Uma equipa da Agência Internacional de Energia (IEA) coordenada por Bettina Muster preparou diretrizes de integração para integração solar em processos industriais (IEA, 2017). Eles determinaram os possíveis pontos de integração do calor solar com a tecnologia Pinch. Esses pontos são o pré-aquecimento de água para caldeiras a vapor; aquecimento adicional de Abastecimento de Calor e Rede de Abastecimento de Calor (integração ao nível de fornecimento); e aquecimento adicional do Armazenamento de Calor do Processo, aquecimento de processos e vasos e aquecimento do meio de aquecimento do processo (Integração ao nível do processo). Além disso, a tecnologia Pinch é um método favorável para encontrar uma solução eficiente na integração total do local da unidade de produção.
(...) O número de sistemas solares térmicos instalados e operacionais na indústria varia de acordo com o ramo de produção. A situação na indústria alimentar e química não é tão boa, mas de qualquer forma há uma tendência que aumenta o fornecimento de calor a partir de fontes renováveis.
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(...) As etapas propostas para otimização e integração de sistemas de aquecimento solar no processo produtivo estão descritas na figura abaixo. Existe um algoritmo sugerido para análise e projeto.
As duas primeiras etapas são análise da unidade e simplificação. A terceira etapa é a determinação dos dissipadores e fontes de calor do sistema de produção. (...) As temperaturas alvo nos fluxos de processo devem determinar a forma de utilidade que precisa ser gerada a partir do sistema de aquecimento solar.
(...) A par da escolha da utilidade que será utilizada no sistema há a escolha de um coletor ou concentrador solar. O projeto de sistemas de armazenamento de calor pode ser baseado em dados para o nível de temperatura e carga de calor necessários. A água quente nem sempre é o meio de armazenamento de calor mais barato e adequado. A seleção do meio de armazenamento de calor depende do processo de armazenamento de calor, capacidade de aquecimento e carga de calor. Portanto, o armazenamento de calor deve minimizar o volume de armazenamento de calor, material de armazenamento de calor (com custo de material incluído) e maximizar a capacidade de armazenamento de calor. Isso minimizará os custos de armazenamento de calor para sistemas projetados.
A utilidade escolhida para ser gerado a partir do sistema de aquecimento solar deve atender aos requisitos da tecnologia Pinch no que diz respeito ao fornecimento de utilidades quentes.
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Fonte: A. Anastasovski, Improvement of energy efficiency in ethanol production supported with solar thermal energy – A case study, Journal of Cleaner Production, 278 (2021) 123476.