COLÉGIO SÃO LUÍS
ENSINO MÉDIO
CURSO DE METODOLOGIA DE INCIAÇÃO CIENTÍFICA
OTÁVIO AUGUSTO DE TOLEDO BATTAGLIA SADA CONCEIÇÃO
ENERGIA RENOVÁVEL E O MOTOR STIRLING:
Como é possível utilizar o calor das industrias para mover o mundo de forma sustentável?
São Paulo
2021
OTÁVIO AUGUSTO DE TOLEDO BATTAGLIA SADA CONCEIÇÃO
ENERGIA RENOVÁVEL E O MOTOR STIRLING:
Como é possível utilizar o calor das industrias para mover o mundo de forma sustentável?
Artigo apresentado como requisito de aprovação em “Metodologia de Iniciação Científica”, na 2ª série do EM do Colégio São Luís Orientador: Prof. André Leitão
São Paulo
2021
DEDICATÓRIA
Dedico este trabalho e toda a pesquisa realizada as pessoas que proporcionaram as pesquisas usadas para realizar-se este feito.
Também dedico este trabalho aos meus amigos próximos e professores, que me ajudaram nos tempos de dificuldade. Dedico aos grandes gênios da ciência que iluminaram o caminho para a feição deste trabalho e de tantos outros muito melhores que este.
AGRADECIMENTO
Agradeço todos os meus amigos e professores por ajudarem-me no caminho da vida, que mesmo difícil, tornou-se aliviado pela presença da “mãozinha”. Obrigado a todos que visitarem esta pesquisa, obrigado a todas as canetas que perdi e obrigado a todas as pesquisas do Google que fiz.
EPÍGRAFE
A curiosidade humana trouxe a realidade muitas coisas que julgávamos impossíveis, o avião por exemplo. Essa curiosidade nos levou a novos patamares de evolução tecnológica, nos trouxe várias formas de produção, de locomoção e de mineração.
Junto a essas novas formas de criação de bens, aprendemos a reconhecer nossos erros, e assim tornamos nossas máquinas mais eficientes, menos poluentes.... É isso que nos move, a constante busca pelo melhor, pelo mais eficiente. Com isso, apresento-lhes o foco desta pesquisa: A eficiência industrial, mais especificamente como aumentá-la a partir do aproveitamento das perdas energéticas em forma de calor.
“Não posso garantir que os resultados estão corretos, ao ver que esse não é o meu campo de maior experiência” – Peter Marsella
O que é dito nessa frase reflete aquilo que é mais humano na nossa sociedade, a
curiosidade, eu, como autor deste trabalho, tomo como inspiração essa frase já que
demonstra que a curiosidade dentro de mim me leva a estudar sobre campos que não
são de conhecimento elevado por minha parte, e isso é apenas prova da determinação
humana de elevar a capacidade intelectual de um como sociedade em prol do bem de
seus semelhantes e do progresso racional e científico.
RESUMO
O artigo que se apresenta em suas mãos trata-se de uma análise de uma estratégia de redução do consumo de energia e emissões de gases estufa, problema muito presente na sociedade nos dias de hoje. Essa estratégia é a utilização de motores Stirling, que são máquinas térmicas de eficiência variada dentro dos setores em que atua. Para fazer a análise proposta, uma empresa de produção no setor plástico se voluntariou a ser tomada como exemplo para julgar se teoricamente é plausível, justificável e rentável aplicar o uso desses motores térmicos para captar calor das máquinas de tal fábrica e produzir energia elétrica a partir disso, reduzindo severamente o consumo de energia externa, também diminuindo o custo de operação da fábrica e relaxando o nível de produção de usinas hidrelétricas no Brasil ou de usinas termoelétricas em países europeus como a Alemanha. Para determinar essa plausibilidade, foram feitas operações matemáticas que possibilitaram definir a rentabilidade de uma adaptação e aplicação de motores Stirling, julgando injustificável economicamente a ação, mesmo seu conceito se provando verdadeiro.
Palavras-chave:
Motor Stirling;
Eficiência Energética;
Operação Fabril;
Redução do Consumo Elétrico;
ABSTRACT
Abstract:
The article in your hands is an analysis of a strategy to reduce energy consumption and greenhouse gas emissions, a problem that is present in society today. This strategy is the use of Stirling engines, which are thermal machines of varying efficiency within the sectors in which it operates. To carry out the proposed analysis, a production company in the plastics sector volunteered to be taken as an example to judge if theoretically it is plausible, justifiable and profitable to apply the use of these thermal engines to capture heat from the machines of such factory and produce electricity from it. In addition, severely reducing the consumption of external energy, also reducing the factory's operating cost and relaxing the production level of hydroelectric plants in Brazil or thermoelectric plants in European countries such as Germany. To determine this plausibility, mathematical operations were performed that made it possible to define the profitability of an adaptation and application of Stirling engines, deeming the action economically unjustifiable, even though its concept proved to be true.
