Análise numérica do campo de temperatura de usinas de chaminé solar com diferentes configurações

Ianca Lopes da Silva , Laura Araújo Pereira Santos , Everton Costa Santos , Izabel Cristina Marques , Gesil Sampaio Amarante Segundo e Raquel de Souza Pompermayer

Resumo
Devido à crescente demanda energética e a necessidade de reduzir a utilização de fontes não renováveis, torna-se estratégico estudar sistemas que gerem energia limpa. Com o presente trabalho buscou-se analisar o potencial da geração de energia de dois modelos virtuais de usina de chaminé solar, a partir da análise numérica dos campos de temperatura. Para tanto, os modelos virtuais, usina de chaminé solar (UDCS) com torre em formato cilíndrico e híbrido (cilindro + tronco de cone), foram criados por meio de tecnologias de Computer Aided Design/Computer Aided Engineering, onde se definiu as malhas de cálculo, materiais e condições físicas para os dois sistemas. Os resultados do pós-processamento mostraram que o modelo híbrido apresentou maior potencial de geração de energia em relação à chaminé com torre em formato cilíndrico, uma vez que o primeiro apresentou uma variação média de temperatura maior, entre a base e o topo, de 12,3 °C, enquanto o segundo obteve 8,5 °C. No entanto, tornam-se necessários estudos mais aprofundados sobre o modelo híbrido, buscando melhorar o potencial de geração de energia limpa.

Palavras-chave
Energias limpas; Modelos virtuais; Simulação.

Abstract
Numerical analysis of the temperature field of solar chimney plants with different configurations. Due to the growing energy demand and the need to increasingly reduce the use of non-renewable sources, it is strategic to study systems that generate electricity from clean sources. Thus, this work sought to evaluate the temperature fields, through a numerical analysis, of two virtual models of a solar chimney plant, in order to verify the potential of each one of them in the generation of energy. The virtual models were created using Computer Aided Design/Computer Aided Engineering technologies, where the calculation meshes, materials and physical conditions for both systems were defined. The post-processing results showed that the tower in hybrid format (cylinder + truncated cone) has a potential for greater generation of electricity compared to the tower model in cylindrical format, since the first one presented an average temperature variation, between base and top of 12.3 °C, while the second 8.5 °C. With these results, further studies can be carried out with the tower in hybrid format, seeking to further improve its potential for generating clean energy.

Keywords
Clean energies; Virtual models; Simulation.

DOI
10.21438/rbgas(2023)102603

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