Publicação: Dessalinização de água em uma planta de energia solar concentrada: modelagem e análise termodinâmica
Carregando...
Tipo do documento
Data
Direito de acesso
Área do conhecimento
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::FENOMENOS DE TRANSPORTE::TRANSFERENCIA DE CALOR
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Autores
Orientador
Coorientador
Resumo
Diversos países já enfrentam problemas de escassez hídrica, resultado do aumento do
consumo e mudanças climáticas ao longo dos anos. Países, principalmente da região do Golfo
Pérsico, recorrem à dessalinização, um processo com alto consumo de energia que extrai sal
da água. Felizmente, a maioria das regiões áridas que sofrem com escassez de água estão
situadas em localidades com alta irradiância solar, ou seja, apresentam potencial de energia
solar. Integrar Energia Solar Concentrada (CSP) e tecnologias de dessalinização é uma
maneira de produzir simultaneamente água dessalinizada e energia. Dessa forma, o objetivo
deste trabalho consistiu em desenvolver um modelo para análise termodinâmica e verificação
da viabilidade de sistemas de cogeração de água dessalinizada e energia. Os processos de
Destilação de Múltiplos Efeitos (MED) e Compressão Térmica de Vapor (TVC) foram
replicados em um modelo detalhado, que foi validado utilizando dados de plantas comerciais
disponíveis na literatura. O modelo de dessalinização MED foi utilizado em conjunto com um
programa computacional para simular o desempenho de sistemas CSP do tipo calha
parabólica. Além disso, a compatibilidade do processo de Osmose Reversa (RO) com a
tecnologia CSP também foi analisada. A cidade de Fortaleza-CE, foi escolhida como
localização para o estudo de caso da viabilidade de instalação das tecnologias de energia
solar concentrada e dessalinização. Os resultados dos estudos mostraram que os sistemas
de dessalinização MED, MED-TVC e RO combinados com a tecnologia CSP apresentam
desempenho satisfatório diante das condições meteorológicas simuladas, e a opção CSP+RO
apresenta uma vantagem produtiva em relação às demais configurações.
Abstract
Several countries are already facing water shortages as a result of increased
consumption and climate change over the years. Countries, mainly in the Persian Gulf region,
turned to desalination, an energy-intensive process that extracts salt from water. Fortunately,
most arid regions that suffer from water scarcity are located in places with high solar irradiance,
in other words, they have solar energy potential. Integrating Concentrated Solar Power (CSP)
and desalination technologies is a way to simultaneously produce desalinated water and
energy. Thus, the objective of this work was to develop a model for thermodynamic analysis,
and verification of the feasibility of desalinated water and energy cogeneration systems. A
model describing the Multi-Effect Distillation (MED) process together with a Thermal Vapor
Compressor (TVC) system was implemented and validated against data from commercial
plants available in the literature. The MED desalination model worked in conjunction with a
computer program to simulate the performance of CSP parabolic trough systems. In addition,
the compatibility between Reverse Osmosis (RO) process and CSP technology was also
analyzed. The city of Fortaleza-CE was used as a case study for the feasibility analysis of
installing concentrated solar power and desalination technologies. The results of the studies
showed that the MED, MED-TVC and RO desalination systems combined with the CSP
technology present good performances under the simulated weather conditions, and the
CSP+RO option presents a production advantage over the other configurations.
Palavras-chave
CSP, CSP, MED, MED, Cogeração, Cogeneration, Dessalinização, Desalination, Simulação, Simulation
Citação
MEDEIROS, Vítor Silva. Dessalinização de água em uma planta de energia solar concentrada: modelagem e análise termodinâmica. 2021. 116 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2021. DOI https://doi.org/10.14393/ufu.di.2021.499.
Avaliação
Revisão
Suplementado Por
Referenciado Por
Licença Creative Commons
Exceto quando indicado de outra forma, a licença deste item é descrita como Acesso Aberto