Dispositivo automatizado para a limpeza da superfície refletora de heliostato em sistemas de energia solar concentrada – CSP

• Ano de defesa: 2017
• Autor(a) principal: Lampkowski, Marcelo [UNESP]
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Energia heliotérmica; Espelhos; Sujidade; Heliothermic energy; Mirrors; Soiling
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/11449/151055

A possibilidade de redução na oferta de combustíveis convencionais aliada ao crescimento da demanda por energia e a crescente preocupação com o meio ambiente impulsionam a pesquisa e desenvolvimento de fontes alternativas de energia menos poluentes, renováveis e que produzam menor impacto ambiental. Dentre estas alternativas, destaca-se a energia solar, fonte disponível e passível de ser explorada a partir de todas as suas potencialidades. Atualmente, uma das vias tecnológicas de aproveitamento da fonte solar para geração de energia é a heliotermia, também conhecida como energia solar concentrada ou Concentrated Solar Power (CSP), baseada na utilização de superfícies espelhadas que refletem e concentram a radiação solar direta com o objetivo de convertê-la em energia térmica, a partir da qual se gera vapor d’água que irá acionar um ciclo termodinâmico reversível que converte calor em trabalho, conhecido como Rankine. O soiling consiste no depósito de diferentes tipos de sujeiras em uma superfície exposta em um dado ambiente. No caso de usinas CSP de torre central, o acúmulo gradativo de poeira, sujeira ou até mesmo de excremento de pássaros nas superfícies refletoras dos heliostatos causa uma redução significativa na quantidade de radiação solar que atinge o receptor posicionado no alto da torre e diminuição da eficiência de todo o sistema. Assim, faz-se necessário manter um alto fator de refletividade nas superfícies espelhadas dos heliostatos por meio de uma limpeza regular. Este trabalho apresenta a proposta de um mecanismo automatizado para efetuar a limpeza de superfícies refletoras de heliostatos. O desenvolvimento deste dispositivo, desde sua concepção, passando pelas fases de construção, instalação e funcionamento, respeita padrões de eficiência da limpeza, visa o baixo custo de produção, facilidade de instalação e minimização dos impactos ambientais pertinentes, como, por exemplo, baixo consumo de água na operação. Por meio de experimentos realizados em situações reais de aplicação, utilizando para tal um heliostato de 8 m2 localizado no Departamento de Engenharia Rural da Faculdade de Ciências Agronômicas da UNESP, campus de Botucatu, constatou-se que o dispositivo proposto é uma opção operacionalmente e economicamente viável de solução ao soiling quando aplicado na região de Botucatu, principalmente se comparado a outras propostas de métodos de limpeza de heliostatos apresentadas nos cenários internacional e nacional. Além disso, por meio de estudos sobre os impactos ambientais de usinas heliotérmicas, foi possível sugerir melhorias no processo de licenciamento ambiental de usinas CSP no Brasil.