[pt] O presente trabalho consiste na integração de um campo solar em uma usina
de gaseificação de resíduos sólidos urbanos no município de Boa Esperança em
Minas Gerais. Os resíduos sólidos acumulados no lixão da cidade são utilizados
como insumos para a geração de gás de síntese no reator químico da unidade. Esta
operação recupera a extensa área degradada deste vertedouro permitindo a
instalação do campo solar com coletores de calhas parabólicas. O intuito do projeto
é o fornecimento contínuo de calor pelo campo solar através da instalação de
tanques de armazenamento direto de calor. A operação do campo solar é simulada
pela elaboração de uma rotina computacional no software Matlab através do método
das diferenças finitas unidimensional. A solução numérica do sistema de equações
diferenciais que compõe o balanço de energia do receptor solar é validada pela
comparação com o teste experimental do Laboratório Nacional de Sandia do
concentrador solar SEGS LS-2 com tubo absorvedor evacuado. Além disso, o
controle da vazão mássica circulante pelo campo solar é incorporado na lógica
computacional de modo que a temperatura na saída do campo solar seja mantida
com valores próximo ao set-point de 390 graus Celsius. Portanto, as simulações
computacionais com proposições sobre a partida e operação do campo solar são
testadas para dias ensolarados do ano meteorológico típico de Boa Esperança.
Finalmente, um dia real com nebulosidade é simulado para a análise do
funcionamento do campo solar de acordo com a variação intermitente da irradiância
direta normal. Os resultados da operação do dia real são utilizados como base para
a aplicação da presente rotina computacional em futuros projetos do campo solar. / [en] This work intends to hybridize a solar field into the current waste to energy
gasification power plant in Boa Esperança in Minas Gerais. The gasification
process converts municipal solid waste to usable synthesis gas for electrical
production. This current operation of waste to energy power plant removes waste
accumulated from the landfill site. It recovers an extensive area for future solar field
installation due to this available space without any waste in the future. The design
of the planned solar field comprises the parabolic trough concentrating systems.
The aim of the solar design is to provide ongoing heat to the power block with direct
storage tanks. The solar field operation is simulated by the development of a Matlab
computer program based one dimensional implicit difference method with energy
balance approach of an evacuated receiver. The validation of present model was
done by comparing the outlet temperatures of simulation results and the
experimental data obtained by Sandia National Laboratories. Moreover, the mass
flow rate is regulated through the field to make sure that the outlet temperature from
the solar collector is kept as close to the desired 390 Celsius Degree as possible. To accomplish
the main purpose of the work, many different computational models with start-up
and full operation stages are suggested for different clear days along the typical
meteorological year of the city Boa Esperança. Eventually, a cloud day with a real
meteorological data was chosen for a computational model of the solar field
performance. All results of the real day operation are used to improve the computer
program of the present work. These results are useful for future solar field design.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:47978 |
| Date | 11 May 2020 |
| Creators | BERNARDO WEBER LANDIM MARQUES |
| Contributors | SERGIO LEAL BRAGA |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | TEXTO |
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