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http://hdl.handle.net/1843/32981| Type: | Monografia (especialização) |
| Title: | Avaliação técnica-econômica da utilização de diferentes fluidos térmicos em uma usina de concentração solar do tipo Calha Parabólica de 100 MWe |
| Authors: | Larissa Fernanda Nunes Ildefonso |
| First Advisor: | José Henrique Martins Neto |
| Second Referee: | Raphael Nunes de Oliveira |
| Abstract: | O trabalho consiste na realização de um estudo comparativo que permitiu avaliar a viabilidade técnica e econômica e as vantagens da utilização de diferentes fluidos térmicos como fluidos de transferência de calor (HTF) para uma usina de concentração solar (CSP) de Calha Parabólica (PTC), a partir da utilização do software SAM (System Advisor Model). Dessa forma, foi realizado um breve embasamento teórico acerca dos diferentes tipos de usinas de concentração e, também, dos tipos de sistemas de armazenamento térmico (TES) e fluido térmicos aplicados como fluido de transferência de calor tanto para o campo solar, quanto para o armazenamento térmico. A partir daí foram realizadas sete simulações, com três diferentes fluidos térmicos comercias: óleo sintético Therminol VP-1 e sais fundidos HITEC XL e HITEC SOLAR SALT, sendo três simulações para planta sem armazenamento, uma simulação com armazenamento de modo direto e três simulações para o modo indireto, com o intuito de comparar os resultados encontrados, e realizar a avaliação técnica-econômica. Os dados climatológicos para realização do estudo foram do município de Petrolina, em Pernambuco, uma vez que está em andamento o desenvolvimento de uma planta-piloto utilizando a tecnologia cilindro parabólico nesta localidade. Para a avaliação econômica, foram admitidos na simulação os dados econômicos de default do software SAM, mas determinados valores foram alterados para se adequarem às características brasileiras. A partir das simulações realizadas para os diferentes layouts foram avaliadas as principais variáveis técnicas de saída, bem como as variáveis financeiras. Analisando os resultados técnicos e econômicos encontrados, foi possível concluir que quatro simulações (uma sem armazenamento térmico, uma simulação para TES de modo direto e duas para TES de modo indireto) apresentaram desempenhos semelhantes as plantas comerciais que empregam a mesma tecnologia CSP, com isso, estas modelagens se mostraram uma alternativa viável para desenvolvimento futuro no Brasil. Sendo a Simulação 4, que consiste na planta com armazenamento em modo direto e utilização do óleo térmico Therminol VP-1, a modelagem que apresentou a melhor performance. Por outro lado, comparando os preços PPA calculados nas simulações com os valores determinados como referencial, os preços PPA encontrados para as sete plantas simuladas mostraram-se significativamente superior ao valor estabelecido no último leilão de energia. Isso sugere que para os preços de energia praticados atualmente no Brasil, as tecnologias CSP não seriam uma opção financeiramente viável. Contudo, a despeito das dificuldades, tanto em relação a simulação que foi baseada em um software que não leva em consideração algumas particularidades brasileiras, quanto em relação à disponibilidade reduzida de informações referente a tecnologia heliotérmica e o armazenamento térmico no Brasil, o estudo mostrou-se válido, sobretudo para o incentivo ao uso da energia térmica solar para produção de energia elétrica e diversificação da matriz energética no país. |
| Abstract: | The completion of course work consisted of a comparative study that allowed to evaluate the technical and economic viability and the advantages of using different thermal fluids as heat transfer fluids (HTF) for a Parabolic Trough (PTC) solar concentration plant (CSP), using the System Advisor Model (SAM) software. Thus, a brief theoretical background was made about the different types of concentration plants and also the types of thermal storage systems (TES) and thermal fluids applied as heat transfer fluid for both the solar field and the thermal storage. From then on, seven simulations were performed, with three different commercial thermal fluids: Therminol VP-1 synthetic oil and HITEC XL and HITEC SOLAR SALT fused salts, three simulations for non-storage plant, one simulation with direct mode storage and three simulations for the indirect way, in order to compare the results found, and perform the technical-economic evaluation. The climatological data for the study were from the municipality of Petrolina, Pernambuco, since the development of a pilot plant using parabolic cylinder technology in this locality is underway. For the economic evaluation, the default economic data of the SAM software were admitted in the simulation, but certain values were altered to fit the Brazilian characteristics. From the simulations performed for the different layouts the main technical output variables were evaluated, as well as the financial variables. Analyzing the technical and economic results found, it was possible to conclude that four simulations (one without thermal storage, one simulation for direct TES and two for indirect TES) presented similar performances to commercial plants that use the same CSP technology. , these modeling proved to be a viable alternative for future development in Brazil. Simulation 4, which consists of the plant with storage in direct mode and use of Therminol VP-1 thermal oil, the modeling that presented the best performance. On the other hand, comparing the PPA prices calculated in the simulations with the values determined as a reference, the PPA prices found for the seven simulated plants were significantly higher than the value established in the last energy auction. This suggests that for current energy prices in Brazil, CSP technologies would not be a financially viable option. However, despite the difficulties, both regarding the simulation that was based on a software that does not take into account some Brazilian particularities, and regarding the reduced availability of information regarding heliothermic technology and thermal storage in Brazil, the study showed if valid, especially for encouraging the use of solar thermal energy for the production of electric energy and diversification of the energy matrix in the country. |
| Subject: | Engenharia elétrica Energia renovável Calor - Armazenamento Energia solar térmica Estudos de viabilidade Métodos de simulação |
| language: | por |
| metadata.dc.publisher.country: | Brasil |
| Publisher: | Universidade Federal de Minas Gerais |
| Publisher Initials: | UFMG |
| metadata.dc.publisher.department: | ENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA |
| metadata.dc.publisher.program: | Curso de Especialização em Fontes Renováveis: Geração, Operação e Integração |
| Rights: | Acesso Aberto |
| URI: | http://hdl.handle.net/1843/32981 |
| Issue Date: | 4-Dec-2019 |
| Appears in Collections: | Especialização em Fontes Renováveis: geração, operação e integração |
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| Avaliação técnica-econômica da utilização de diferentes fluidos térmicos em uma usina de concentração solar do tipo Calha Parabólica de 100 MWe.pdf | 1.88 MB | Adobe PDF | View/Open |
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