Keywords:
Stirling Engine;
Energy Efficiency;
Industrial Operation;
Reduction in electricity consumption;
.
Abstracto:
El artículo que tienes en tus manos es un análisis de una estrategia para reducir el consumo energético y las emisiones de gases de efecto invernadero, un problema que está presente en la sociedad actual. Esta estrategia es el uso de motores Stirling, que son máquinas térmicas de diferente eficiencia dentro de los sectores en los que opera.
Para realizar el análisis propuesto, una empresa productora del sector de los plásticos se ofreció voluntariamente a tomarse como ejemplo para juzgar si teóricamente es plausible, justificable y rentable aplicar el uso de estos motores térmicos para captar el calor de las máquinas de dicha fábrica y producir electricidad a partir de ella.
Además, reduciendo drásticamente el consumo de energía externa, reduciendo
también el costo operativo de la fábrica y relajando el nivel de producción de las
centrales hidroeléctricas en Brasil o termoeléctricas en países europeos como
Alemania. Para determinar esta plausibilidad, se realizaron operaciones matemáticas
que permitieron definir la rentabilidad de una adaptación y aplicación de motores
Stirling, considerando la acción económicamente injustificable, aunque su concepto resultó ser cierto.
Palabras clave:
Motor Stirling;
Eficiencia Energética;
Operación Industrial;
Reducción del Consumo Eléctrico;
Аннотация:
Статья в ваших руках является анализом стратегии уменьшения потребления энергии и выбросов газовых теплиц, проблема существующая в сегодняшнем обществе. Стратегия заключается в использовании двигателей Stirling, термальных машин с разной степенью выбросов в зависимости от места их операций. Для проведения предложенного анализа, промышленная компания в пластиковом секторе вызвалась в качестве экземпляра, чтобы определить теоретическую возможность, оправданность и рентабильность использования термальных двигателей для поглощения жара, исходящего от машин данного вида фабрик, и переработки его в электричество. Кроме того, серьезно уменьшая потребление энергии из внешних источников, а также снижение цены оперирования фабрикой и уровня производства на гидроэлектростанциях в Бразилии или термоэлектростанциях в Европейских странах вроде Германии.
Для выявления возможности, были произведены математические рассчеты, позволившие определить рентабильность адаптации и использования двигателей Stirling, что провосгласило их использование экономически неоправданным, хоть его концепция и оказалась правильной
ключевые слова:
Двигатель Стирлинга;
Энергетическая эффективность;
Промышленная эксплуатация;
Снижение потребления электроэнергии;
Zusammenfassung:
Der Artikel in euren Händen ist eine Analyse einer Strategie um Stromverbrauch und Treibhausemissionen zu reduzieren, ein Problem, welches es in unseren heutigen Gesellschaft gibt. Hierbei werden Stirling Motoren verwendet, welche thermische Maschinen sind, die unterschiedlich variierend Effizient in verschiedenen Sektoren sind.
Schlüsselwörter:
Stirlingmotor;
Energieeffizienz;
Insdustriebetrieb;
Reduzierung des Stromverbrauchs;
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO PARA OS NÃO INICIADOS ... 7
2 DESENVOLVENDO COMO ISSO PODERIA SER FEITO ... 12
2.1 COMO É USADA A ENERGIA NAS FÁBRICAS ATUALMENTE? ... 13
3 TRABALHANDO NA APLICAÇÃO TEÓRICA ... 15
3.1 COMO O USO DO MOTOR STIRLING PODE MELHORAR O CONSUMO DE ENERGIA FABRIL? ... 17
4 O QUE APRENDEMOS SOBRE TUDO ISSO ... 19
4.1 POR QUE O USO DESSE MOTOR NÃO É AMPLAMENTE DIFUNDIDO NO MEIO INDUSTRIAL? .... 19
4.1.1 E ONDE SÃO USADAS, POR QUE NÃO HÁ UM ESFORÇO PARA A ADAPTAÇÃO DELAS PARA OUTROS SETORES? ... 19
5 O ATO FINAL DA OBRA ... 20
6 REFERÊNCIAS ... 21
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1 INTRODUÇÃO PARA OS NÃO INICIADOS
É notável em vários meios que a indústria atual não é ideal, mais precisamente, muita energia é gasta e perdida na produção de bens industriais, ou seja, não é eficiente, não está no seu ápice de produção. Por isso é de grande importância e urgência para muitos setores da economia que maneiras de aumentar a eficiência e diminuir as perdas sejam criadas, e de fato, desde o início da indústria, nos primeiros dias da revolução industrial na Inglaterra e França, houveram diferentes métodos de concluir esta façanha, seja por criação de máquinas que trabalham com menos energia e exercem força maior ou seja por inovações como a introdução de novas filosofias de montagem (linha de montagem de Henry Ford), mas ultimamente vem se tornando cada vez mais difícil de desenvolver novas formas de minimizar as perdas enquanto algo é produzido.
