Otimização de Ciclos Rankine Orgânicos supercríticos : proposta de escolha do fluido de trabalho.

Abstract

Os Ciclos Rankine Orgânicos são uma variação do ciclo Rankine convencional. Neste tipo de ciclo, fluidos orgânicos são utilizados em substituição à água. A principal vantagem deste ciclo é a possibilidade de serem utilizados em fontes de baixa temperatura e pressão, 400 °C e 30 bar, enquanto ciclos de potência a água operam com temperaturas entre 320-620 °C e pressão de 20-250 bar. Isso possibilita que as fontes de calor dos ORCs (Organic Rankine Cycles) sejam energia geotérmica, energia solar, recuperação de calor residual e biomassa. Consequentemente, os ORCs se apresentam como uma fonte alternativa aos combustíveis fósseis para a geração de energia elétrica. Como se trata de uma tecnologia relativamente nova, necessita de mais estudos e investimentos para seu desenvolvimento a fim de se tornar uma opção competitiva e eficiente. Este trabalho propôs a simulação de 14 fluidos orgânicos supercríticos em quatro configurações de ciclo, com o objetivo de encontrar o fluido de melhor rendimento térmico, exergético e maior produção de trabalho líquido. As simulações foram realizadas no Engineering Equation Solver (EES), utilizando dois recursos desse software: tabelas paramétricas e a ferramenta de otimização. O fluido que apresentou o melhor resultado foi o benzeno, com 25,20% de eficiência térmica, 43,85% de eficiência exergética e trabalho líquido de 3086,2 kW.