Análise energética e desempenho de um coletor solar cilíndrico parabólico auxiliado por sistema de rastreamento solar aplicado no processo de dessalinização térmica

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2020
Autor(a) principal: Portela, Lino Wagner Castelo Branco
Orientador(a): Almeida, Ana Fabíola Leite
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/52006
Resumo: In Brazil and in countries that are developing economies, there is a tendency for them to invest heavily in the application of renewable energy sources. This has happened due to the growth in demand for energy, mainly due to the increase in population and the evolution of industrial activities. In addition, another serious problem related to this theme is access to drinking water by the population, especially in states in the Brazilian semi arid region (AL, BA, CE, PB, PE, PI, RN, SE, MA and MG). In this context, and considering the energy potential of these states, solar energy represents one of the viable renewable sources for use in these regions. It can be used with the use of solar concentrators that are commonly used in solar thermal systems in which the working fluid reaches high temperatures (60ºC to 400ºC). This research analyzed the energetic influence of the Parabolic Solar Concentrator technology aided by a solar tracking system in a water desalination process. In this work, the data collected through temperature sensors fixed on the external surface along the absorber located in the focus of the parabolic trough of a parabolic solar concentrator developed to supply energy to a thermal desalinator, and also by the solar radiation sensor ( pyranometer), placed on the structure of the concentrator. In addition to these sensors, the solar concentration system was assisted by a solar tracking mechanism that was responsible for always keeping the solar radiation collector in a position of maximum use of the sun's rays. The concentrator had an optical efficiency of approximately 81%, reaching average thermal efficiency values between 21.8% and 24.7% under conditions of m aximum solar radiation of 990 W/ m². The rate of production of desalinated water was estim ated to reach average values of 68.67 ml/min and 82.10 ml/ min, being able to provide an average production of 24.63 liters of desalinated water per day.
id UFC-7_0b41cc5777cb9f0f3288fa32487148c1
oai_identifier_str oai:repositorio.ufc.br:riufc/52006
network_acronym_str UFC-7
network_name_str Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)
repository_id_str
spelling Portela, Lino Wagner Castelo BrancoCézar, Kleber LimaBarbosa, Erilson de SousaAlmeida, Ana Fabíola Leite2020-05-29T15:03:33Z2020-05-29T15:03:33Z2020PORTELA, L. W. C. B. Análise energética e desempenho de um coletor solar cilíndrico parabólico auxiliado por sistema de rastreamento solar aplicado no processo de dessalinização térmica. 2020. 56 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2020.http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/52006In Brazil and in countries that are developing economies, there is a tendency for them to invest heavily in the application of renewable energy sources. This has happened due to the growth in demand for energy, mainly due to the increase in population and the evolution of industrial activities. In addition, another serious problem related to this theme is access to drinking water by the population, especially in states in the Brazilian semi arid region (AL, BA, CE, PB, PE, PI, RN, SE, MA and MG). In this context, and considering the energy potential of these states, solar energy represents one of the viable renewable sources for use in these regions. It can be used with the use of solar concentrators that are commonly used in solar thermal systems in which the working fluid reaches high temperatures (60ºC to 400ºC). This research analyzed the energetic influence of the Parabolic Solar Concentrator technology aided by a solar tracking system in a water desalination process. In this work, the data collected through temperature sensors fixed on the external surface along the absorber located in the focus of the parabolic trough of a parabolic solar concentrator developed to supply energy to a thermal desalinator, and also by the solar radiation sensor ( pyranometer), placed on the structure of the concentrator. In addition to these sensors, the solar concentration system was assisted by a solar tracking mechanism that was responsible for always keeping the solar radiation collector in a position of maximum use of the sun's rays. The concentrator had an optical efficiency of approximately 81%, reaching average thermal efficiency values between 21.8% and 24.7% under conditions of m aximum solar radiation of 990 W/ m². The rate of production of desalinated water was estim ated to reach average