Como é exemplificado por Junjie Yao (2018, p1):
A indústria de processo, representada pela produção de matéria-prima, é um dos principais tipos de produção industrial, que enfrenta os problemas de grande consumo de energia, baixa utilização de recursos e alta descarga de poluição. Melhore a eficiência, reduza o consumo de energia, bem como as emissões são a principal prioridade da indústria de processo, e o processo eficiente de produção industrial é a chave para atingir os objetivos acima.
1Ou seja, a busca por eficiência é aquela que movimenta a indústria e proporciona a evolução dos produtos de consumo, tanto por parte do consumidor doméstico quanto por parte do produtor, pois é por meio dessa evolução em que o maior lucro e a melhor qualidade é alcançada.
A eficiência industrial é de tanta importância que governos ao redor do mundo têm tornado prioridade o aumento da eficiência energética industrial, como podemos ver pela assinatura de 197 países no tratado de Paris, além das várias leis implementadas em diversos países como o Japão e a Alemanha para reduzir as emissões de gás carbônico em 65% até 2030 (no caso da Alemanha, para exemplificar), leis que inferem o aumento da eficiência industrial, pois sem ela, não seria possível estar de acordo com a constituição.
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Tradução do Autor
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Segundo Zoran Morvay, por motivos diversos, incluindo a preservação do meio ambiente e o menor gasto de energia, que seria utilizada para a melhora das condições de vida da população, “É do conhecimento geral que o uso eficiente de energia e recursos por uma planta industrial é um método fácil de reduzir o custo de operação de uma empresa e diminuir o impacto negativo de uma fábrica na natureza”
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(MORVAY, GVOZDENAC, 2008, p2). Ou seja, a eficiência industrial é de suma importância tanto para o aumento da produtividade de uma empresa (trazendo benefícios financeiros) quanto para a reutilização de recursos por um corpo governamental, trazendo benefícios para a população.
Essa posição de governos ao redor do mundo foi imposta diante de quase todas, senão todas as operações industriais, e então a corrida por eficiência de produção não se continha apenas nos interesses de geração elevada de receita, mas também se espalhou para questões de responsabilidade social. Com essa nova responsabilidade imposta pelos governos, a eficiência industrial se tornou chave para a existência continua de muitas operações fabris, que agora dependem de inovações que diminuem perdas na produção, assim garantindo que estejam dentro dos parâmetros ecológicos impostos pelos governos ao redor do mundo.
Decorrente dessa corrida por novos métodos para aumentar a eficiência, foi notado que cada vez mais é necessário o uso de conceitos e operações da física e matemática para efetuar com certidão a produção de bens com a mínima perda energética.
Por causa da necessidade crescente do uso de conceitos físicos para concluir novos projetos de diminuição de perdas, estudos sobre a aplicação de energia industrial para diversos fins, otimização das trocas térmicas no cenário industrial e uso de métodos alternativos de propulsão para a geração de energia/produção de força motora são utilizados para concretizar os objetivos de aumento de eficiência. Estudos como os de William R. Martini sugerem o uso de métodos alternativos de propulsão (motor Stirling) para a geração de energia ou para uso como força motora como evidenciado em:
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Tradução do autor
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Os desenvolvimentos (da empresa Phillips) levaram a criação de motores de demonstração com um funcionamento suave e silencioso que tem uma eficiência muito elevada e pode usar qualquer fonte de calor. Eles podem ser usados para a propulsão de um veículo e produzem muito pouca ou nenhuma poluição. Uma grande variedade de motores experimentais do tipo Stirling foram construídos a partir dos mesmos princípios gerais para bombear diretamente sangue, gerar eletricidade ou até gerar força motora hidráulica. (MARTINI, 1978, p3)
3Outros estudos sugerem que o aperfeiçoamento das tecnologias já existentes seja a melhor forma de aumentar a eficiência no setor industrial, já que novos projetos levariam muito tempo para serem desenvolvidos e não teriam garantia de funcionamento. Essa otimização de um projeto atual é o que é realizado na maioria das operações fabris no mundo atualmente, já que o custo é muito menor que a realização de um projeto completamente novo.
