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Tiba, Chigueru; FRAIDENRAICH, Naum; Brandão, Bráulio. Geração térmica com CPC de absorvedor "V" invertido completamente iluminado. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENERGIA SOLAR, 2007, Fortaleza. Anais... Fortaleza: ABENS, 2007.
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Resumo

Foi determinada neste trabalho, a viabilidade para utilização dos coletores concentradores do tipo CPC com absorvedor V invertido completamente iluminado e estacionário (C < 1,2) para suprir a demanda de calor de processo industrial em sistemas de pequeno porte com operação na faixa de 50 – 100ºC. Além das equações para o traçado da superfície refletora foi calculada a energia térmica gerada anualmente por este coletor operando com orientação Leste-Oeste. Uma otimização relativa à superfície refletora foi feita, procurando determinar qual ângulo de aceitação do coletor parabólico minimizaria o comprimento da cavidade do coletor (otimização econômica) sem detrimento de seu desempenho. A otimização resultou que este ângulo seria igual ao ângulo de vértice do absorvedor. Posteriormente foi realizado um truncamento (corte na região superior do coletor), pois sendo estas últimas superfícies perpendiculares ao plano horizontal, influenciaria muito pouco na concentração. Diferentes configurações do CPC (diferentes ângulos de aceitação e diferentes graus de truncamento) foram analisadas numericamente e concluiu-se que para uma dada concentração do CPC, tanto a relação mínima entre o comprimento da superfície refletora e abertura como o menor número médio de reflexões ocorrem para CPC oriundos dos maiores ângulos de aceitação, no caso 56,4º (concentração nominal igual 1,2). Contudo, quando é considerado adicionalmente a energia térmica gerada anualmente (por exemplo, para Recife, ângulo de inclinação em relação a horizontal igual à latitude e temperatura do fluido igual a 50ºC) o intervalo ótimo (máximo muito largo) desloca-se para uma região de ângulos de aceitação entre 33.75º e 45.58º.

Abstract

In this work, the viability for utilization of type CPC concentrator collectors with fully illuminated stationary inverted “V” type absorber (C < 1.2) was determined, to supply the heat demand in industrial processes in small sized systems, operating in the 50 – 100º C range. Besides the equations for tracing the reflector surface, the annually generated thermal energy for this collector operating in an East to West direction, was calculated. A relative optimization of the reflector surface was carried out, aiming to determine which acceptance angle of the parabolic collector would minimize the length of the collector cavity (economical optimization) without detriment to its performance. The optimization resulted in the fact that the angle would be equal to the vertex angle of the absorber. Subsequently, truncation was carried out (a cut in the superior region of the collector), because these latter surfaces that are perpendicular to the horizontal plane, have very little influence on the concentration. Different CPC configurations (different acceptance angles and different degrees of truncation) were analyzed numerically and it was concluded that for a given concentration of the CPC, as for the minimum relationship between the length of the reflector surface and aperture, there occurs a smaller average number of reflections for CPC arising from the greater acceptance angles, in this case 56.4º (nominal concentration equal to 1.2). However, when the annually generated thermal energy is additionally considered (for example, for Recife, angle of inclination in relation to the horizontal equal to the latitude and fluid temperature equal to 50ºC) the optimum interval (very wide maximum) moves to a region of acceptance angle between 33.75 and 45.58º.
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