Orientador: Kamal Abdel Radi Ismail / Dissertação (mestrado profissional) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-09T17:08:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Brito_JoseClet_M.pdf: 4633715 bytes, checksum: 1c1eff1cb154ddf97b9f0996fa4289bf (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Neste trabalho apresentamos um estudo sobre piscina solar, como retentora de energia térmica, para futura transformação em energia elétrica, sendo esta constituída por 03 camadas de água salgada com gradientes de densidades diferentes e em ordem crescente de cima para baixo, fazendo com que obtivéssemos 03 temperaturas também em ordem crescente. Fizemos o seu monitoramento durante onze dias, e os dados obtidos nos ensaios permitiram uma análise das diferenças entre as temperaturas final e inicial, da zona de armazenamento, zona intermediária, zona de superfície e o rendimento ao longo dos onze dias no intervalo de tempo das 8:00h. às 17:00h., conforme mostra as tabelas 4.1 a 4.12. A apresentação dos resultados em forma de gráfico é muito importante, pois permite extrair com mais realidade os parâmetros que descrevem, de forma simples, o omportamento da piscina solar de gradiente salino. As variações de temperatura de cada zona, para melhor visualização gráfica, são apresentadas nos gráficos 4.1 a 4.11, sendo nas ordenadas as temperaturas médias e nas abscissas os tempos. E, no gráfico 4.12, o rendimento em função da temperatura média. Após a realização dos ensaios, os pontos foram plotados, gerando os gráficos 4.1 a 4.12. Utilizamos o valor médio diário da radiação solar incidente, como sendo 837,34W/m2, segundo dados da Tese de Mestrado de LOPES, (2004), para latitude de 2,55º em relação a linha do equador em São Luís do Maranhão e a potência total disponível de 164,41W. Os dados experimentais informam que a temperatura máxima da zona de armazenamento foi obtido no 2º ensaio, correspondendo a 45ºC e sua eficiência máxima de 13,09%, obtido no 5º ensaio, com intervalo de confiabilidade, respectivamente iguais a [4,26 ; 8,26]% e [5,16 ; 6,32]ºC, conforme demonstrativo nos apêndices: D.2.10.2 e D.5.8.2 / Abstract: In this work we present a study on solar swimming pool, as retainer of thermal energy, for future transformation in electric energy, being this consisting by 03 salty with gradients of different densities and orderly water layers increasing from top to bottom, making with that we also got 03 temperatures orderly increasing. We made its monitoramento during eleven days, and the data gotten in the assays had allowed an analysis of the differences between the temperatures final and initial, of the zone of storage, intermediate zone, zone of surface and the income to the long one of the eleven days in the interval of time of 8:00h. to 17:00h., as it shows to tables 4,1 the 4.12. The presentation of the results in graph form is very important, therefore it allows to extract with more reality the parameters that they describe, of simple form, the behavior of the solar swimming pool of saline gradient. The variations of temperature of each zone, for better graphical visualization, are presented in graphs 4,1 the 4,11, being in commanded the average temperatures and the abscissas the times. E, in the graph 4,12, the income in function of the average temperature. After the accomplishment of the assays, the points had been located, generating graphs 4,1 the 4.12. We use the daily average value of the incident solar radiation, as being 837,34W/m2, according to data of the Thesis of Mestrado of LOPES, (2004), for latitude of 2,55º in relation the line of the equator in São Luís of the Maranhão and the available total power of 164,41W. The experimental data inform that the maximum temperature of the storage zone was gotten in 2º assay, corresponding 45ºC and its maximum efficiency of 13,09%, gotten in 5º assay, with trustworthiness interval, respectively equal [ 4,26; 8,26]% and [ 5,16; 6,32]ºC, as demonstrative in the appendices: D.2.10.2 and D.5.8.2 / Mestrado / Instrumentação e Controle Industrial / Mestre em Engenharia Mecânica

Submitted by Maicon Juliano Schmidt (maicons) on 2015-03-30T18:22:27Z No. of bitstreams: 1 Israel de Oliveira.pdf: 2249672 bytes, checksum: 651678b57093fe8cfdec97b6e6da1274 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-30T18:22:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Israel de Oliveira.pdf: 2249672 bytes, checksum: 651678b57093fe8cfdec97b6e6da1274 (MD5) Previous issue date: 2014-01-31 / JTI Processadora de Tabaco do Brasil Ltda / Programa de Bolsas de Estudo Talentos Tecnosinos / O Brasil é um dos maiores produtores mundiais de tabaco de estufa e a região sul é a maior responsável por essa produção, principalmente o estado do Rio Grande do Sul. Uma das etapas do processo de beneficiamento desse produto é a secagem (cura) das folhas, que utiliza essencialmente lenha como fonte de energia. Esse trabalho apresenta um estudo dos aspectos energéticos que envolvem a cura de tabaco da espécie Virgínia, os resultados e análises das simulações realizadas no software TRNSYS, de um sistema solar térmico com