Estudo de um coletor solar, tipo tubo evacuado modificado, utilizando um concentrador cilíndrico parabólico (CPC)

• Ano de defesa: 2017
• Autor(a) principal: Avallone, Elson [UNESP]
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Energia solar; Coletores solares; Tubo evacuado; Análise exergética; Eficiência térmica; Concentrador CPC; Estratificação térmica; Sistema Arduino; Solar Energy; Evacuated Tube; Thermal Performance; CPC concentrator; Thermal stratification; Exergetic analisys; Arduino System
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/11449/152135

As alterações climáticas tem fomentado a busca por fontes renováveis de energia. Assim, novos coletores solares têm sido o foco de pesquisadores em todo o mundo para novos concentradores, novas configurações de instalação e o estudo da estratificação térmica para melhorar o desempenho do sistema de armazenamento térmico. O sistema proposto, ou seja, utilizando concentrador solar com tubo evacuado, proporciona linearidade e constância na sua eficiência em relação aos coletores de placas planas. A alteração proposta, ou seja, tubo com duas aberturas, uma para entrada do líquido frio e outra para saída do líquido aquecido, elimina a interface física entre a água quente na região voltada para o fluxo de calor solar e a água fria na região inferior do tubo. Essa alteração provoca redução na eficiência térmica, porém aumenta o volume de água aquecida por dia. O concentrador CPC mostrou-se um importante equipamento do sistema, uma vez que a os raios solares incidem em uma região longitudinal definida no tubo coletor solar, direcionado pela geometria do CPC. Com a utilização desse equipamento elimina-se a necessidade de espelhos com seguidores solares, tornando o sistema vulnerável a oscilações elétricas, encarecendo o projeto e consumindo energia elétrica. O desempenho do coletor é avaliado a partir de testes experimentais utilizando a Primeira Lei da Termodinâmica como análise da eficiência. Esses resultados são comparados aos conceitos teóricos descritos na literatura científica. O espaço anular evacuado do tubo também se mostrou um importante aliado na linearidade do coletor, reduzindo a resistência térmica do ar. A estratificação térmica é avaliada tanto pelo número de MIX (Primeira Lei da Termodinâmica) como pela proposta de um novo coeficiente de estratificação utilizando a exergia (Segunda Lei da Termodinâmica). Das seis configurações propostas para o sistema estudado, a mais viável foi obtida na configuração 3, ou seja, tubo evacuado com CPC.