Análise técnica de um sistema híbrido usando energia solar e biomassa para geração de eletricidade e dessalinização.
Data
2023
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Resumo
Os desafios globais atuais relacionados à energia são diversos, abrangendo desde as mudanças
climáticas causadas pelas atividades humanas até o crescimento constante da demanda por
diversas formas de energia. Essas circunstâncias têm exigido que os planejadores de sistemas
energéticos se concentrem em metodologias de planejamento de expansão e operação mais
eficientes e sustentáveis do ponto de vista ambiental. A água é necessária em quase todas as
atividades humanas e também para o equilíbrio do planeta em termos de biodiversidade. Este
trabalho visa analisar, do ponto de vista técnico, um sistema híbrido com energia solar e queima
de biomassa para geração de eletricidade e dessalinização. Para o desenvolvimento deste
trabalho, é necessário conduzir uma revisão bibliográfica com o objetivo de modelar e propor
o modelo de sistema híbrido mais adequado para a região nordeste do Brasil. Nesse sentido, é
necessário identificar os centros urbanos que são potenciais produtores de resíduos sólidos
urbanos ou áreas agroindustriais que produzem resíduos agrícolas. Os locais adequados para a
implantação do sistema híbrido devem ter um bom potencial de insolação e estar próximos à
costa para a captação de água do mar, ou possuir fontes de água salobra para a dessalinização.
Uma vez que os locais de estudo tenham sido identificados, é possível modelar o sistema híbrido
considerando seus principais parâmetros e componentes que afetam a eficiência térmica dos
ciclos termodinâmicos analisados. Isso é feito por meio da determinação do poder calorífico
inferior, com base na composição e quantidade de resíduos coletados. Após a modelagem dos
ciclos e seus componentes, os resultados são obtidos usando equações e considerações
relevantes. Os resultados do ciclo híbrido Rankine com CSP comparados com os resultados de
um ciclo Rankine base mostraram que o consumo de combustível diminui em 16,46 t/h para a
cidade de Natal – RN e 11,80 t/h para a cidade de Fortaleza – CE, considerando o horário de
maior incidência solar. Isto representa uma economia de combustível de 14,46% para ambas as
cidades. Na unidade de dessalinização MSF de único estágio, a partir da modelagem feita
usando os coletores solares implementados no ciclo híbrido desse trabalho, obtive-se o retorno
de 0,082 kg/s (295,2 l/h) de água dessalinizada, destacando os incrementos da temperatura.
Representa uma eficiência do sistema da ordem de 10%.
Descrição
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. Departamento de Engenharia Mecânica, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.
Palavras-chave
Energia, Energia solar, Biomassa, Dessalinização, Sistema híbrido
Citação
TEIXEIRA, Ediberto dos Anjos. Análise técnica de um sistema híbrido usando energia solar e biomassa para geração de eletricidade e dessalinização. 2023. 108 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2023.
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