aquecimento de água para complemento energético desse processo de cura. A partir de dados experimentais obtidos em processos de cura, foram definidos os parâmetros mais importantes para a determinação da carga térmica necessária e calculadas as perdas térmicas envolvidas. Os resultados apresentados pelas simulações mostraram que o sistema de energia solar proposto, atuando como fonte auxiliar de energia em uma estufa do tipo bulk, é capaz de atender completamente a carga térmica da primeira fase do processo de cura e contribuir com o aumento da temperatura na estufa necessário à cura dessa espécie de tabaco, gerando reduções no consumo de lenha do processo da ordem de 18 a 39 %, considerando que esse ocorra em um período de sete dias ensolarados no verão, na região de Santa Cruz do Sul-RS. / Brazil is one of the largest barn tobacco producers and the southern region is largely responsible for this production, especially the state of Rio Grande do Sul. One of the steps involved in this product’s processing chain is the leaves drying (curing), which essentially uses firewood as energy source. This work presents a study of the energy aspects involving the curing of Virginia tobacco, the results and analysis of simulations, using the TRNSYS software, of a solar thermal energy system with water heating to complement this curing process. From the experimental data obtained in curing processes, the most important parameters for the determination of thermal load were defined and the heat losses involved were calculated. The results presented by these simulations showed that the proposed solar energy system, acting as an auxiliary power source of a bulk type barn, can completely meet the thermal load of the first phase of the curing process and contribute to the increase of temperature in the barn necessary to cure this kind of tobacco, reducing 18-39 % the firewood consumption in the process, assuming a seven sunny days period during the summer at the region of Santa Cruz do Sul – RS.

Submitted by Maicon Juliano Schmidt (maicons) on 2015-07-14T14:56:26Z No. of bitstreams: 1 Claudio Soave.pdf: 7375907 bytes, checksum: 473d80e1a4fc185d6e6b38aefe29c2bc (MD5) / Made available in DSpace on 2015-07-14T14:56:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Claudio Soave.pdf: 7375907 bytes, checksum: 473d80e1a4fc185d6e6b38aefe29c2bc (MD5) Previous issue date: 2014-01-31 / CNPQ – Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / FINEP - Financiadora de Estudos e Projetos / A energia solar é uma fonte de energia limpa e renovável que vem destacando-se no cenário mundial, em especial em países desenvolvidos como Japão, Alemanha e EUA. Uma das aplicações em que o uso da energia solar vem crescendo, atualmente, é no aquecimento de água para uso doméstico e industrial. No cenário brasileiro, há um incentivo por parte do Governo Federal para trabalhos de pesquisa que visam desenvolver tecnologias de baixo custo para o aproveitamento da energia solar térmica por famílias de baixa renda, diminuindo o consumo de eletricidade. Um sistema de aquecimento de água com energia solar é essencialmente composto por coletor e reservatório térmico. Atualmente, estes dispositivos representam a maior parte dos custos envolvidos devido ao uso de materiais nobres, tais como o aço inoxidável, o cobre e o alumínio. Para que o uso dos coletores solares seja difundido e alcance um preço de mercado compatível com a realidade das famílias de baixa renda é necessário que os custos dos materiais e dos processos de fabricação sejam reduzidos. Os polímeros são materiais sintéticos formados por grandes moléculas que possuem características técnicas específicas e desejáveis para a aplicação na construção de coletores solares, entre elas fácil moldagem, baixo peso e baixo custo. Com o objetivo de auxiliar no desenvolvimento de uma tecnologia de baixo custo e fácil instalação, este trabalho apresenta o desenvolvimento e construção de um protótipo de coletor solar utilizando material polimérico com o intuito de testar as variáveis inerentes ao processo. Foram realizadas simulações para o estudo de diversas geometrias de canais retangulares e seu impacto no desempenho térmico dos coletores e foram buscadas formas de desenho a fim de contornar o problema da baixa condutividade térmica dos polímeros. A partir dessas simulações, foi construído um protótipo de coletor solar, que foi ensaiado para determinação de seu desempenho térmico. Os resultados apresentados foram promissores, mostrando que é possível o uso desses materiais sem que haja perda significativa de eficiência, além de mostrarem que existe a possibilidade de redução de seus custos de fabricação. / Solar energy is a clean, renewable energy that is standing out on the world stage, especially in developed countries like Japan, Germany and USA. One of the applications in which the use of solar energy is currently growing is in domestic and industrial water heating. In the Brazilian view, there is an incentive from Governo Federal to research papers aiming the development of the low-cost technologies for the use of solar thermal energy in low income