Construção e avaliação térmica de um fogão solar com concentradores tipo disco parabólico

Abstract

O objetivo deste trabalho foi a construção e a avaliação térmica de um fogão solar com dois concentradores tipo disco parabólico. A partir da análise qualitativa da refletividade de diferentes materiais, utilizando-se um foto-sensor de silício, selecionou-se o material de recobrimento dos discos. O recipiente de cozimento, cuja estrutura é de alumínio, foi isolado com uma mistura de cimento e EPS (poliestireno expandido) entre outros materiais, visando minimizar as perdas térmicas laterais e superior para o ambiente. Uma vez construída a estrutura, o fogão foi instrumentado com vistas à determinação da temperatura da base e das laterais do recipiente de cozimento, da temperatura dos discos, da radiação incidente na base do recipiente de cozimento e do aumento da temperatura de 1L de agua ao longo do processo. As temperaturas máximas na lateral, na base do recipiente e nos discos foram de 44,7°C, 178,7°C e 52,9°C, respectivamente. A máxima irradiação medida foi de 1032W/m2, e água atingiu 80,5°C de temperatura máxima. O fogão solar construído permite a avaliação de vários parâmetros envolvidos na análise térmica de dispositivos concentradores, de maneira que será utilizado como ferramenta didática experimental na disciplina de Energia Solar Térmica.

The following project has as its main goal the manufacturing and thermal evaluation of a solar stove with two parabolic dish concentrators. Starting from the qualitative analysis of the reflectivity of different materials, using a silicon photo-sensor the discs covering material was selected. The cooking recipient which is made of aluminum, was isolated with a mixture of cement and EPS (expanded polystyrene) among other materials, focusing on minimize the lateral and superior thermal losses to the ambient. Once the structure was constructed, the stove was instrumented in order to determine the base and lateral temperatures of the cooking recipient, the discs temperature, the radiation incident on the cooking recipient’s base and the temperature’s rise of 1L of water during the process. The maximum temperatures at the lateral and base of the recipient and the discs were, 44,7 °C,178,7°C e 52,9°C, respectively. The maximum irradiation measured was 1032 W/m² and the water’s maximum temperature was 80,5 °C. The solar stove built allows the evaluation of several parameters involved in the thermal analysis of concentrators dispositives, on a way to be used as an experimental didactic tool for the Thermal solar energy class.