COMPORTAMENTO ÓPTICO DE DIFERENTES TIPOS DE CONCENTRADORES SECUNDÁRIOS DE UM SISTEMA DE REFLETORES LINEARES FRESNEL
Patricia Scalco1; Jacqueline Biancon COPETTI1; Mário Henrique MACAGNAN1; Benjamin PILLOT1
1 Universidade do Vale do Rio dos Sinos
doi:10.20906/CPS/CON-2016-1148
Resumo
O uso de energia solar para alimentar processos que exigem temperaturas em torno de 300 ºC aparece como uma alternativa para suprir o uso de combustíveis fósseis. Para atingir essa temperatura, é necessário utilizar equipamentos de alto rendimento e que sejam capazes de concentrar grande quantidade de radiação solar em pequenas áreas. Uma dessas tecnologias são os Refletores Fresnel Lineares (LFR). O sistema LFR consiste em um conjunto de espelhos que captam os raios solares e os reflete para um ponto fixo, chamado de receptor. No receptor é onde acontece a conversão da radiação em calor e é composto por um tubo absorvedor, por onde escoa um fluido e pelo concentrador secundário, que consiste em uma segunda superfície reflexiva cuja função é maximizar a quantidade de raios que serão absorvidos pelo tubo absorvedor. O concentrador secundário pode possuir diferentes geometrias que estão em constante evolução e variam de sistema para sistema de acordo com a demanda exigida. Logo, percebe-se a importância do desenvolvimento de um modelo numérico que leve em consideração os aspectos geométricos do sistema. Dessa forma, este trabalho apresenta um estudo dos fenômenos ópticos referentes ao concentrador secundário, através de um procedimento de traçado de raios utilizando o método estatístico de MonteCarlo. Duas geometrias de concentradores de formato trapezoidal e parabólico são avaliadas quanto ao comportamento dos raios para diferentes ângulos de incidência e condições do concentrador secundário. Com isso foi possível calcular a eficiência óptica de cada um dos tipos de concentradores secundários analisados. Foi verificado que para o concentrador do tipo parabólico a eficiência é maior devido a curvatura de sua superfície. Entretanto, ao inserir um invólucro de vidro na abertura do concentrador o comportamento do concentrador trapezoidal foi mais satisfatório. A partir disso, foi possível determinar o modelo de concentrador secundário que melhor se adapta a situação requerida.
Palavras-chave: energia solar; refletores Fresnel lineares; concentrador secundário