A otimização das trocas de calor em um cenário industrial é um dos principais meios de aumentar a eficiência industrial, pois por meio de trocas térmicas é que são encontradas as maiores perdas energéticas.
Em geral, a otimização é composta por projeto de variáveis de parâmetros, função objetiva e condição de restrição. Sob a premissa de satisfazer a condição de restrição, o valor máximo (ou mínimo) da função objetiva é realizada ajustando o valor do parâmetro do projeto, que é a realização da otimização. Os parâmetros de projeto do trocador de calor são geralmente compostos por variáveis estruturais. Os parâmetros de projeto comumente usados do trocador de calor de placa aleta são partição e espaçamento de aleta, núcleo comprimento e largura, e o número de camadas de canal. As restrições incluem restrições de dimensão estrutural, restrições de desempenho e restrições de desempenho, essas que impõem restrições ao calor que gera a eficiência de transferência e queda de pressão. A otimização é alcançada encontrando o máximo (mínimo) valor da função objetivo. A função objetivo fornece o propósito de otimização, de modo a obter
os parâmetros de projeto desejados. (YAO, 2018, p2)
4Há tantas maneiras sendo testadas para resolver esta incógnita da eficiência industrial que se pode realçar alguns exemplos. Exemplos como o uso de motores Stirling sendo usados como geradores elétricos a partir do calor solar pela Solartron Energy para alimentar regiões dos EUA e da Austrália, reduzindo a ineficiência da indústria energética (LCOE (Custo nivelado de energia)) por quase 50% (em centavos por kWh (de 3 para 4.4)). Outro exemplo é o uso do mesmo tipo de motor pela indústria médica (medicina legal e desenvolvimento de vacinas principalmente) para o
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Tradução do autor
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Tradução do autor
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bombeamento de fluidos para o resfriamento de várias substâncias médicas como hidrogênio líquido e vacinas (a última também é aplicável a grandes reservas da Pfizer da vacina do Covid19 em sua cepa inicial), aumentando a eficiência das “geladeiras”
criogênicas por uma quantia substancial, já que o uso de motores elétricos ou de combustão interna geravam calor que se propagava pelo líquido bombeado, tornando pior a ação de resfriamento do dispositivo. Outro setor muito dependente da eficiência do motor Stirling para melhorar sua performance é o setor da indústria espacial, pois ele é usado quase universalmente para a geração de energia em satélites fora do alcance da luz solar, com um isótopo radioativo agindo como fonte de calor para o funcionamento do motor.
Para exemplificar o funcionamento desses exemplos, está disposto abaixo um diagrama mostrando como o motor Stirling funciona:
(Edward Lewandowski, 2004)
Como mostrado na imagem, o pistão é movido pela reciprocidade do pistão deslocador (na imagem marcado como displacer), que é oriunda da mudança na pressão do ar, que acontece por causa da diferença térmica envolta do deslocador.
Esse movimento reciproco do pistão gira um virabrequim, que transfere a força do
motor Stirling para qualquer uso que seja designado, como em qualquer outro tipo de
motor. Seu uso em geração de energia (como o exemplo da Solartron, no parágrafo
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anterior), o calor do Sol gera a diferença térmica necessária para o funcionamento do motor, exemplificado nesta imagem:
(Sandia National Laboratories, University of Connecticut, National Renewable Energy Laboratory, 2016)
Todos esses elementos acima compõem a atual situação dos parques industrias ao redor do mundo. É bem certo que as instituições mais dominantes presentes já estão desenvolvendo maneiras de reduzir perdas, tanto por obrigação por órgãos governamentais quanto por interesse de crescimento econômico de si próprio, e se nota que gradativamente esse comportamento vem sendo tomado por empresas gradualmente menores, porém com um novo senso de urgência por causa da necessidade imediata de melhor eficiência imposta pelos governos onde essas empresas atuam.
Nesse cenário, tentativas de solucionar as perdas na linha de produção vem
sendo construídas, com variados níveis de sucesso, e por isso veio a atenção de
cientistas e pesquisadores como promover uma solução definitiva para o
aproveitamento de energia oriunda da produção fabril e redução de perdas na
manufatura de bens.
