Identificação e Emulação de Campos Solares

Abstract

A crescente demanda energética mundial associada ao ideal cada vez mais sustentável proporciona um cenário de grande desenvolvimento no setor das energias limpas. Para contribuir com esse desenvolvimento, foi criado no Departamento de Automação e Sistemas (DAS) da Universidade Federal de Santa Catarina o Grupo de Pesquisa em Energias Renováveis (GPER), que é o local onde foi desenvolvido o trabalho apresentado neste documento. Esse trabalho em específico é relacionado à energia heliotérmica, que produz baixíssimo impacto ambiental. Essa fonte de energia consiste em transformar energia radiante (irradiação) em energia térmica, a qual posteriormente pode ser utilizada para produção de energia elétrica. O princípio de funcionamento é absorver o máximo da irradiação solar usando equipamentos adequados e converter a irradiação solar em aumento da temperatura do fluído que circula pelo sistema. O GPER atua em pesquisas relacionadas ao controle de temperatura desse fluido, portanto optou-se por construir uma planta piloto nas dependências do DAS para se realizar estudos de controle. Como o espaço para construção é reduzido, foi pensado em uma estratégia para que a planta piloto emulasse um sistema de grande porte. Dessa forma, o trabalho apresentado nesse documento destina-se a desenvolver o sistema de emulação de campos solares de grande porte. Ao longo do documento serão apresentados os procedimentos de identificação e emulação do campo solar, bem como as melhorias realizadas na planta piloto e as adaptações realizadas.

The growing global energy demand coupled with the increasingly sustainable ideal provides

a major development landscape in the clean energy sector. To contribute to this develop- ment, the Renewable Energy Research Group (GPER) was created in the Department

of Automation and Systems (DAS) of the Federal University of Santa Catarina, where this work was developed. This work is related to the heliothermic energy, that produces a very low environmental impact. This energy source consists of transforming radiant energy (irradiation) into thermal energy, which can later be used to produce electricity. The principle of operation is to absorb the maximum of the solar irradiation using suitable equipment and to convert that irradiation in increase of the temperature of the fluid that circulates by the system. The GPER acts in research related to the temperature control of this fluid, so it was decided to build a pilot plant in the premises of the DAS to carry out control studies. As the space for construction is reduced, it was thought of a strategy for the pilot plant to emulate a large system. In this way, the work presented in this document is intended to develop the emulation system of large solar fields. Throughout the document will be presented the procedures of solar fields identification and emulation, as well as the proposed improvements in the pilot plant.