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Universidade Federal de Santa catarina (UFSC)
Programa de Pós-graduação em Engenharia, Gestão e Mídia do Conhecimento (PPGEGC)
Detalhes do Documento Analisado

Centro: Tecnológico

Departamento: Não Informado

Dimensão Institucional: Pós-Graduação

Dimensão ODS: Ambiental

Tipo do Documento: Dissertação

Título: ANÁLISE TERMOECONÔMICA DE ARRANJOS DE ARMAZENAMENTO DE CALOR SENSÍVEL EM CENTRAIS HELIOTÉRMICAS

Orientador
  • JULIO CESAR PASSOS
Aluno
  • JOAO HUMBERTO SERAFIM MARTINS

Conteúdo

Entre as principais estratégias definidas para proporcionar a descarbonização da economia global, definidas no âmbito do acordo de paris em 2015, está a progressiva eletrificação do setor energético em um horizonte de poucas décadas, com a substituição da geração termelétrica convencional, altamente dependente de combustíveis fósseis, por fontes renováveis. como consequência, prevê-se uma demanda de soluções de armazenamento de energia em grande escala para possibilitar a integração de fontes de geração intermitente e garantir suprimento de energia seguros e estáveis. inserido nesse contexto, este estudo foca na comparação de arranjos de armazenamento de calor sensível empregados em usinas heliotérmicas (concentrated solar power ? csp), apontadas como uma tecnologia que desempenhará um papel importante na transição energética. para isso, foram realizadas simulações computacionais em um horizonte anual, por meio do software ebsilon professional, considerando plantas csp com coletores de calhas parabólicas (parabolic trough collectors ? ptcs) com capacidade útil de 125 mwe, localizadas em bom jesus da lapa (ba). essas simulações visaram estimar o desempenho de quatro configurações de usina: as duas primeiras, com campo solar convencional, utilizando óleo sintético como fluido de transferência de calor (heat transfer fluid ? htf), sendo uma com sal fundido como fluido de armazenamento térmico (heat storage medium ? hsm), empregado em um sistema indireto de duplo tanque (i2t), e outra sem capacidade de armazenamento; já as duas últimas, com na configuração de aquecimento direto de sais fundidos (direct molten salt ? dms), empregando sal fundido como htf, com uma alternativa também empregando-o em um sistema de armazenamento direto de duplo tanque (d2t), e outra sem capacidade de armazenamento. em seguida, realizou-se uma análise paramétrica entre combinações de múltiplo solar (solar multiple ? sm) e capacidade do sistema de armazenamento de energia térmica (thermal energy storage ? tes) para obter o menor custo nivelado de energia (levelized cost of energy ? lcoe) em cada arranjo. para a configuração com óleo térmico e i2t, o menor lcoe foi de 16,77 ¢usd kwh-1, para um sm de 2,04 e capacidade de armazenamento de 2,42 h. já sem armazenamento, esse custo foi de 17,14 ¢usd kwh-1, para um sm de 1,74. por sua vez, na configuração com sal fundido e d2t, o menor lcoe foi de 14,18 ¢usd kwh-1, obtido para uma planta com sm de 3,00 e tes de 12,00 h, enquanto sem armazenamento esse valor foi de 17,38 ¢usd kwh-1, para um sm de 1,76. tais resultados apontam grandes benefícios econômicos provenientes da utilização de sistemas de armazenamento de energia em centrais heliotérmicas, como a redução do lcoe e incremento da geração anual, fator de capacidade e receita, em detrimento de um maior custo de capital (capital expenditure ? capex). além disso, ao comparar os arranjos de armazenamento de calor sensível, a alternativa d2t se destaca, com maior fator de capacidade e eficiência, uma vez que sua configuração otimizada apresenta maior capacidade de armazenamento a um menor lcoe que a alternativa i2t, indicando que o uso combinado de sal fundido como htf e armazenamento na configuração d2t apresenta potencial para proporcionar uma maior competitividade para as usinas heliotérmicas de calhas parabólicas.

Índice de Shannon: 0.976829

Índice de Gini: 0.22203

ODS 1 ODS 2 ODS 3 ODS 4 ODS 5 ODS 6 ODS 7 ODS 8 ODS 9 ODS 10 ODS 11 ODS 12 ODS 13 ODS 14 ODS 15 ODS 16
0,52% 0,78% 0,63% 0,63% 0,56% 0,99% 88,14% 0,93% 1,68% 0,55% 0,75% 0,69% 1,32% 0,68% 0,51% 0,64%
ODS Predominates
ODS 7
ODS 1

0,52%

ODS 2

0,78%

ODS 3

0,63%

ODS 4

0,63%

ODS 5

0,56%

ODS 6

0,99%

ODS 7

88,14%

ODS 8

0,93%

ODS 9

1,68%

ODS 10

0,55%

ODS 11

0,75%

ODS 12

0,69%

ODS 13

1,32%

ODS 14

0,68%

ODS 15

0,51%

ODS 16

0,64%