Análise e simulação de um ciclo rankine orgânico supercrítico com fonte solar e integração com um sistemas de distribuição de energia elétrica

• Processo: 22/09748-7
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de outubro de 2022
• Data de Término da vigência: 30 de setembro de 2023
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Elétrica - Sistemas Elétricos de Potência
• Pesquisador responsável: José Carlos de Melo Vieira Júnior
• Beneficiário: João Vitor Silva Colnago
• Instituição Sede: Escola de Engenharia de São Carlos (EESC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Assunto(s): Distribuição de energia elétrica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Ciclo Rankine Supercrítico | Distribuicao de energia eletrica | microgeração distribuída | microgeração distribuída

Resumo

Atualmente, existem dois tipos principais de geração de energia solar para produção de energia elétrica: painéis fotovoltaicos e coletores solares. Enquanto os painéis fotovoltaicos se utilizam do efeito fotovoltaico para gerar energia, os coletores solares concentram a luz infravermelha dos raios solares em um tubo, de modo a aquecer um fluido. Nesse contexto, o Ciclo Rankine é um dos possíveis ciclos que utilizam esse fluido de trabalho aquecido, sendo especialmente eficiente em aplicações de pequena e média escala. Nesse projeto, será analisado um desses sistemas, com o fluido de trabalho do ciclo sendo o CO2 supercrítico, escolhido por causa de suas vantagens sobre outros refrigerantes, tais como seu preço baixo e o fato de ele ser natural, ou seja, menos poluente que os outros refrigerantes utilizados para esse propósito. A simulação do sistema térmico será programada em Python e EES (Engineering Equation Solver), com a simulação da incidência solar ao longo do dia, e uma análise do projeto da turbina. O foco é a modelagem em regime permanente e, após a conclusão da simulação do sistema térmico, será feita a integração do mesmo a uma rede de distribuição de energia elétrica de baixa tensão, visando analisar os impactos das variações do sistema térmico nas tensões e correntes do sistema elétrico. Para a análise do sistema elétrico, será empregado o programa OpenDSS.