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Sistema de Geração de Energia com Motor Stirling

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Motor Stirling

http://pt.wikipedia.org/wiki/Motor_Stirling

Origens: máquina a vapor; Biomassa:

Energia renovável

Potencialidade nacional

Vantagens dos Motores Stirling;

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P&D 123

Cemig/NEST 2004-2009 R$ 1.704.904,38

OBJETIVO:

Desenvolvimento, teste e construção de um protótipo de motor Stirling adaptado para as condições de operação isolada.

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Metodologia e Desenvolvimento

A modelagem do sistema, visando a definição das características do novo motor;

Desenvolvimento, fabricação e testes de avaliação de três prototipos de 9 kW com sistema

de combustão de biomassa associado;

Projetar, construir e testar uma fornalha compacta para queima de biomassa;

Avaliar a operação, a viabilidade técnico-econômica e possibilidade de fabricação nacional.

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Resultados e Discussão

Tipo Alfa

Pistões a 90º - Cagiva

Fluido de Trabalho: N Barato e Disponível

Vazamentos

Câmara de Combustão 800-1200º C

Chaminé = Pré-aquecimento

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Resultados e Discussão

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

350 370 390 410 430 450 470 490 510 530 550 570 590 610

T hot. (C)

Po

we

r (k

W)

40 bar (kW)

20 (kW)

ParâmetroGás de trabalho NitrogênioPressão fornecida 1470 kPa 2451

kPaPressão máxima no topo do pistão de compressão

1765 kPa 2843 kPa

Pressão máxima na parte inferior do pistão quente

1667 kPa 2549 kPa

Velocidade de operação 300 rpm 300 rpmPotencia elétrica gerada 0,7 kW 0,9 kWTemperatura ambiente 32ºC 32ºCTemperatura na entrada do trocador frioTemperatura na saída do trocador frioTemperatura na entrada do trocador de calor quente

900ºC 890ºC

Temperatura na saída do trocador quente

750ºC

Consumo de biomassa 70 kg/h 70 kg/h

Alguns problemas...

Baixa velocidade de rotação

Forças aplicadas

Transmissão de movimentos

Incompatibilidade de materiais

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Resultados e Discussão

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Considerações Finais

Capacitação

Fortalecimento: NEST/UNIFEI

Cemig: subsídios para oportunidades tecnológicas em Biomassa com possibilidade de

aplicação em sistemas isolados;

Possibilidade de desenvolvimento tecnológico e industrial;

Protótipo de Motor Stirling tipo Alfa de 9 kW acoplado a fornalha de 50 kW

Peças para mais 2 unidades otimizadas em relação ao prototipo inicial;

Estes equipamentos tem potencial para aplicação sustentável contribuindo com a

segurança energética com reduzidos impactos ambientais.

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Obrigado.

Cláudio Homero Ferreira da Silva, D. Sc.

Vice-Presidência - DVPSuperintendência de Tecnologias e Alternativas Energéticas – TE

Gerência de Alternativas Energéticas – TE/AEwww.cemig.com.br