values of 68.67 ml/min and 82.10 ml/ min, being able to provide an average production of 24.63 liters of desalinated water per day.No Brasil e em países que estão com economia em desenvolvimento, é tendência que neles ocorram grandes investimentos na aplicação de fontes renováveis de energia . Isso tem acontecido devido ao crescimento da demanda por energia, principalmente pelo aumento populacional e pela evolução das atividades industriais. Além disso, outro grave problema relacionado a esse tema é o acesso à água potável pela população , sobretudo em estados da região do semiárido brasileiro (AL, BA, CE, PB, PE, PI, RN, SE, MA e MG). Diante desse contexto, e considerando o potencial energético desses estados a energia solar representa uma das fontes renováveis viáveis para aproveitamento nessas regiões. Ela pode ser aproveitada com a utilização de concentradores solares que são comumente utilizados em sistemas solares térmicos nos quais o fluido de trabalho atinja elevadas temperaturas (60ºC a 400º C). Esta pesquisa analisou a influência energética da tecnologia Concentrador Solar Parabólico auxiliado por um sistema de rastreamento solar em um processo de dessalinização de água. Neste trabalho, foi analisado os dados coletados através de sensores de temperatura fixados na superfície externa ao longo do absorvedor localizado no foco da calha parabólica de um concentrador solar parabólico desenvolvido para fornecer energia a um dessalinizador térmico , e também, pelo sensor de radiação solar (piranômetro), colocado na estrutura do concentrador. Além desses sensores, o sistema de concentração solar foi auxiliado por um mecanismo de rastreamento solar que foi responsável por manter sempre o coletor de radiação solar em posição de aproveitamento máximo dos raios solares. O concentrador apresentou uma eficiência óptica de aproximadamente 81 %, conseguiu atingir valores de eficiência térmica média entre 21,8 % e 7 % sob condições de radiação solar máxima de 990 W/m² A taxa de produção de água dessalinizinada foi estimada a alcançar valores médios de 68,67 ml /min e 82,10 ml/min, sendo capaz de proporcionar produção média de 24,63 litros de água dessalinizada por dia.Engenharia mecânicaDessalinização da águaEficiência energéticaEnergia solarEnergetic potentialParabolic solar concentratorSolar trackingAnálise energética e desempenho de um coletor solar cilíndrico parabólico auxiliado por sistema de rastreamento solar aplicado no processo de dessalinização térmicaEnergy analysis and performance of a parabolic cylindrical solar collector aided by a solar tracking system applied in the thermal desalination processinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisporreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)instname:Universidade Federal do Ceará (UFC)instacron:UFCinfo:eu-repo/semantics/openAccessORIGINAL2020_dis_lwcbportela.pdf2020_dis_lwcbportela.pdfDissertação de Lino Wagner Castelo Branco Portelaapplication/pdf2166014http://repositorio.ufc.br/bitstream/riufc/52006/3/2020_dis_lwcbportela.pdfd0d3e1b6e117ab37f491a5a7fd587114MD53LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748http://repositorio.ufc.br/bitstream/riufc/52006/4/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD54riufc/520062020-11-11 11:04:18.912oai:repositorio.ufc.br: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Repositório InstitucionalPUBhttp://www.repositorio.ufc.br/ri-oai/requestbu@ufc.br || repositorio@ufc.bropendoar:2020-11-11T14:04:18Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC) - Universidade Federal do Ceará (UFC)false
dc.title.pt_BR.fl_str_mv Análise energética e desempenho de um coletor solar cilíndrico parabólico auxiliado por sistema de rastreamento solar aplicado no processo de dessalinização térmica
dc.title.en.pt_BR.fl_str_mv Energy analysis and performance of a parabolic cylindrical solar collector aided by a solar tracking system applied in the thermal desalination process
title Análise energética e desempenho de um coletor solar cilíndrico parabólico auxiliado por sistema de rastreamento solar aplicado no processo de dessalinização térmica
spellingShingle Análise energética e desempenho de um coletor solar cilíndrico parabólico auxiliado por sistema de rastreamento solar aplicado no processo de dessalinização térmica
Portela, Lino Wagner Castelo Branco
Engenharia mecânica
Dessalinização da água
Eficiência energética
Energia solar
Energetic potential
Parabolic solar concentrator
Solar tracking
title_short Análise energética e desempenho de um coletor solar cilíndrico parabólico auxiliado por sistema de rastreamento solar aplicado no processo de dessalinização térmica
title_full Análise energética e desempenho de um coletor solar cilíndrico parabólico auxiliado por sistema de rastreamento solar aplicado no processo de dessalinização térmica
