
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ABNT
CARVALHO, Renan de Souza. Modeling and simulation of a solar cavity receiver for low latitudes. 2020. Dissertação (Mestrado) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2020. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/106/106134/tde-30062020-150746/. Acesso em: 04 nov. 2024. -
APA
Carvalho, R. de S. (2020). Modeling and simulation of a solar cavity receiver for low latitudes (Dissertação (Mestrado). Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/106/106134/tde-30062020-150746/ -
NLM
Carvalho R de S. Modeling and simulation of a solar cavity receiver for low latitudes [Internet]. 2020 ;[citado 2024 nov. 04 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/106/106134/tde-30062020-150746/ -
Vancouver
Carvalho R de S. Modeling and simulation of a solar cavity receiver for low latitudes [Internet]. 2020 ;[citado 2024 nov. 04 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/106/106134/tde-30062020-150746/
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