RESENHA PROJETO DE INSTALAÇÕES DE ENERGIAS RENOVÁVEIS

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UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ 
 
 
 
 
 
FELIPE CARDOSO DE ARGÔLO 
 
 
 
 
 
 
 
 
RESENHA 
DIMENSIONAMENTO BÁSICO DO CAMPO SOLAR DE CONCENTRADORES 
CILÍNDRICO-PARABÓLICO DA USINA TERMOSOLAR PORTO PRIMAVERA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ARACAJU - SERGIPE 
2020 
 
FELIPE CARDOSO DE ARGÔLO 
 
 
 
 
 
RESENHA 
DIMENSIONAMENTO BÁSICO DO CAMPO SOLAR DE CONCENTRADORES 
CILÍNDRICO-PARABÓLICO DA USINA TERMOSOLAR PORTO PRIMAVERA 
 
 
 
Resenha apresentada à Universidade Estácio de 
Sá, como requisito à qualificação da disciplina 
Projeto de Instalações de Energias Renováveis 
para a obtenção de nota do curso de Engenharia 
e Gestão de Energias Renováveis. 
 
Profº. Oscar Javier Celis Ariza 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ARACAJU - SERGIPE 
2020 
 
 
GASOLI, Jonas Rafael; PONCE JÚNIOR, Nelson; SOUZA, Sérgio Pereira de.; 
PASCHOALOTTO, Luiz Alexandre; CATUSSI, Souza José de. Dimensionamento 
básico do campo Solar de concentradores cilíndrico parabólicos da Usina 
Termosolar Porto Primavera. VII Congresso Brasileiro de Energia Solar – Gramado, 
17 a 20 de abril de 2018. 
 
O artigo trata sobre o dimensionamento do campo solar específico da Usina 
Termosolar Porto Primavera, abrangendo tecnologia de concentradores de cilindro 
parabólico, a fim de enfatizar o uso de geração de energia elétrica e o armazenamento 
de energia térmica de forma eficiente. 
A linha de pesquisa apresentada debate sobre a geração de energia elétrica, 
por meio da energia térmica e termosolar, apresentando uma perspectiva pioneira de 
energia térmica solar concentrada, com a tendência de sustentabilidade, partido do 
projeto da Agência Nacional de Energia Elétrica e de Pesquisa e Desenvolvimento de 
matrizes energéticas renováveis para o Brasil. 
Os autores subdividem esta temática, a primeira etapa foca na potência da 
energia elétrica bruta da usina, enfatizando a concentração solar com base na 
irradiação normal direta na eficiência do campo solar e o sistema de potência, além 
do múltiplo solar no projeto. A segunda com base na concentração, demonstra o 
número de concentradores utilizados, calculando-os e apresenta a área útil de 
concentração com base em um concentrador cilíndrico parabólico. Assim, finalizam 
mostrando que o espaço entre as linhas de concentradores atua diretamente na 
modificação da geração elétrica, considerando sua produção anual e como esta 
técnica foi aplicada no local de estudo apresentado no artigo. 
Os autores destacam que a planta piloto de geração de energia termosolar, tem 
por objetivo fomentar o complexo de energias alternativas renováveis da UHE de São 
Paulo, com base na estratégia de sistemas de concentradores cilíndricos parabólicos. 
Inicia explicando que os concentradores cilindros parabólicos, usam sistema de 
captação de espelhos parabólicos, para concentrar radiação solar, permitindo o fluido 
térmico para seu interior, que por meio do fluxo de calor transforma-se em circuito 
secundário, movimentando a turbina do turbo gerador e gerando a eletricidade. Assim, 
sendo um sistema de potência do vapor, que na saída de turbo gerador é 
reaproveitado e esse circuito integrado possibilita o armazenamento de energia 
térmica. 
 
Os cilindros parabólicos são postos paralelamente aos raios diretos do sol, por 
meio de um sistema de rastreamento, que garante a captação. O vapor de água é 
utilizado por turbinas de Ciclo Rankine Orgânico, possibilitando melhor rendimento em 
altas temperaturas. Outra vantagem é o armazenamento térmico, que possibilita o 
funcionamento, mesmo mediante a oscilação de radiação direta, esta pode ser feita 
de armazenamento direto ou indireto. 
A respeito do dimensionamento do campo solar da usina termosolar de Porto 
Primavera, é notado que o complexo pode gerar uma potência elétrica nominal, 
poucas vezes por ano. Contudo, tem poucas perdas de energia e poderiam ser 
gerados pelo excesso de energia térmicas, em momentos de elevada irradiação 
normal direta, se dissiparia por meio do desfoque dos concentradores, diminuindo a 
absorção térmica, portanto, o modelo do Porto Primavera evita um superaquecimento 
e desperdício térmico. 
Os autores destacam três etapas em sequência: a determinação da área 
mínima de concentração solar, determinação da quantidade de concentradores 
determinação da distância entre linhas de concentradores. A primeira, é explicada 
pela abertura do concentrador e do comprimento, isso permite calcular área de 
concentração e desconsidera a área real dos espelhos, pois é radiação normal direta 
é medida pela superfície plana perpendicular aos raios solares. 
Nas tabelas apresentadas é destacado como características a potência elétrica 
nominal bruta, múltiplo solar, eficiência do campo solar, eficiência no sistema de 
geração, aí radiação normal direta de projeto. Como parâmetro chave do concentrador 
cilindro parabólico foi apontado rastreamento e torção do SCA, precisão geométrica, 
reflectância dos espelhos, poeira no tubo receptor, eficiência da junta do tubo receptor 
transmitância do vidro do tubo receptor e absorção do tubo receptor. 
O segundo tópico é determinação da área mínima do modelo, para que o 
mesmo consiga atingir a área de concentração calculada, Solar Collector Assembly, 
é a junção de vários concentradores Solar Coletor Element, de maneira de que 
rotacione por apenas um sistema de rastreamento solar, que apesar de 
independentes, estão interligados para a distribuição de energia evitando perdas 
térmicas desnecessárias. 
A distância entre os concentradores evita com que haja o sombreamento 
impedindo o trabalho completo das linhas de concentradores no campo solar, este 
estudo pode interferir diretamente na disponibilidade de espaço que deve ser 
 
considerada para a realização de um projeto desse segmento. Neste sentido, a 
distância é um fator que deve ser considerado pelos fabricantes, para que haja o 
distanciamento de pelo menos três vezes abertura do concentrador. 
O artigo permite compreender com base na prática da Usina Termosolar Porto 
Primavera, a eficácia e necessidade de um projeto com a linha de geração de energia 
limpa, porém, exige simulação e avaliações técnicas e econômicas, que ainda estão 
previstas no projeto como etapas futuras. 
Os autores concluem que o dimensionamento básico do campo solar iniciado 
no projeto piloto da Usina Termosolar Porto Primavera é uma base importante para 
estudos, pois permite em pequena escala uma aplicação e simulação para avaliar 
fatores como a temperatura do local, ventos, perdas térmicas, dados solarimétricos 
locais, a fim de potencializar a compreensão de como essa prática pode ser recorrente 
em uma dimensão maior, visto que o projeto não tem fim de geração de energia 
lucrativo, mas serve de projeção para uma prática em maior escala no futuro.