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Title in Portuguese: Comparação de arranjos de coletores de calha parabólica com relação ao intervalo de rastreamento e ao tubo absorvedor
Title: Comparison of parabolic trough collector arrangements with respect to the crawl interval and the absorber tube
Author: Watanabe, Thiago Taketaro Guilherme
Advisor(s): Rocha, Paulo Alexandre Costa
Co-advisor(s): Silva, Maria Eugênia Vieira da
Keywords: Engenharia mecânica
Coletores solares - Automação
Arduino (Controlador programável)
Energia solar
Energia renovável
Solar energy
Solar tracking
Parabolic collectors
Arduino
Issue Date: 16-Oct-2017
Citation: WATANABE, T. T. G. Comparação de arranjos de coletores de calha parabólica com relação ao intervalo de rastreamento e ao tubo absorvedor. 2017. 86 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica)-Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2017.
Abstract in Portuguese: O uso de energias renováveis vem crescendo a cada dia como uma alternativa à tecnologia de combustíveis fósseis. Isso se deve principalmente à busca por equipamentos menos poluentes que não prejudiquem o meio ambiente. A energia solar se apresenta como uma boa alternativa, devido a sua grande disponibilidade e potencial energético que pode ser aproveitado de várias maneiras, mas as mais conhecidas são a fotovoltaica e a heliotérmica. A primeira consiste na conversão da energia do Sol diretamente em eletricidade, e a outra utiliza o calor para aquecer fluidos, podendo também gerar energia elétrica. A pesquisa e a utilização de coletores solares parabólicos vêm crescendo nos últimos anos devido à capacidade de aquecer fluidos a altas temperaturas em uma área relativamente pequena. Os coletores solares parabólicos consistem em uma base que suporta uma superfície que reflete os raios do Sol em um tubo absorvedor pelo qual passa um fluido, muitas vezes água. No Laboratório de Energia solar e Gás Natural foram implementados dois coletores solares parabólicos de pequeno porte e foram realizados testes para melhorar os arranjos de modo a aumentar a eficiência térmica dos mesmos. Por fim, foi feita uma automatização para evitar que os coletores sejam girados manualmente, o que dispende tempo e esforço. Com um motor de passo e como controle utilizou-se um sistema de baixo custo com o Arduino e LDRs. Ainda foi feito um dimensionamento de painéis fotovoltaicos a fim de tornar o independente da rede elétrica. Ao final dos testes realizados verificou-se que o melhor arranjo encontrado foi o automatizado com rastreamento a cada 5 minutos, pois a cada 1 minuto o sistema fica ligado sem necessariamente girar porque não deu tempo de haver diferença nos LDRs e com tempo de 15 minutos perde-se porque os raios do Sol se desalinham do foco não atingindo o absorvedor.
Abstract: The use of renewable energy is growing every day as an alternative to fossil fuel technology. This is mainly the search for less polluting equipment that do not harm the environment. solar energy is known as a good alternative due to its wide availability and energy potential that can be used in various ways, but the best known are the photovoltaic and solar thermal. The first one is the sun's energy conversion into electricity and the other uses heat to warm fluids that can also generate electricity. The research and the use of parabolic solar collectors have been growing because of the ability to heat fluids to high temperatures in a relatively small area. Parabolic solar collectors consist of a base which supports a surface that reflects the sun's rays on an absorber pipe through which passes water. In the solar Energy and Natural Gas Laboratory two solar collectors of small parabolic were deployed and tests were conducted to improve the arrangements in order to increase the thermal efficiency of the collectors. Finally, an automation has been made to prevent the collectors to be manually rotated, which expends time and effort. With a step motor and a control we used a low-cost system with Arduino and LDRs. It was also made a design of photovoltaic panels in order to make the system hybrid and independent of the electric grid. At the end of the tests performed, it was found that the best was the one with tracking every 5 minutes, because adjusting every 1 minute the system activates without necessarily moving since there was not time to make a difference in the LDRs; and with a tracking time of 15 minutes there was power lost, since the sun rays are dislodged from the focus not hitting the absorber.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/44396
metadata.dc.type: Dissertação
Appears in Collections:DEME - Dissertações defendidas na UFC

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