Análise de ciclos regenerativos em centrais térmicas solares considerando a máxima eficiência do ciclo

Abstract

Nesse trabalho, foi realizada uma análise da eficiência máxima do ciclo Rankine Regenerativo com até 5 extrações, objetivando a sua utilização na área de energia solar. Desta forma, incorporou-se coletores solares como fonte de calor para o sistema. Foi obtido o comportamento da eficiência do ciclo em função das temperaturas de evaporação nos coletores solares que variavam de 200 °C a 360 °C, do número de extrações na turbina (até 5 extrações) e temperatura de superaquecimento (400 °C, 500 °C e 600 °C). Além disso, foi obtido e analisado o comportamento do trabalho total na eficiência máxima em função dos mesmos parâmetros anteriores. Para a obtenção da eficiência máxima do ciclo foi necessário descobrir quais as pressões de extração da turbina, ou seja, qual combinação de valores de pressões de extração forneciam a maior eficiência para cada temperatura de evaporação e superaquecimento. Para isto, utilizou-se o software Engineering Equation Solver (EES) com objetivo de se obter interações matemática com um determinado incremento de pressão. Este trabalho forneceu um melhor entendimento da viabilidade e comportamento do ciclo sob o ponto de vista da eficiência máxima. Foi verificado que o aumento da temperatura de superaquecimento aumenta a eficiência e o trabalho gerado; o aumento da temperatura de evaporação ocasiona o aumento contínuo da eficiência, mas, o trabalho da turbina atinge um valor máximo que não significa ser o valor máximo de eficiência do ciclo; o aumento do número de aquecedores e da temperatura de evaporação melhora a eficiência do ciclo, porém, diminuí o trabalho da turbina e, ainda, o aumento do número de aquecedores, melhora a eficiência do ciclo, mas deixa de ser significativo após 3 extrações, portanto pode ser economicamente inviável.