Modelagem Computacional e Otimização de um Ciclo Rankine Orgânico Solar com Concentrador Cilíndrico Parabólico.

Abstract

A energia é fundamental para qualquer ser humano, usada para satisfazer as nossas necessidades básicas, tais como transporte, alimentação e a própria manutenção da vida, portanto, a demanda mundial de energia deverá aumentar de forma contínua. A fim de minimizar o impacto negativo sobre o meio ambiente, nos últimos anos, um grande esforço tem sido feito para usar processos de conversão de energia mais eficientes e aumentar a quota de energias renováveis no mercado. Como resultado, o interesse pela recuperação de calor de baixa qualidade cresceu dramaticamente nas últimas décadas. Entre as soluções propostas, o sistema ciclo Rankine orgânico (ORC) é o mais amplamente utilizado devido à sua simplicidade e a disponibilidade de componentes. Basicamente, o fluido de trabalho é um componente orgânico, permitindo que se ajuste a diferentes temperaturas de fontes de calor; possibilitando a geração de energia e localizada e de pequena escala. No entanto, a escolha do fluido de trabalho é de fundamental importância e tem sido o objeto de muito estudo. Este trabalho foca a otimização de fluidos de trabalho para baixa temperatura baseado em lógica fuzzy para uma planta ORC Solar de 5 kWe. A primeira parte deste trabalho descreve o modelo de simulação de um sistema ORC Solar, baseado em um modelo semi-empírico, que é construído através da interligação dos submodelos dos diferentes componentes. Na segunda parte, os resultados da simulação são apresentados, a avaliação do desempenho de um ORC solar para diferentes fluidos. A terceira parte do trabalho investiga o desempenho do sistema através de uma lógica fuzzy para apontar a melhor faixa de temperatura de operação entre os fluidos. E a última parte conta com uma avaliação econômica contra outras tecnologias de conversão convencional.