Análise teórica e modelagem numérica de sistemas de armazenagem térmica com materiais de mudança de fase

Abstract

O intuito deste trabalho é analisar de forma analítica e numérica a eficiência do uso de materiais de mudança de fase (em inglês, Phase Change Materials - PCMs) aplicados a reservatórios térmicos para o armazenamento de energia. Devido às oscilações de geração de energia elétrica em painéis solares, o uso de reservatórios térmicos baseados em PCMs servirão para auxiliar no controle da capacidade de geração de energia em sistemas de aproveitamento de energia solar, como no ciclo Rankine Orgânico (em inglês, Organic Rankine Cycle – ORC), e tornar quase constante a geração de energia. O uso destes materiais apresenta vantagens em suas propriedades como elevada capacidade de armazenamento por volume e reduzida variação de temperatura durante processos de carga e descarga. Existem muitos estudos ao longo dos anos focados no aumento da eficiência e da geração de energia de forma renovável e limpa a implementação de estudos como este é muito importante para o desenvolvimento de assuntos referentes a esta área. Após a análise do PCM, será avaliada a sua atuação em um ORC que irá gerar a energia de acordo com os fluidos e materiais escolhidos. Para a implementação do problema proposto, o método da entalpia será utilizado e a discretização do problema é feita a partir do método dos volumes finitos. A partir dos resultados obtidos, serão comparados com diferentes tipos de PCMs e com diferentes fluidos orgânicos durante o ciclo termodinâmico, para obtermos informações referentes ao melhor uso do PCM de acordo com suas propriedades, condições iniciais e condições de contorno.