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.

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.