Dimensionamento de um concentrador solar (cpc) padrão para integração a uma usina de produção de biodiesel

Abstract

A tese apresenta uma proposta de projeto de concentrador solar dimensionado para operar junto a uma planta de produção de biodiesel. O dispositivo escolhido é o Concentrado Parabólico Composto (CPC) com absorvedor em V invertido totalmente iluminado. O dimensionamento foi realizado considerando um levantamento prévio das demandas de energia de uma planta piloto de biodiesel operando em uma região com condições climáticas Nordeste do Brasil. A planta piloto está instalada na cidade de Caetés, Pernambuco, e produz biodiesel num processo em batelada, a partir de óleo de sementes de algodão, com potencial de 2500 litros de biodiesel/dia. O procedimento de dimensionamento do concentrador é mostrado no trabalho e as equações são resolvidas com o auxílio de um algoritmo de cálculo programado em MATLAB®. O dimensionamento foi realizado para duas condições climáticas, considerando os dados de irradiação das cidades de Caruaru-PE e Porto Alegre-RS, sendo analisadas 7 configurações de concentradores com distintos ângulos de aceitação (65°; 56,40°; 50°; 45,60°; 38,70°; 33,75° e 30°). O CPC com ângulo de aceitação 56,40° apresentou melhor desempenho térmico para ambas as regiões. Constatou-se que a variação de energia gerada entre regiões não é discrepante, permitindo o uso de um único CPC Padrão (θa = 56,40°, θt = 45,60°), o qual gerou 34.918,28 Wh/m² anuais e Razão Somatória Caruaru/Porto Alegre de 9,86. Integrado à Usina de Biodiesel de Garanhuns-PE, o sistema com 18 CPCs Padrão (3,80 m² cada) aqueceu 800 litros de fluido térmico para produção de 1000 litros de biodiesel, podendo suprir 165,28 kW em 21,47 horas, comprovando viabilidade técnica e eficiência como alternativa sustentável em pequenas usinas de biodiesel.