Metodologia para Determinação da Viabilidade Econômica de Sistema Fresnel para uso Industrial

Marcio André Nazareno Marques¹; Bruno Monte de Carvalho¹; Jean Marc Stephane Lafay¹

¹ UTFPR - Campus Pato Branco

doi:10.20906/CPS/CON-2016-1001

Resumo

Energia térmica de processo representa 35 % do consumo de energia do setor industrial. Tradicionalmente é obtida a partir de combustíveis fósseis, lenha e energia elétrica. Os maiores percentuais de eficiência de conversão de energia solar ocorrem na conversão térmica. Dentre as tecnologias disponíveis a de concentradores de energia solar por concentração Fresnel linear vem obtendo destaque devido a relativa simplicidade tecnológica de seus componentes e baixo custo. Para a disseminação do uso desta tecnologia estudos de viabilidade técnica e econômica são necessários para as localidades em que se pretenderia aplicá-la. Apesar da existência de softwares dedicados para a tecnologia de concentradores solares, tem-se no estado da arte poucas referências aos modelos utilizados para o cálculo dos componentes do sistema, além de que todos os softwares encontrados possuem caráter privado e com restrições de uso. Para selecionar os materiais bibliográficos foram utilizados os motores de busca do ieee e sciencedirect, utilizando as palavras chave Solar energy, concentrator, solar tracking, Fresnel combinados através do operador lógico or, no período de 2012 à 2015 formando um banco de dados com 221 artigos. A partir destes foram identificados 53 artigos que apresentaram características de funcionamento de sistemas Fresnel e foram compilados os parâmetros e equacionamentos que determinam o desempenho desses sistemas. O presente trabalho apresenta um método de determinação da viabilidade econômica a partir de dados de entrada de calor de processo e dados climatológicos do local de instalação. O equacionamento para o dimensionamento do sistema foi obtido a partir da realização do estado da arte de plantas de conversão de energia implantadas com a tecnologia Fresnel, permitindo identificar os principais parâmetros técnicos de dimensionamento que afetam os cálculos de viabilidade econômica. Aspectos como design do receptor, arranjo ótico dos espelhos que impactam a eficiência do coletor e uso de torres receptoras, assim c

Palavras-chave: Solar energy; Solar tracker; Concentrator; Fresnel