Desenvolvimento de um coletor solar plano para um sistema de secagem utilizando o planejamento experimental fatorial
DOI:
https://doi.org/10.33448/rsd-v10i7.16755Palavras-chave:
Coletor solar; Planejamento experimental fatorial; Rendimento térmico; Energia solar.Resumo
O presente trabalho tem o objetivo de determinar a configuração ótima para um coletor solar plano de baixo custo, que fosse de fácil construção e manutenção e pudesse ser utilizado na secagem de frutas pela agricultura familiar. Para tanto aplicou-se a metodologia do planejamento experimental fatorial devido sua confiabilidade e por avaliar ao mesmo tempo o efeito de diversos fatores ou variáveis, a partir de um número mínimo de experimentos. Foram determinadas as variáveis a serem estudadas, seguindo com a realização do conjunto de experimentos necessários e com a análise das variáveis estatisticamente significativas para determinação da configuração ótima do coletor solar. Os resultados experimentais determinaram como sendo a configuração otimizada: Cobertura transparente de policarbonato alveolar e utilização de uma telha de zinco pintada de preto fosco como capacitor térmico. O cálculo do rendimento térmico do equipamento foi usando sua definição como sendo a razão entre a potência entregue pelo sistema e a potência disponível ao mesmo e o resultado obtido para a configuração ótima foi de 42,00%. O planejamento experimental fatorial desenvolvido possui acurácia de 96,10% e se mostrou significativo e preditivo.
Referências
Almeida, D. S. F., Chaves, V. F. & Sant’anna, L. S. (2018). Agricultor Familiar e Produtor Rural no Brasil: os efeitos jurídicos de sua formalização como empresários individuais. Revista Jurídica da Presidência. 20(120).
Brasil, J. L., Vaghetti, J. C. P., Santos Jr, B. R. A., Simon, N. M., Pavan, F. A., Dias, S. L. P. & Lima, E. C. (2007). Planejamento estatístico de experimentos como uma ferramenta para otimização das condições de biossorção de Cu(II) em batelada utilizando-se casca de nozes pecã como biossorvente. Química Nova. 30(2), 548-553.
Coelho, B. E. S., Nascimento, M. M., Carvalho, I. R. B., Sousa, K. S. M., Machado, N. S. & Neto, A. F. (2019). Curva de secagem solar e avaliação físico-química da manga “Espada”. Journal of Environmental Analysis and Progress. 04(03), 187-194.
Centro de Referência em Energia Solar e Eólica Salvo Brito (2019). Acessado em 20 de janeiro de 2021, em http://www.cresesb.cepel.br/.
Cunico, M. W. M., Cunico, M. M., Miguel, O. G. Zawadzki, S. F., Peralta-Zamora, P. & Volpato, N. (2008). Planejamento fatorial: Uma ferramente estatística valiosa para a definição de parâmetros experimentais empregados na pesquisa científica. Visão acadêmica. 09(01), 23-32.
Fernandes, J. F. S. (2021). Desenvolvimento experimental de um secador solar especial com sílica gel como dessecante do ar de secagem. Dissertação de mestrado. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Universidade federal de Campina Grande, Campina Grande.
Freund, J. E. (2006). Estatística aplicada: Economia, administração e contabilidade. 11 ed. Porto Alegre: Bookman.
Gomes, Í. A. (2021). Dimensionamento e Otimização de um Secador Solar de Frutas Utilizando o Método do Planejamento Experimental Fatorial. Tese de doutorado. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Processos, Universidade Federal de Campina Grande, Campina Grande.
Grilo, M. B. (2007). Fundamentos da Energia Solar: conceitos básicos e aplicações. 1 ed. Campina Grande: Editora da Universidade Federal de Campina Grande – EDUFCG.
Guerra, M. I. S. & Varella, F. K. O. M. (2014). Análise do desempenho térmico de um sistema de aquecimento solar de baixo custo na cidade de Mossoró/ RN. Revista Holos, 4, 241-268.
Instituto Nacional de Meteorologia. (2020). Acessado em 10 de dezembro de 2020, em http:www.inmet.gov.br/portal.
Jacob, P. F. (2016). Estudo do rendimento térmico de um aquecedor solar parabólico redondo para viabilidade de uso comercial e residencial. Dissertação de Mestrado. Faculdade de Engenharia do campus de Guaratinguetá, Universidade Estadual Paulista, Guaratinguetá.
Montgomery, D. C (2017). Design and Analysis of Experiments. 9 ed., New York: John Wiley & Sons.
Moran, M. J., Shapiro, H. N., Boettner, D. D. & Bailey, M. B. (2018). Fundamentals of Engineering Thermodynamics. 8 ed. Nova Jersey: John Wiley & Sons.
Mustayen, A. G. M. B., Mekhilef, S., Saidur, R. (2014). Performance study of different solar dryers: a review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 34, 463-470.
Neves, C. F. C., Schvartzman, M. M. A. M. & J, E. (2002). Variables search technique applied to gas separation. Química Nova. 25(2), 327-329.
Nunes, A. G. (2016). Desenvolvimento Experimental de um Secador Solar Multienergético para Secagem de Frutas. Tese de Doutorado. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Processos. Universidade Federal de Campina Grande, Campina Grande.
Oliveira, L. C. T. G., Paes, J. L., Guimarães, C. L. (2018). Avaliação da eficiência do coletor solar plano acoplado em secador híbrido. VII Congresso Brasileiro de Energia Solar. Gramado-RS.
Rodrigues, M. I. & Iemma, A. F. (2014). Planejamento de Experimentos e Otimização de Processos. 4 ed. São Paulo: Cárita.
Silva, S. T & Sousa, N. G. (2020). Uso da energia solar como fonte alternativa para o aquecimento de utilidades: simulação e controle. Research, Society and Development. 9(3). DOI: https://doi.org/10.33448/rsd-v9i3.2730
Peralta-Zamora, P., Morais, J. L. & Nagata, N. (2005). Por que otimização multivariada?. Engenharia Sanitária e Ambiental. 10(2), 106-110.
Pereira-Filho, E. R., Poppi, R. J. & Arruda, M. A. Z. (2002). Employment of factorial design for optimization of pirolisys and atomization temperatures for Al, Cd, Mo and Pb determination by ETAAS. Química Nova. 25(2), 246-253.
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