Validação técnica da aplicação de microturbinas ORC em planta heliotérmica na agroindústria

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Guarniéri, Pedro Henrique de Faria
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: CSP; Distributed generation; Energia heliotérmica; Geração distribuída; GREEN; Heliothermic energy; Solar
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/74/74134/tde-10032023-141230/

A Energia Solar é uma das soluções mais promissoras para a produção de energia em um cenário com crescentes pressões por demandas energéticas e por soluções sustentáveis. A energia solar concentrada (CSP), aparece como uma oportunidade promissora neste cenário. Uma usina CSP é baseada na conversão térmica em elétrica por meio de ciclos termodinâmicos tradicionais. Um projeto piloto, com finalidade de validar tecnicamente a aplicação da energia solar para fins agroindustriais está em desenvolvimento no campus da USP de Pirassununga. O projeto considerou o abatedouro do campus como instalação para acoplamento. A eletricidade produzida será entregue à rede do campus, enquanto o calor será fornecido ao abatedouro adjacente, de propriedade e operado pela USP. Trata-se de um sistema CSP tipo torre central, com 140 heliostatos de 9m² cada um. Dois ciclos foram avaliados, o Ciclo Rankine Orgânico e o Ciclo Brayton, ambos avaliados por modelos matemáticos através de parâmetros fornecidos pelos fornecedores. O primeiro, o ORC Cyplan®70, de 70 kWel, da fabricante Dürr, conectado a um receptor aberto e cerâmico. O segundo, a turbina Brayton, Turbec T100, de 100 kWel, da fabricante VOLVO; com um receptor (teórico) fechado. Devido à natureza piloto da planta, limitações de espelhos e do receptor encontrados comercialmente, a eficiência óptica esperada do campo fica abaixo do valor idealmente alcançável. O modelo indicou um potencial de geração anual de 115,3 MWh_el a partir de energia solar com o ciclo ORC e 75,3 MWh_el para o Brayton, o que é capaz de suprir respectivamente 53% e 35% da demanda elétrica do consumidor. Os sistemas produziram energia na forma de água aquecida para processamentos 482,3 MWh_ter (ORC) e 128,3 MWh_ter (Brayton), superando em ambos os casos a demanda o usuário.