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Título: Dimensionamento e análise de uma usina de concentração solar do tipo Fresnel linear para geração de calor de processo industrial
Título(s) alternativo(s): Dimensioning and analysis of a linear Fresnel solar concentration plant for steam generation
Autor(es): Tragnago, Cledson Luis
Orientador(es): Trentin, Robson Gonçalves
Palavras-chave: Energia solar
Energia - Fontes alternativas
Usinas heliotérmicas
Vapor d'água
Calor
Solar energy
Renewable energy sources
Solar power plants
Steam
Heat
Data do documento: 16-Nov-2017
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Pato Branco
Referência: TRAGNAGO, Cledson Luis. Dimensionamento e análise de uma usina de concentração solar do tipo Fresnel linear para geração de calor de processo industrial. 2017. 205 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Pato Branco, 2017.
Resumo: Vários segmentos da indústria utilizam vapor saturado em seus processos industriais. A produção de calor de processo através de geradores de vapor tradicionais consome uma parcela significativa de energia que muitas vezes é fornecida através de fontes que geram impactos ambientais. Neste contexto de demanda de energia surgiram os concentradores solares e dentre eles, o Sistema de Concentração Solar Fresnel Linear, tanto para o fim de geração de energia elétrica, quanto para a geração de vapor como produto final. Entretanto, mesmo a tecnologia de concentração solar tendo se tornado significante na produção de energia em muitos países, no Brasil a sua aplicação é quase inexistente, principalmente a tecnologia do tipo Fresnel. Com base nesta problemática, este trabalho teve o intuito de dimensionar uma usina de concentração solar do tipo Fresnel linear para uma característica de consumo de calor de processo típica de empresas da Microrregião de Pato Branco e analisar a produção de vapor em diferentes condições do ano para o projeto dimensionado. Para isso, estimou-se a irradiância direta para a cidade de Pato Branco para todos os dias do ano e foram analisadas as perdas ópticas e térmicas para o campo solar em dias representativos do ano, além das eficiências que o campo de concentração solar dimensionado obteve. Foi concluído que o projeto dimensionado serve como suporte na geração de calor de processo industrial para um gerador de vapor convencional e que sozinho atende à demanda em certas condições climáticas, mas não para todos os dias do ano e nem para todas as horas do dia. A utilização de uma usina de concentração solar com a tecnologia Fresnel para geração de vapor se mostrou promissora e o estudo de sua viabilidade econômica no suporte de geração de vapor pode se tornar interessante para diminuir custos na geração de vapor, visto que o sol é uma fonte gratuita e inesgotável de energia.
Abstract: Several industry segments use saturated steam in their industrial processes. The process heat production through traditional steam generators consumes a significant portion of energy that often is done through sources that generate environmental impacts. In this context of energy demand that emerged the solar concentrators and among them, the Linear Fresnel Concentrators Systems, for the purpose of generating electric energy and for generating steam as the final product. However, even the solar concentrating technology having been had significant on several countries, it is almost nonexistent in Brazil, mainly the Fresnel type. Based on this, this undergraduate thesis aimed to size a linear Fresnel type of solar concentrating plant for steam consumption caracteristic of a tipic Microrregião de Pato Branco industry, and to analise the steam production in different conditions of the year for the project sized. To size the project, the direct irradiance for the city of Pato Branco was estimated for all days of the year and analyzed the optical and thermal losses for the solar field on representative days of the year, in addition to the efficiencies that the solar concentration field obtained. It was concluded that the project sized serves as support in the generation of industrial process heat for a conventional steam generator and that it can alone to supply the demand in certain climatic conditions, but not for every day of the year or for all hours of the day. The use of a solar concentrator with Fresnel technology for steam generation has shown promise and the study of its economic viability in the support of steam generation may become interesting for reducing costs in the steam generation, since the sun is a free and inexhaustible source of energy.
URI: http://repositorio.roca.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/9216
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