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A análise do comportamento de equipamento enquanto são usadas tecnologias pouco convencionais, como o motor Stirling, para a geração de energia ou força motora com o aproveitamento das perdas térmicas, como exemplificada em setores de nicho pelo seu uso do motor em diferentes meios (de geração de energia até o bombeamento de fluidos criogênicos), é uma possível forma de reduzir perdas durante a produção, e se o uso for benéfico para a eficiência de uma fábrica enquanto mantém- se uma operação rentável, é bem possível que com o incentivo da longevidade de operação, e empresas ao redor do mundo adotem essas tecnologias pouco convencionais em diversos setores do parque industrial, garantindo assim as demandas governamentais para a conservação do ambiente e a continuação das operações de diversas empresas ao redor do mundo.
Dessa forma, caso a análise do comportamento e do uso dessas tecnologias mostrar-se bem-sucedido, o cenário torna-se de incerteza para as empresas a uma situação onde todos saem ganhando. Ou seja, se for conduzida uma pesquisa para determinar a utilidade e rentabilidade do uso de tecnologias como o motor Stirling em várias aplicações industriais, dependendo do resultado obtido é possível que aconteça uma mudança muito boa na indústria atual.
2 DESENVOLVENDO COMO ISSO PODERIA SER FEITO
Considerando o que foi escrito anteriormente, o que esta pesquisa pretende
fazer a partir dessa extensa base científica é a análise e avaliação do uso do motor
Stirling em aplicações fabris, em teoria, para determinar se seria mesmo relevante
testar e utilizar esse motor para a geração de energia ou força motora, considerando
a capacidade em que o motor pode ser utilizado, contando sua eficiência,
rentabilidade e facilidade de adaptação, e isso será de extrema importância para julgar
sua efetividade em comparação aos setores em que já atua, usando esses mesmos
como referencial de custo de operação e funcionamento. Também se visa, a partir da
análise, explicar por que o motor Stirling não é usado e se teria a possibilidade de ser
utilizado em outros setores da indústria, e caso não tenha a possibilidade de ser
efetivamente aplicado, será feita também uma análise explicando a razão por trás
disso.
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Como base na observação do uso do motor Stirling nas indústrias espacial, criogênica e de geração de energia, junto com os conceitos teóricos de Yao sobre a otimização de trocas térmicas no cenário industrial e de Martini sobre a utilização de um motor Stirling para a geração de trabalho motor por aproveitamento das trocas térmicas, em conjunto as observações de Morvay e Gvozdenac sobre a crescente demanda governamental de métodos de fabricação mais eficientes e sustentáveis, que foram apresentados nos capítulos anteriores, geram-se questionamentos sobre essas tecnologias e suas aplicações:
a) Como o uso do motor Stirling pode melhorar o consumo de energia fabril?
b) Por que o uso desse motor não é amplamente difundido no meio industrial?
E onde são usadas, por que não há um esforço para a adaptação delas para outros setores?
c) Como é usada a energia nas fábricas atualmente?
Para responder estas perguntas, temos de separá-las afim de deixar uma clara evolução dos conceitos.
2.1 COMO É USADA A ENERGIA NAS FÁBRICAS ATUALMENTE?
Para começar iremos analisar como é o uso de energia em uma fábrica,
considerando vários setores da produção, mas focando na área mais abrangente dos
Commodities. Foi feita uma consulta com uma fábrica de embalagens plásticas de
médio porte que preferiu o anonimato, ela será usada como base da pesquisa. A
fábrica contém 50 máquinas que operam na caldeira a uma temperatura de 220Cº,
arrefecida com óleo térmico que no seu ponto mais gelado chega a 28Cº. Uma fábrica
tem diversos setores dentro de si, há diferentes máquinas que necessitam de energia
elétrica para funcionar por causa de seus motores elétricos, além da iluminação
presente na construção inteira, computadores, impressoras e muitos outros
dispositivos. A maior parte do consumo vem das máquinas, por volta de 93%, em
segundo lugar, vem a iluminação e administração, que abrange a área do parque
industrial inteiro e consome por volta de 7% de energia, o gasto de energia em horário
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de ponta (6:00-21:00) em um mês é em média 58,6 Megawatts hora, fora do horário de ponta (21:00-6:00) é em média 569 Megawatts hora. (Planilha abaixo)
Considerando todas as indústrias no planeta, a produção fabril utiliza por volta de 40%
da energia produzida no mundo inteiro (IEA, 2018), como evidenciado no gráfico:
(IEA, 2018)
Se tomarmos que os 93% (mencionados anteriormente) de toda a energia
gasta por uma fábrica é utilizada pelas máquinas que estão envolvidas na produção
dos bens vendidos por aquela empresa, podemos deduzir o quanto uma máquina
gasta sozinha, e a partir do calor que é gerado a partir da operação desta máquina,
podemos extrapolar o quanto um motor Stirling poderia gerar de força baseado nas
propriedades termodinâmicas e na força criada por um motor exemplo (como um dos
motores usados pela Solartron para a geração de energia), essa força que poderia
servir para a geração de energia e redução do consumo de energia de uma fábrica,
tornando-a mais sustentável, cumprindo com as leis de redução do gasto de energia
e emissão de gases estufa e reduzindo o custo de operação de uma fábrica
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potencialmente em longo termo. Também é possível, como em qualquer energia elétrica, armazenar a eletricidade gerada com uma bobina acumuladora, garantindo uma reserva energética em momentos de crise.