families, thus, there is a reduction in the electricity consumption. A solar water heating system is essentially composed of collector and thermal reservoir. Currently, these devices represent the two most of the costs involved in their use due to the fine materials and high-cost process that are employed in the manufacture of both these equipments such as steel, copper and aluminum. For the use of solar collectors is widespread and reach a market price compatible with the reality of low-income families is necessary that the cost of materials and manufacturing processes be reduced. The polymers are synthetic materials formed by large molecules that have specific technical characteristics and desirable for application in the construction of solar collectors, including easy molding, low weight and low cost. In order to assist in developing a low-cost technology and easy installation, this work presents the development and construction of a prototype solar collector using polymeric material to test the variables inherent in the use of this technology. This work makes a bibliographic study on the types of polymeric materials for possible application, as well as an analysis of appropriate geometries. Finally a simulation was performed using the computer program ESS in order to determine: thermal performance, geometry and proper materials. Based on the data generated by the program, was designed and built a prototype flat plate solar collector in polymeric material. Finally tests was performed at the Laboratory of the University of Vale do Rio dos Sinos - UNISINOS in order to determine the thermal performance of the collector.

Submitted by Maicon Juliano Schmidt (maicons) on 2015-07-15T13:18:20Z No. of bitstreams: 1 Fábio Ricardo de Oliveira de Souza.pdf: 10103280 bytes, checksum: 4e2fd0c8307348f7e9098749cafe8b73 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-07-15T13:18:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fábio Ricardo de Oliveira de Souza.pdf: 10103280 bytes, checksum: 4e2fd0c8307348f7e9098749cafe8b73 (MD5) Previous issue date: 2013-01-31 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / PROSUP - Programa de Suporte à Pós-Gradução de Instituições de Ensino Particulares / Este trabalho apresenta um estudo numérico sobre características de escoamento e transferência de calor em tubo evacuado. A abordagem numérica foi realizada com o software comercial ANSYS-CFX. O modelo numérico adotado é tridimensional e é composto pelas equações da conservação da massa, quantidade de movimento e energia. A malha computacional é do tipo hexaédrica, com refinamento nas regiões de maiores gradientes térmicos e fluidodinâmicos. O modelo implementado foi validado com resultados numéricos da literatura e um estudo de caso foi realizado, considerando variações do ângulo de inclinação do tubo, da variação da taxa de transferência de calor para o tubo e da variação da temperatura da água proveniente do reservatório térmico. Também foram avaliadas duas hipóteses: uma considerando propriedades físicas da água constantes e a outra com propriedades variáveis com a temperatura. Comparações são apresentadas para campos de velocidade e temperatura, vazão mássica e números de Nusselt e de Reynolds. O comparativo entre os resultados obtidos com a hipótese de propriedades constantes, com aqueles obtidos com propriedades variáveis mostra diferenças significativas entre eles, apontando a importância do uso de propriedades variáveis neste tipo de simulação numérica. Os resultados dos estudos paramétricos indicam que o incremento da vazão mássica e da temperatura média de saída do fluido é diretamente proporcional ao incremento do ângulo de inclinação, da taxa de transferência de calor e da temperatura do reservatório térmico. / This work presents a numerical study on characteristics of flow and heat transfer in an evacuated tube. The numerical approach was performed with the commercial software ANSYS-CFX. The numerical model adopted is three-dimensional and consists of the mass, momentum and energy equations. The computational mesh is hexaedrical, with refinement in regions of higher thermal and fluid gradients. The implemented model was validated with numerical results of literature and a case study was conducted considering inclination angle, rate of heat transfer and water temperature from the thermal reservoir. Also were evaluated two hypotheses: one considering constant physical properties of water and the other with properties varying with temperature. Comparisons are presented for velocity and temperature fields, mass flow and Nusselt and Reynolds numbers. The comparison between the results obtained with the hypothesis of constant properties, with those obtained with variable properties, shows significant differences between them, pointing out the importance of using variable properties in this type of numerical simulation. The results of the parametric studies indicate that the increment of the mass flow and average temperature of the fluid is directly proportional to the inclination angle, the rate of heat transfer and the temperature of the thermal reservoir.

