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Tipo do documento: Tese
Título: Avaliação do desempenho do dessalinizador solar híbrido com módulos termoelétricos acoplado ao gerador eólico
Autor: Conserva, Vanessa Rosales 
Primeiro orientador: Lima, Carlos Antônio Pereira de
Primeiro coorientador: Medeiros, Keila Machado de
Primeiro membro da banca: Cavalcante, Geralda Gilvania
Segundo membro da banca: Leite, Valderi Duarte
Terceiro membro da banca: Dann, Djoille Denner
Quarto membro da banca: Silva, Silvanete Severino da
Resumo: A escassez de água no mundo é agravada em virtude do crescimento populacional, a urbanização, e ao aceleramento das indústrias, o que provoca a redução de disponibilidade hídrica, e consequentemente desiguadade social. Por sua vez as aguas subterrâneas do semiárido brasileiro apresenta características salobras o que dificulta seu aproveitamento para consumo humano. Essa tese aborda a temática referente à tecnologia de tratamento térmico de água salobra. O objetivo deste trabalho foi avaliar o desempenho térmico de três dessalinizadores solar do tipo pirâmide assimétrico, aprimorando o sistema proposto com energia eólica e módulos termoelétricos, com intuito de aumentar a produtividade de água dos dessalinizadores. A pesquisa experimental foi realizada sob condições climáticas na cidade de Campina Grande-PB, na Universidade Estadual da Paraíba (latitude 7° 13’ 50”, longitude de 35° 52’ 52”), e a água salobra foi utilizada de um poço artesiano localizado na zona rural do município de Barra de Santana-PB. Três dessalinizadores tipo pirâmide assimétrico foram projetados e construídos, sendo (Modelo DP) como modelo referencial dessalinizador passivo, um dessalinizador ativo com coletor solar espiral (Modelo DA) e um dessalinizador híbrido com módulos termoelétricos acoplados ao gerador eólico (Modelo DH). Os resultados experimentais constataram que a temperatura máxima da água do dessalinizador híbrido atingiu 78 oC, o dessalinizador ativo foi 67,9 oC, enquanto o dessalinizador passivo foi 65 oC, quando a radiação solar média foi 972 W.m-2. Contudo, a produtividade de água dessalinizada foi 2153,84 mL.m-². d-1, 3076,92 mL.m-². d-1 e 7615,38 mL.m-². d-1 para os modelos DP, DA e DH, respectivamente. Para o DH a produtividade no período diurno somado ao período noturno foi 12410,25 mL.m-².d-1. Esses dados se correlacionam com um aumento de 30% para o dessalinizador ativo e 576% para o dessalinizador híbrido comparado ao dessalinizador passivo inerente a produtividade de água. Constatou-se que a taxa de produção de água dessalinizada foi proporcional ao aumento da temperatura ambiente e intensidade de radiação solar. No que refere-se a avaliação da qualidade da água salobra e destilada, houve redução significativa dos parâmetros físico-químicos avaliados, principalmente o sódio e condutividade elétrica da água destilada, com diminuição de 100% e 98,8%, respectivamente. Comparando os resultados do desempenho térmico dos dessalinizadores ativo e híbrido com estudos anteriores, demostraram viabilidade técnica da presente pesquisa, conclui-se que o modelo de dessalinizador pirâmide assimétrico híbrido acoplado ao gerador eólico, pode contribuir para problemas relacionados a escassez hídrica no semiárido, trazendo alternativa sustentável.
Abstract: Currently, there is a massive water shortage of fresh water, so the need for potable water becomes indispensable. Groundwater in most of the Brazilian semiarid region has brackish characteristics, making it difficult to use it for human consumption. This research project addresses the issue of heat treatment technology for brackish water. The objective of this work was to evaluate the thermal performance of three asymmetric pyramid solar desalinators, improving the proposed system with wind energy and thermoelectric modules, in order to increase the production of drinking water. solar. The experimental research was carried out under climatic conditions in the city of Campina Grande-PB, at the State University of Paraíba (latitude 7° 13' 50”, longitude 35° 52' 52”), and brackish water was used from an artesian well. located in the rural area of the municipality of Barra de Santana-PB. Three asymmetric pyramid desalinators were designed and built, the experiments were carried out simultaneously, being (DP Model) as a reference model a passive desalinator, an active desalinator with spiral solar collector (Model DA) and a hybrid desalinator with thermoelectric modules coupled to the wind generator ( Model DH). The results found that the maximum water temperature of the hybrid desalinator reached 78oC, the active desalinator was 67.9oC, while the passive desalinator was 65oC, when the average solar radiation was 972 W.m-2. However, the productivity of desalinated water was 2153.84 mL.m-². d-1, 3076.92 mL.m-². d-1 and 7615,38 mL.m-². d-1 for the DP, DA and DH models, respectively. For DH, the productivity at night was 4794.87 mL.m-². d-1. These data correlate with an increase of 39.35% for the active desalinator and 576% for the hybrid desalinator compared to the passive desalinator inherent in water productivity. It was found that the rate of production of desalinated water was proportional to the increase in ambient temperature and intensity of solar radiation. Regarding the evaluation of the quality of brackish and distilled water, there was a significant reduction in the physical-chemical parameters evaluated, mainly sodium and electrical conductivity of the distilled water, with a decrease of 100% and 99.6%, respectively. Comparing the results of the thermal performance of the active and hybrid desalinators with previous studies, demonstrating the technical feasibility of the present research, it is concluded that the hybrid asymmetric pyramid desalinator model coupled to the wind generator can contribute to problems related to water scarcity in the semiarid region, bringing sustainable alternative.
Palavras-chave: Sistema híbrido
Energia renovável
Escassez hídrica
Hybrid system
Renewable energy
Área(s) do CNPq: ENGENHARIAS::ENGENHARIA SANITARIA
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Estadual da Paraíba
Sigla da instituição: UEPB
Departamento: Pró-Reitoria de Pós-Graduação e Pesquisa - PRPGP
Programa: Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia Ambiental - PPGCTA
Citação: CONSERVA, Vanessa Roosales. Avaliação do desempenho do dessalinizador solar híbrido com módulos termoelétricos acoplado ao gerador eólico. 2022. 122f. Tese (Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia Ambiental - PPGCTA) - Universidade Estadual da Paraíba, Campina Grande, 2023 .
Tipo de acesso: Acesso Embargado
URI: http://tede.bc.uepb.edu.br/jspui/handle/tede/4555
Data de defesa: 12-Dez-2022
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