2024

Conversão Térmica da Radiação Solar a Média e Alta Temperatura: Tecnologias e Aplicações

Nome: Conversão Térmica da Radiação Solar a Média e Alta Temperatura: Tecnologias e Aplicações
Cód.: EME13171D
6 ECTS
Duração: 15 semanas/156 horas
Área Científica: Engenharia das Energias Renováveis

Língua(s) de lecionação: Português
Língua(s) de apoio tutorial: Português, Inglês
Regime de Frequência: Presencial

Objetivos de Desenvolvimento Sustentável

Objetivos de Aprendizagem

O aluno deverá aprofundar os seus conhecimentos em sistemas de concentração linear e pontual para conversão térmica da radiação solar nomeadamente quanto aos seus parâmetros de desenho e de caracterização óptica e térmica.
O aluno deverá ainda aprofundar os seus conhecimentos na avaliação do uso destas tecnologias em diferentes aplicações a média e alta temperatura, como sejam, e.g.: dessalinização, produção de electricidade, frio solar, gasificação de biomassa – bem como combinações destas aplicações em sistemas de produção combinada de calor e potência.
No final do curso o aluno deverá ser capaz de avaliar a produção térmica de diferentes campos de colectores operando em condições específicas de climatologia e temperatura/modo de operação, assim como de dimensionar o campo de colectores associado a diferentes aplicações térmicas a média e/ou alta temperatura, avaliando quer o seu desempenho específico quer o desempenho do sistema global.

Conteúdos Programáticos

1 - O efeito do factor de concentração na temperatura de conversão térmica da radiação solar
2 - Sistemas ópticos de concentração linear: definição e parâmetros de desenho
3 - Sistemas ópticos de concentração pontual: definição e parâmetros de desenho
4 - Análise óptica de sistemas de concentração: efeitos ópticos, modificador de ângulo de incidência e rendimento óptico. Avaliação experimental e por traçado de raios.
5 - Análise térmica de sistemas de concentração: sistemas evacuados e não-evacuados. Metodologias de avaliação de desempenho térmico.
6 - Modelação de campos de colectores para diferentes tecnologias de concentração
7 - Aplicações térmicas a média temperatura: caracterização e definição de parâmetros de modelação
8 - Aplicações térmicas a alta temperatura: caracterização e definição de parâmetros de modelação
9 - Modelação de sistemas em diferentes aplicações: definição de componentes e sistema; modos de operação; parãmetros de avaliação; algoritmo de cálculo.

Métodos de Ensino

O ensino é baseado em aulas teórico-práticas e orientação tutorial. Procura-se uma aprendizagem activa que estimule o aluno a pesquisar os diversos temas que são abordados nesta disciplina, mostrando nas aulas teórico-práticas exemplos de implementações das matérias abordadas.
Avaliação: um trabalho final de aplicação dos conceitos explicados e assimilados.

Bibliografia

- Ari Rabl, Active solar collectors and their applications, Oxford University Press, New York, 1985
- Duffie, J., Beckman, W., 2006. Solar Engineering of Thermal Processes, 3rd ed. John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, New Jersey
- Anderson Jr., J., 1995. Computational Fluid Dynamics – The basics with applications. McGraw-Hill International Editions
- EN 12975-2:2006, 2006. Thermal solar systems and components – Solar collectors, European Standard, 2006, Chapter Part 2: Test Methods
- IEA Solar Heating and Cooling Programme Task 25, 2004. Solar-Assisted Air-Conditioning in Buildings: A Handbook for planners, Springer-Verlag/Wien
- Vannoni, C., Battisti, R., Drigo, S., 2008. Potential for Solar Heat in Industrial Processes, CIEMAT, Madrid (IEA SHC-TASK33 and SolarPACES-TASK IV)
- Stine, W. B.; M. Geyer (2001). “Power Cycles for Electricity Generation”. En: Power from the Sun.
- El-Dessouky, H.; Ettouney, H. (2002). Fundamentals of Salt Water Desalination. London: Elsevier Science

Equipa Docente (2023/2024 )