Banca de DEFESA: ELSON COSTA DOS SANTOS

Uma banca de DEFESA de DOUTORADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE: ELSON COSTA DOS SANTOS
DATA: 01/09/2023
HORA: 14:00
LOCAL: sala 306 do PPGITEC
TÍTULO:

ANÁLISE ENERGÉTICA, EXERGÉTICA E TECNOECONÔMICA DE UM SISTEMA DE CONDICIONAMENTO DE AR BASEADO NA REGULAÇÃO NATURAL DA ENERGIA SOLAR EM CONDIÇÕES CLIMÁTICAS DA AMAZÔNIA

PALAVRAS-CHAVES:

Sistema fotovoltaico, sistema de condicionamento de ar, análise exergética, refrigeração solar, análise tecnoeconômica.

PÁGINAS: 159
GRANDE ÁREA: Engenharias
ÁREA: Engenharia de Materiais e Metalúrgica
RESUMO:

Os sistemas de condicionamento de ar representam uma das principais demandas de eletricidade em edifícios residenciais, comerciais e industriais. O uso de um sistema de condicionamento de ar fotovoltaico representa uma aplicação atraente para essa demanda, devido a redução do uso de fontes não renováveis de energia, bem como à correspondência horária entre a carga de resfriamento diurna demandada e a disponibilidade do recurso solar. Além disso, diferentemente da maioria das residências brasileiras, onde a eletricidade é considerada um recurso primordial, em muitas localidades da Amazônia, crianças, adolescentes, adultos e idosos vivem sem um dos principais insumos para o desenvolvimento das atividades produtivas, educacionais, de lazer e até mesmo de subsistência. Portanto, este trabalho propõe uma análise energética, exergética e tecnoeconômica de um sistema de condicionamento de ar acoplado diretamente a um sistema fotovoltaico, via conversor c.c.-c.c. e Controlador Eletrônico de Velocidades, sem o uso de banco de baterias ou de rede elétrica de suporte, operando de acordo com a regulação natural da energia solar em condições climáticas da Amazônia, para dois perfis de irradiância diferentes, ou seja, um dia ensolarado e outro nublado. A modelagem dos sistemas fotovoltaico e de condicionamento de ar, assim como o levantamento da carga térmica do ambiente, possibilitou avaliar o desempenho do sistema combinado (Gerador FV + aparelho de condicionamento). A capacidade instalada do gerador fotovoltaico assume valores de 700, 1000 e 1400 Wp, onde os resultados da simulação mostraram que o sistema combinado com um gerador de 1400 Wp seria suficiente para regular a temperatura interna dentro dos padrões internacionais de conforto, na faixa de 20 °C a 26 °C e umidade relativa entre 40% e 80%, por quase 50% do tempo de operação SCA e sem nenhum tipo de controle ativo. As simulações e análises também mostraram que, para um dia ensolarado, a irreversibilidade aumenta ao longo do dia para os componentes do sistema, sendo mais significativa para o sistema fotovoltaico, seguido pelo compressor, condensador, evaporador e válvula de expansão. Além do mais, os resultados indicaram que a eficiência exergética para os sistemas analisados variou de 2,57 % à 19,32 % para o sistema de condicionamento de ar, de 11% a 13,83 % para o sistema fotovoltaico e de 0,35 % a 2,14 % para o sistema combinado. Uma análise tecnoeconômica do sistema proposto, operando em paralelo a outro sistema alimentado pela rede elétrica convencional, para verificação da possibilidade de contribuição do sistema de condicionamento de ar fotovoltaico para a economia no consumo de energia do sistema alimentado pela rede, também foi realizada, onde os resultados mostraram que a viabilidade econômica da aplicação dos sistemas em paralelo é fortemente influenciada pelo valor da tarifa praticada pela concessionária de energia e que o sistema de condicionamento de ar fotovoltaico apresentou uma contribuição da energia solar, para redução do consumo da rede, de 60,76%. Por fim, as simulações e análises propostas podem ser utilizadas para estimar o desempenho de sistemas de condicionamento de ar acoplados diretamente a sistemas fotovoltaicos, com base unicamente na regulação natural da energia solar sob condições climáticas específicas.

MEMBROS DA BANCA:
Interno - 2316081 - CLAUDIO JOSE CAVALCANTE BLANCO
Externo à Instituição - EDNILDO ANDRADE TORRES
Interno - 1346583 - EMANUEL NEGRAO MACEDO
Externo à Instituição - LUIS GUILHERME MONTEIRO OLIVEIRA
Presidente - 1701976 - WILSON NEGRAO MACEDO