Submitted by Silvana Teresinha Dornelles Studzinski (sstudzinski) on 2017-02-10T11:07:35Z No. of bitstreams: 1 Jair Carlos Muller_.pdf: 2333529 bytes, checksum: 36c56be5b98f22351456fbe4e419d28f (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-10T11:07:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Jair Carlos Muller_.pdf: 2333529 bytes, checksum: 36c56be5b98f22351456fbe4e419d28f (MD5) Previous issue date: 2016-10-04 / CNPQ – Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Este trabalho apresenta um estudo geométrico de um refletor Fresnel linear para a produção de energia térmica com uso de um rastreador solar para orientação dos espelhos. A realização deste trabalho teve como base o estudo do sistema de coordenadas empregado para o cálculo da inclinação dos espelhos em função da posição do Sol em um determinado instante. O método utilizado considera que a radiação direta proveniente do Sol atinja o centro do espelho, cuja inclinação a cada instante permite a reflexão dessa radiação para o centro do absorvedor, situado a uma dada altura em relação ao plano contendo o eixo dos espelhos. Através do estudo da inclinação dos espelhos, foram analisadas as influencias causadas pela distância entre espelhos, altura do receptor, largura dos espelhos e o número de espelhos. Com estes parâmetros analisados, implementou-se uma simulação em MATLAB que forneceu valores de potência refletida no plano de entrada do concentrador secundário, valores de perdas por sombreamento, bloqueio, desfocagem e posição angular de cada fileira de espelho. Tendo estes dados como base foi construído um rastreador solar controlado por um micro controlador Arduino, que permite orientar as fileiras de espelhos com um único motor e eixo de acoplamento. O programa no micro controlador verifica data e hora como dados iniciais, depois as coordenadas geográficas de latitude 29º 45’ 17,979” S e longitude 51º 9’ 1,019” W do local. Assim, foi possível comprovar, através de imagens refletidas pelos espelhos no receptor secundário, que os parâmetros de posição angular estão corretos e que a concentração dos raios solares no absorvedor do concentrador secundário tem precisão adequada, fornecendo ao sistema confiabilidade para sua utilização. / This paper presents a geometric study of a linear Fresnel reflector for the production of thermal energy with use of a solar tracker for orientation of mirrors. This work was based on the study of the coordinate system used for the calculation of the slope of the mirrors as function of the sun’s position at a given time. The method considers that the solar direct radiation reaches the center of the mirror, whose slope at each instant allows the reflection of this radiation to the center of the absorber located at a given height from the plane containing the axis of the mirrors. Through the study of slope of mirrors, were analyzed the influences caused by the distance between mirrors, the height of receiver, width of the mirrors and the number of mirrors. With these parameters, it was implemented a simulation in MATLAB which provided power values reflected in the secondary concentrator inlet plane, values of losses by shading, blocking, by defocus and the angular position of each row of mirror. Having these data as base was built a controlled solar tracker by an Arduino micro controller, which allows directing the rows of mirrors with a single engine and coupling shaft. The program in micro controller checks the date and time as initial data, then the geographical coordinates of latitude 29° 45 ' 17.979 "S and longitude 51° 9 ' 1.019" W the local. Thus, it was possible to prove, through images reflected by mirrors on the secondary receiver, that the angular position parameters are correct and that the concentration of sunrays in the absorber secondary hub has adequate accuracy, providing the system reliability for its use.

