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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