Tese: Simulação de uma Usina Híbrida Termossolar
Aluno(a) : Bernardo Weber Landim MarquesOrientador(a): Sergio Braga
Área de Concentração: Petróleo e Energia
Data: 22/08/2019
Link para tese/dissertação: http://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.47978
Resumo: ...O presente trabalho consiste na integração de um campo solar em uma usina de gaseificação de resíduos sólidos urbanos no município de Boa Esperança em Minas Gerais. O funcionamento atual desta usina de gaseificação utiliza os resíduos sólidos acumulados no lixão da cidade como insumos para a geração de gás de síntese no reator químico da unidade. Esta operação recupera a extensa área degradada deste vertedouro e permite a instalação do campo solar com coletores de calhas parabólicas pela futura disponibilidade de área sem acúmulo de resíduos. A queima do gás de síntese na caldeira e o futuro fornecimento de calor pelo campo solar para o pré-aquecimento do fluido de trabalho no bloco de potência caracteriza a futura usina híbrida termossolar proposta. O intuito do projeto é o fornecimento contínuo de calor pelo campo solar através da instalação de tanques de armazenamento direto de calor. A operação do campo solar é simulada pela elaboração de uma rotina computacional no software Matlab através do método das diferenças finitas unidimensional. A solução numérica do sistema de equações diferenciais que compõe o balanceamento de energia do receptor solar é formulada e validada pela comparação com o teste experimental do Laboratório Nacional de Sandia do concentrador solar SEGS LS-2 com tubo absorvedor evacuado. Além disso, o controle da vazão mássica circulante pelo campo solar é incorporado na lógica computacional de modo que a temperatura na saída do campo solar seja mantida com valores próximo ao set-point de 390°C. Portanto, as simulações computacionais com proposições sobre a partida e operação do campo solar são testadas para diferentes dias ensolarados do ano meteorológico típico do município Boa Esperança. Finalmente, um dia real com dados meteorológicos medidos em Campos dos Goytacazes pelo Instituto de Energia da PUC-Rio são utilizados para a simulação numérica do funcionamento do campo solar de acordo com a variação intermitente da irradiância direta normal. Os resultados da operação do dia real são utilizados como base para a aplicação da presente rotina computacional no projeto do campo solar do município de Boa Esperança.