Orientador: Jose Tomaz Vieira Pereira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-06T10:01:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Varella_FabianaKarladeOliveiraMartins_M.pdf: 1832499 bytes, checksum: 1908f1a8e922a649668feeb398910006 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: O mercado de aquecimento solar de água vem crescendo desde a década de 90, porém há falta de informações sobre estudos de caso que avaliem a inserção de aquecedores solares de água nos domicílios brasileiros. Visando contribuir para reduzir essa carência o presente trabalho tem como objetivo avaliar a inserção de aquecedores solares de água no distrito de Barão Geraldo, Campinas-SP. A avaliação foi efetuada através de um plano amostral aleatório estratificado, pois essa metodologia permite conhecer melhor as características próprias de cada segmento da região estudada. Foi necessária a construção de um cadastro para a população pertencente ao distrito de Barão Geraldo, a realização de uma amostra piloto, e por fim, uma amostra final. Após a elaboração do cadastro foram desenvolvidos três questionários para revendedores autorizados, fabricantes e consumidores. O resultado dos questionários aplicados aos consumidores mostra que 19% (com margem de erro máximo de ±5%) dos domicílios do distrito de Barão Geraldo possuem aquecedor solar, ou seja, 1.800 domicílios. Foi realizada a análise do perfil de consumo de energia elétrica dos domicílios por posse de aquecedor solar de água, no período de 1999 a 2003. Verificou-se que os domicílios com aquecedor solar estão consumindo mais energia elétrica do que aqueles que não o tem. Porém, não foi avaliado se esses domicílios consomem mais energia elétrica após a instalação do aquecedor solar / Abstract: The market of solar water heating is growing since the decade of 1990, however there is a lack of information on case studies that evaluate the insertion of solar water heaters in Brazilian dwellings. In order to supply that lack, the present work aims at evaluating the insertion of solar water heaters in Barão Geraldo, district of Campinas-SP. The evaluation was made through a stratified aleatory sample plan, which allows to know the characteristics of each segment of the studied area. It was necessary to create a database of Barão Geraldo population, to accomplish a pilot sample and a final sample. After the elaboration of the database three questionnaires were developed for resellers, manufacturers and consumers. The result of the applied questionnaires to the consumers shows that 19% (with maximum error margin of ±5%) of the dwellings of Barão Geraldo district possesses solar heaters, i.e. , 1.800 dwellings. The analysis of electric power consumption of the dwellings was realized by ownership of solar water heater, in the period from 1999 to 2003. It was verified that the dwellings with solar heaters consume more electric power than the ones that don't possess it. However, it wasn¿t evaluated if those dwellings consume more electric power after the installation of the solar heaters / Mestrado / Planejamento de Sistemas Energeticos / Mestre em Engenharia Mecânica

Submitted by Fabricia Fialho Reginato (fabriciar) on 2015-06-30T23:58:11Z No. of bitstreams: 1 ClauberFerasso.pdf: 8384052 bytes, checksum: dc9cfb947f94d52412c3434032ae62da (MD5) / Made available in DSpace on 2015-06-30T23:58:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ClauberFerasso.pdf: 8384052 bytes, checksum: dc9cfb947f94d52412c3434032ae62da (MD5) Previous issue date: 2013-08 / FINEP - Financiadora de Estudos e Projetos / A contribuição das fontes de energias alternativas, principalmente a solar térmica, para a diversificação da matriz energética brasileira é importante devido, principalmente, ao aumento da demanda do consumo de energia elétrica, ocasionado pelo progresso e desenvolvimento da população e do País. Parte deste aumento é consequência do uso simultâneo de milhares de chuveiros elétricos, na maioria das vezes no horário de ponta, considerado um dos responsáveis pelo elevado pico na curva de demanda entre 18 e 21 horas. Frente a isso, a utilização da energia solar através de sistemas de aquecimento solar para o uso doméstico, vem ao encontro deste propósito. Após análise do consumo médio mensal de energia elétrica fornecida pela concessionária AES Sul no período de um ano em um conjunto residencial na cidade de Canoas – RS, foi possível estimar o custo da utilização do chuveiro elétrico nesse local, por domicílio, que representa entre 25 a 30 % da fatura de energia elétrica. A produção de energia térmica através de sistemas de aquecimento solar para pré- aquecimento de água quente para uso doméstico foi simulada utilizando-se o software TRNSYS, para diversas configurações de sistemas (área de coletor e capacidade de armazenamento). A relação entre a demanda de energia para aquecimento de água e a energia produzida pelo SAS foi parametrizada utilizando-se o conceito de fração solar mensal e