title_fullStr Análise energética e desempenho de um coletor solar cilíndrico parabólico auxiliado por sistema de rastreamento solar aplicado no processo de dessalinização térmica
title_full_unstemmed Análise energética e desempenho de um coletor solar cilíndrico parabólico auxiliado por sistema de rastreamento solar aplicado no processo de dessalinização térmica
title_sort Análise energética e desempenho de um coletor solar cilíndrico parabólico auxiliado por sistema de rastreamento solar aplicado no processo de dessalinização térmica
author Portela, Lino Wagner Castelo Branco
author_facet Portela, Lino Wagner Castelo Branco
author_role author
dc.contributor.co-advisor.none.fl_str_mv Cézar, Kleber Lima
Barbosa, Erilson de Sousa
dc.contributor.author.fl_str_mv Portela, Lino Wagner Castelo Branco
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Almeida, Ana Fabíola Leite
contributor_str_mv Almeida, Ana Fabíola Leite
dc.subject.por.fl_str_mv Engenharia mecânica
Dessalinização da água
Eficiência energética
Energia solar
Energetic potential
Parabolic solar concentrator
Solar tracking
topic Engenharia mecânica
Dessalinização da água
Eficiência energética
Energia solar
Energetic potential
Parabolic solar concentrator
Solar tracking
description In Brazil and in countries that are developing economies, there is a tendency for them to invest heavily in the application of renewable energy sources. This has happened due to the growth in demand for energy, mainly due to the increase in population and the evolution of industrial activities. In addition, another serious problem related to this theme is access to drinking water by the population, especially in states in the Brazilian semi arid region (AL, BA, CE, PB, PE, PI, RN, SE, MA and MG). In this context, and considering the energy potential of these states, solar energy represents one of the viable renewable sources for use in these regions. It can be used with the use of solar concentrators that are commonly used in solar thermal systems in which the working fluid reaches high temperatures (60ºC to 400ºC). This research analyzed the energetic influence of the Parabolic Solar Concentrator technology aided by a solar tracking system in a water desalination process. In this work, the data collected through temperature sensors fixed on the external surface along the absorber located in the focus of the parabolic trough of a parabolic solar concentrator developed to supply energy to a thermal desalinator, and also by the solar radiation sensor ( pyranometer), placed on the structure of the concentrator. In addition to these sensors, the solar concentration system was assisted by a solar tracking mechanism that was responsible for always keeping the solar radiation collector in a position of maximum use of the sun's rays. The concentrator had an optical efficiency of approximately 81%, reaching average thermal efficiency values between 21.8% and 24.7% under conditions of m aximum solar radiation of 990 W/ m². The rate of production of desalinated water was estim ated to reach average values of 68.67 ml/min and 82.10 ml/ min, being able to provide an average production of 24.63 liters of desalinated water per day.
publishDate 2020
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2020-05-29T15:03:33Z
dc.date.available.fl_str_mv 2020-05-29T15:03:33Z
dc.date.issued.fl_str_mv 2020
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.citation.fl_str_mv PORTELA, L. W. C. B. Análise energética e desempenho de um coletor solar cilíndrico parabólico auxiliado por sistema de rastreamento solar aplicado no processo de dessalinização térmica. 2020. 56 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2020.
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/52006
identifier_str_mv PORTELA, L. W. C. B. Análise energética e desempenho de um coletor solar cilíndrico parabólico auxiliado por sistema de rastreamento solar aplicado no processo de dessalinização térmica. 2020. 56 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2020.
url http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/52006
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)
instname:Universidade Federal do Ceará (UFC)
instacron:UFC
instname_str Universidade Federal do Ceará (UFC)
instacron_str UFC
institution UFC
reponame_str Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)
collection Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)
bitstream.url.fl_str_mv http://repositorio.ufc.br/bitstream/riufc/52006/3/2020_dis_lwcbportela.pdf
http://repositorio.ufc.br/bitstream/riufc/52006/4/license.txt
bitstream.checksum.fl_str_mv d0d3e1b6e117ab37f491a5a7fd587114
8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC) - Universidade Federal do Ceará (UFC)
repository.mail.fl_str_mv bu@ufc.br || repositorio@ufc.br
_version_ 1847793198917746688