PREVISÃO DE PERFORMANCE ENERGÉTICA POR MEIO DE SIMULAÇÃO TRANSIENTE DE UM SISTEMA CSP COM TORRE CENTRAL INTEGRADO A ATIVIDADES AGROINDUSTRIAIS

  • Pedro Henrique Silva Bezerra Universidade Estadual Julio de Mesquita Filho
  • Odivaldo José Seraphim UNESP/FCA
  • Celso Eduardo Lins de Oliveira USP

Resumo

Para demonstrar o funcionamento da tecnologia CSP, é de fundamental importância a simulação dos processos por meio de ferramentas computacionais, que permitem a previsão do desempenho energético. O objetivo dessa pesquisa foi obter o desempenho energético de uma usina CSP com receptor central, com capacidade instalada de 70kWel, integrado a sistemas agroindustriais em São Paulo. A pesquisa se baseou na criação de um modelo de sistema CSP, para geração de eletricidade, acoplados a um Matadouro e Laticínio. As análises foram realizadas com do uso da ferramenta computacional TRNSYS. Os resultados prévios oriundos das simulações foram em resposta à irradiação solar. Nas melhores épocas do ano em que a radiação é mais frequente e intensa, foi-se registrado valores acima de 1000 W/m², sendo que durante o ano, o valor integral obtido foi 1.957,73 kW/m²/ano. Os valores de eficiência óptica obtidos alcançaram a ordem de 45%. A eficiência média de conversão do calor proveniente do sol em eletricidade do ciclo foi 18%. Durante o dia, a potência líquida da turbina foi de aproximadamente 30 kWe, sendo que o valor de geração anual integrado foi na ordem de 108.618 kWh/ano. Ao aplicar os valores de geração obtidos no perfil do consumo do Laticínio, os resultados apontaram que em um dia de geração, considerável bom com 10 horas de irradiação, a planta supriria 60% da demanda energética. O sistema pode ser analisado como uma alternativa de eficiência energética com aplicação da resolução ANEEL 482/2012.

Palavras-chave: Energia Solar Concentrada; sistema CSP com torre central; desempenho energético.

 

ENERGY PERFORMANCE PREDICTION BY TRANSIENT SIMULATION OF A CSP SYSTEM WITH CENTRAL TOWER INTEGRATED TO AGRO-INDUSTRIAL ACTIVITIES

 

ABSTRACT: To demonstrate the operation of CSP technology is fundamental to simulate the processes by computational tools, which allow prediction of energy performance. The objective of this research was obtain the energy performance of CSP plant with central receiver, with installed capacity of 70kWel, integrated an agribusiness systems in São Paulo. The research was based on the creation of a model of CSP system, for electricity generation, coupled to a Slaughterhouse and Dairy. The analyzes were performed with the use of the computational tool TRNSYS. The previous results from the simulations were in response to solar irradiation. In the best times of the year when radiation is more frequent and intense, values above 1000 W / m² were recorded, and during the year the total value obtained was 1.957.73 kW / m² / year. The average efficiency heat conversion from the sun into electricity cycle was 18%. During the day, the net power of the turbine was approximately 30 kWe, and the integrated annual generation value was in the order of 108,618 kWh / year. By applying the generation of values obtained in Dairy consumption profile, the results showed that a day generation, with considerable good 10 hours of irradiation, the plant would supply 60% of the energy demand. The system can be analyzed as an alternative energy solution with the application of ANEEL resolution 482/2012.

KEYWORDS: Concentrated Solar Power; CSP system with central tower; performance.

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Doutorando em Energia na Agricultura (Energia Solar), pela Faculdade de Ciências Agronômicas da Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho UNESP Campus de Botucatu/SP (em parceria com Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos da Universidade Federal de São Paulo USP Campus de Pirassununga/SP). Mestrado em Energia na Agricultura (Agronomia), com ênfase em processos físicos e energéticos de processamento de grãos para produção de Biocombustível. Graduado em Engenharia Agrícola e Ambiental pela Universidade Federal de Mato Grosso UFMT. Possui experiência na área de Engenharia Civil, na produção de Energia Renovável e Eficiência Energética, com ênfase em Energia Solar Térmica. Atualmente desenvolve pesquisas relacionadas à construção, modelagem e simulação de sistemas de Energia Solar Concentrada CSP (Concentrated Solar Power) em parceria com as instituições alemãs: Centro Aeroespacial Alemão (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt - DLR), Solar-Institut Jülich: Fachhochschule Aachen (SIJ FH Aachen) e Brandenburgische Technische Universität Cottbus - Senftenberg (BTU Cottbus).
Publicado
2018-12-13
Seção
Processamento e Balanço Energético de Produtos e Derivados Agropecuários