anual. Foi considerada uma temperatura mínima de consumo de água quente de 40 °C e um perfil de consumo correspondente à taxa de ocupação média dos domicílios no local. Os dados climáticos necessários para a simulação foram obtidos a partir do ano meteorológico típico (TMY) para Porto Alegre. Os resultados obtidos das diversas simulações mostraram que é possível obter uma economia direta para consumidor de até 58% de energia consumida pelo chuveiro elétrico e uma economia de energia estimada em 12.399 kWh para o sistema elétrico ao longo de 20 anos. Estes resultados podem ser melhorados com a diminuição do custo unitário do SAS ou através de incentivos decorrentes da diminuição dos custos de ampliação da capacidade da rede elétrica por parte das concessionárias, decorrentes da mudança do perfil de carga do sistema. / The contribution of alternative energy sources, particularly solar thermal, to diversify the Brazilian energy matrix is important, mainly due to increased demand of electricity consumption, caused by the progress and development of the population as well as the country. Part of this increase is a consequence of the simultaneous use of thousands of electric showers, mostly during peak hours, considered one of the chief responsible for the high peak in the demand curve between 6.00 and 9.00PM. Given this, the use of solar energy, through solar heating systems for domestic use, meets this purpose. After the analysis of the average monthly consumption of electricity provided by the supplier AES Sul in the period of one year in a residential complex in the city of Canoas – RS, it was possible to estimate the cost of using electric showers in that location, per household, which was between 25 to 30% of the electricity bill. The production of thermal energy through solar heating systems for preheating domestic hot water was simulated using the TRNSYS software for various system configurations (collector area and storage capacity). The relationship between energy demand for water heating and energy produced by SAS was parameterized using the concept of monthly and annual solar fraction, considering a minimum temperature of hot water of 40 ° C, and a profile of consumption corresponding to the average occupancy rate of households at the site. The climatic data required for the simulation were obtained from the typical meteorological year (TMY) to Porto Alegre and the results of several simulations showed that it is possible to get direct savings to the consumer up to 58% of energy consumed by electric shower and energy savings estimated at 12,399 kWh for the electricity system over a period of 20 years. These results can be improved by reducing the unit cost of SAS or through incentives from lowering the cost of expanding the capacity of the electric grid by suppliers, resulting from the change of the system load profile.

Submitted by Silvana Teresinha Dornelles Studzinski (sstudzinski) on 2015-11-30T14:46:17Z No. of bitstreams: 1 Sérgio Luiz Bohrer Filho_.pdf: 1393460 bytes, checksum: 335661e44d51f93aa77abb3a780e6e5a (MD5) / Made available in DSpace on 2015-11-30T14:46:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sérgio Luiz Bohrer Filho_.pdf: 1393460 bytes, checksum: 335661e44d51f93aa77abb3a780e6e5a (MD5) Previous issue date: 2015-10-14 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / PROSUP - Programa de Suporte à Pós-Gradução de Instituições de Ensino Particulares / Este trabalho apresenta um estudo de viabilidade de inserção de energia solar térmica na matriz elétrica brasileira, através de integração de um campo de energia termosolar concentrada com uma usina termelétrica de ciclo combinado localizada na Região Centro-Oeste. A atual conjuntura do setor elétrico, que apresenta crescimento do despacho termelétrico e consequente elevação dos custos de geração de energia elétrica, provocados principalmente por períodos de Energia Natural Afluente (ENA) abaixo da média, justifica o desenvolvimento de fontes alternativas. O objetivo principal deste estudo é apresentar um modelo de empreendimento de produção de eletricidade por meio de fonte solar térmica, compatível à realidade tecnológica e econômica do mercado de energia. O estudo baseia-se na simulação de integração de um campo solar com tecnologia de concentração Fresnel linear e geração direta de vapor superaquecido, junto à Usina Termelétrica Luís Carlos Prestes (UTE-LCP), no município de Três Lagoas, no estado de Mato Grosso do Sul. O desempenho do campo solar é verificado através do software System Advisor Model (SAM) da National Renewable Energy Laboratory (NREL) e a produção adicional de termeletricidade é determinada com base na análise de eficiência do ciclo de Rankine da UTE-LCP. Por fim, é realizada a análise financeira do projeto através de ferramentas de engenharia econômica, onde identifica-se um custo nivelado da energia elétrica (LCOE) de pelo menos 139,24 USD MW-1h-1, uma redução de 42,7% em relação às estimativas de custo internacionais