Título

ANÁLISE TÉRMICA ANALÍTICA DO TUBO ABSORVEDOR DE UM CONCENTRADOR LINEAR FRESNEL

Orientador(a)

Orientador: Prof. M. Sc. Marcelo Silva

Resumo

Esse estudo tem o objetivo de analisar os aspectos térmicos do conjunto tubo absorvedor, concentrador secundário, vidro e espelhos de um sistema de energia solar concentrada do tipo linear Fresnel. Foram feitas três análises, no regime turbulento, a partir de um protótipo em menor escala. A primeira análise consiste em obter os valores de temperatura das superfícies do sistema, os calores trocados, bem como a eficiência, utilizando dois fluidos de trabalho, o Therminol VP-1 e a água. Foi utilizado o valor de irradiação normal direta da cidade de Macaé na primeira e na segunda análise. O Therminol VP-1 mostrou-se mais eficiente (50,89%) do que a água (35,65%). Na segunda análise, avaliou-se a diferença de temperatura entre as superfícies interna e externa do tubo absorvedor, em função do comprimento e da velocidade de entrada do fluido. Notouse que com o aumento do comprimento do tubo, a variação de temperatura é menor, para a mesma velocidade de entrada. Já na terceira análise, estudou-se a eficiência térmica em função do comprimento do tubo e da irradiação normal direta. Observou-se que a eficiência aumenta com o comprimento do tubo, mas ao aumentar a irradiação normal direta, a eficiência diminui, comparando com valores de irradiação normal direta menores. Ao final, foi estipulado um valor de custos dos componentes do sistema.

Abstract

This study aims to analyse the termal aspects of the absorber tube, secondary concentrator, glass and mirrors of a Fresnel linear concentrated solar energy system. Three analyzes were performed, in the turbulent regime, from a prototype on a smaller scale. The first analysis consists on obtaining the temperature values of the system surfaces, the heat exchanged, as well as the efficiency, using two working fluids, Therminol VP-1 and water. The direct normal irradiation value of the city of Macae was used in the first and second analysis. Therminol VP-1 proved to be more efficient (50,89%) than water (35,65%). In the second analysis, the difference in temperature between the internal and external surfaces of the absorber tube was evaluated, as a function of the length and velocity of fluid entry. It was noticed that with the increase of the tube length, the temperature variation is smaller, for the same inlet speed. In the third analysis, the termal efficiency was studied as a function of tube length and direct normal irradiation. It was observed that the efficiency increases with the length of the tube, but as the direct normal irradiation increases, the efficiency decreases, compared to smaller values of direct normal irradiation. At the end, a cost value for the system componentes was stipulated.