Portanto, fazendo a conta inicial para deduzir o gasto de 50 máquinas e consequentemente o gasto de uma máquina sozinha, descobre-se que 50 máquinas tomam 54,498 (~54,5) Megawatts hora por dia de operação, ou seja, 1 máquina toma 1,08996 (~1,09) Megawatts hora a cada dia de operação.
Nos resta analisar um motor exemplo, que será feito mais adiante.
Podemos então concluir precipitadamente que o consumo fabril age como a principal fonte de consumo energético, e dentro de uma fábrica, o maquinário é o maior consumidor. Se tomarmos as figuras mostradas anteriormente, podemos extrapolar que as máquinas em si usam por volta de 35-36% de toda a energia produzida no mundo, e se o uso de um motor Stirling puder reduzir esta figura na metade, o consumo energético mundial cairá drasticamente, abrindo oportunidades para governos instituir o fechamento de plantas energéticas altamente poluentes, melhorando a qualidade de vida da população dada a lenta, porém certeira, despoluição do ar, reduzindo chances de canceres ligados ou sistema respiratório, de doenças ligadas a respiração de químicos venenosos (insuficiência respiratória por presença de monóxido de carbono (CO) no ar, por exemplo). Além disso, o ganho oriundo dos menores gastos dentro de empresas será uma garantia de longevidade para muitas empresas de pequeno e médio porte, melhorando a economia.
3 TRABALHANDO NA APLICAÇÃO TEÓRICA
Considerando as informações dadas e descobertas anteriormente, agora
chega o momento em que “botamos a mão na massa”, durante essa seção, será feita
a análise da performance de um motor Stirling, levando em conta a temperatura de
operação das máquinas para determinar os níveis de energia gerados.
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Tomamos como exemplo de motor para a análise um modelo da Solartron Energy, que trabalha a temperaturas similares (levemente acima, questão de 60 a 80ºC de diferença) a temperatura de operação do maquinário da fábrica modelo (mencionada anteriormente (página 12)).
“O concentrador solar modelo 9M (Prato solar) provém de uma produção de 45 KW de energia térmica com 73% de eficiência ”
5(SOLARTRON, 2021). Essa produção ocorre a 270ºC (temperatura fluida), dada que a operação do maquinário fabril nos servindo de exemplo opera a 220ºC no seu núcleo, podemos estimar uma perda de temperatura dado o arrefecimento com óleo térmico.
Considerando que os dois extremos de temperatura do óleo térmico que nos foram dados foram 28ºC e 220ºC, podemos calcular a temperatura do óleo térmico dependendo do ponto em que é escolhido para a instalação do motor Stirling. Usemos 90% da distância entre o tanque de óleo e a máquina como ponto de referência para a exemplificação do cálculo (esse que está mostrado abaixo).
Tomando então a diferença entre as temperaturas e estipulando o ponto de instalação dos motores, podemos nos aproximar da temperatura de operação do motor, dada a temperatura do óleo. Junto a isso, agora podemos determinar a geração de energia baseada na performance do motor (considerando dados compartilhados por parte da tabela de performance da Solartron Energy). Considerando que a
5
Tradução do autor
17
geração de energia não é um processo uniforme, tomamos este gráfico para determinar a energia gerada a partir da temperatura das máquinas. Para determinar a diferença devemos simplesmente subtrair 182,8 (~180) de 270, o que nos dá 87,2 (~90).
(Hua-Ju Shih, 2019)