para usinas heliotérmicas. Análises de sensibilidade indicam que o custo do capital tem impacto crítico sobre o LCOE, fato atribuído ao caráter de alta dependência dos recursos de capital da tecnologia solar térmica. / This work presents a study of concentrated solar power insertion in the Brazilian energy matrix, through integration of the solar energy with Luís Carlos Prestes Thermoelectric Power Plant (UTE-LCP) in Três Lagoas city. The current situation of the Brazilian electricity sector, which has presented strong growth of thermoelectric dispatch in recent years and the consequent increase in the cost of electricity generation, justifies the development of alternative energy sources. The purpose of this study is to present a model of electricity generation through thermal solar source compatible to technological and economic realities of the energy market. The study is based on evaluation of the linear Fresnel reflector with direct steam generation, because this configuration has investment, operation and maintenance attractive costs. The performance of the solar field is simulated in the System Advisor Model software (SAM) of the National Renewable Energy Laboratory (NREL). The predict performance is used with UTE-LCP operational database to estimate the additional electricity generation. Finally, the financial analysis is carried out through economic engineering tools, which identifies a Levelized Cost of Electricity (LCOE) of the 139.24 USD MW-1h-1 at least. This LCOE is 42.7% less than cost estimates for Concentrating Solar Power plants. Sensitivity analysis indicates that the cost of capital has critical impact on the LCOE, which was attributed to the character of high dependence on Concentrating Solar Power (CSP) capital resources.

Submitted by JOSÉ APARECIDO SILVA DE QUEIROZ null (jqueiroz@unilins.edu.br) on 2016-06-28T17:33:24Z No. of bitstreams: 1 TESE FINAL JOSÉ QUEIROZ.pdf: 1990890 bytes, checksum: 8dbd46996efdf66f13c164f994bd6087 (MD5) / Approved for entry into archive by Juliano Benedito Ferreira (julianoferreira@reitoria.unesp.br) on 2016-06-29T20:20:08Z (GMT) No. of bitstreams: 1 queiroz_jas_dr_bot.pdf: 1990890 bytes, checksum: 8dbd46996efdf66f13c164f994bd6087 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-29T20:20:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 queiroz_jas_dr_bot.pdf: 1990890 bytes, checksum: 8dbd46996efdf66f13c164f994bd6087 (MD5) Previous issue date: 2016-04-29 / O principal objetivo deste estudo é avaliar, com bases em resultados experimentais, um sistema de aquecimento solar constituído de mangueira de polietileno que permite a transferência do calor gerado pela radiação solar direta e/ou difusa (Energia Solar Térmica) para a água. O sistema foi dimensionado para atender a demanda de um Centro de Ressocialização com capacidade para 220 internos. Justifica-se a escolha do tema pelo fato de que consiste em um assunto atual de grande relevância, principalmente porque vive-se uma crise energética em nível mundial. O estudo comprova através de um experimento a viabilidade do aquecedor solar de baixo custo, considerando-se sua aplicabilidade em locais que demanda grande volume de água aquecida para banho. Os resultados demonstraram que o sistema alternativo proposto atendeu de forma eficiente e econômica a demanda solicitada, o que pode ser adotada pelo poder público em qualquer um de seus segmentos que necessite de água aquecida, com objetivo de reduzir custos e contribuir com o sistema energético brasileiro. O sistema foi analisado para atuar em fluxo continuo e fluxo intermitente, ambos objetivando aquecer a água a temperaturas superiores a 37 °C no inverno. Os resultados alcançados atenderam as expectativas coletando grandes volumes, com temperaturas médias acima de 42 °C. / The aim of this study is to evaluate, with bases on experimental results, a solar heating system consists of polyethylene hose that allows the transfer of heat generated by direct solar radiation and / or diffuse (Solar Thermal Energy) to the water. The system has been designed to meet the demand of a Rehabilitation Center with a capacity for 220 inmates. Justified the choice of the theme for the fact that consists of a current subject of great importance, especially because it lives in an energy crisis worldwide. The study proves through an experiment the viability of solar heater low cost, considering their applicability in places that demand large volume of heated water for bathing. The results showed that the alternative system proposed met efficiently and economically the requested demand, which can be adopted by the government in any of its segments that need heated water, in order to reduce costs and contribute to the Brazilian energy system. The system was analyzed to operate in continuous flow, intermittent flow, both aiming at heating the water to temperatures above 37 °C in winter. The results achieved met the expectations collecting large volumes, with average temperatures above 42 °C.