Dimensionamento ótimo de concentradores solares parabólicos para produção de vapor e geração de potência

Abstract

Utilidades quentes, tais como vapor de alta pressão, são amplamente empregadas em todo o setor industrial, e majoritariamente, são produzidas pela queima de combustíveis fósseis em caldeiras. Em função da crescente necessidade da utilização de fontes renováveis de energia, uma opção ao uso de caldeiras é a utilização de concentradores solares. Estes aparatos concentram a irradiação solar, por meio de espelhos corretamente posicionados, permitindo o seu uso para geração de calor. Neste trabalho, foi modelado um circuito com um concentrador parabólico composto (CPC) para geração de vapor superaquecido de alta pressão a 270 °C a partir da água de retorno do sistema de aquecimento a 90 °C. Foi calculado o diâmetro ótimo de cerca de 3” para uma produção de vapor de 7200 kW a partir de um modelo de otimização onde foram considerados os custos de bombeamento e área de tubulações, onde o tempo de retorno do investimento foi de 1,8 anos para geração de potência.