Concentrador solar estacionário piramidal

• Ano de defesa: 1991
• Autor(a) principal: Santos, Joao Maria dos
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: .
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18135/tde-13112024-120927/

Este trabalho objetiva o estudo de um novo concentrador, composto de módulos piramidais invertidos. Através de simulação computacional, foram configurados as dimensões que apresentaram uma maior concentração em função da altura, abertura da boca e número de reflexões dos raios solares que chegam nas extremidades, num período de tempo pré-determinado de horas por dia, Cada módulo, sendo responsável em média por meia hora de incidência da radiação, permite a escolha do tempo de utilização diária do aparelho pelo acoplamento modular. A disposição tipo colmeia e a geometria de cada pirâmide, num alinhamento leste-oeste, funcional como um sistema de acoplamento do movimento aparente do sol, responsável pelos altos custos dos sistemas concentradores não-estacionários, para médias e altas temperaturas de trabalho. Construiu-se um protótipo, com chapas planas de alumínio de 3mm de espessura cortadas e tratadas superficialmente por anodização em tamanho reduzido de 385 mm de altura máxima por 265 mm de comprimento para 5 módulos que, devidamente instrumentados, foram expostos aos raios solares para coleta de dados. Criou-se um arquivo para estes dados para posterior recuperação e tratamento matemático, resultando em gráficos que evidenciam a viabilidade do projeto para aplicações futuras. O ângulo de aceitação obtido para o conjunto foi de 37 graus, o que corresponde a aproximadamente duas horas e meia de incidência solar. Pela concentração ótica, os módulos 2 e 4 proporcionam maiores temperaturas do que o módulo 3 (central) devido as inclinações das paredes refletoras, porém a eficiência térmica calculada pelo fluxo de energia disponível no fundo, pela do nível de entrada do módulo, é em torno de 13% para os módulos 1 e 5, 5% para os módulos 2 e 4 e 2% para o módulo 3. O concentrador foi ensaiado dois anos depois com vedação, para evitar perdas convectivas internas, do fundo e fundo-boca, apresentando eficiência térmica e torno de 35% para os módulos 1 e 5, 11% para os módulos 2 e 4 e 6% para o módulo 3, sendo que com vidro plano na boca a eficiência passa para 45%, 14% e 8%, respectivamente. O protótipo mostrou-se viável economicamente e de fácil fabricação, servindo como um pré-concentrador.