Abstract:
Em consequência à gradual transição energética, com o crescente uso de
fontes de energia mais limpas, o armazenamento de energia torna-se inevitável,
principalmente devido a sazonalidade de geração de tais fontes. Neste contexto, entre
as principais alternativas existentes está o armazenamento de energia por meio do
calor latente. Como principal característica deste tipo de armazenamento, cita-se a
elevada densidade de armazenamento de energia em temperatura praticamente
constante, ou seja, na temperatura em que ocorre a mudança de fase, o que torna
possível sua utilização em inúmeras aplicações. Os materiais que se baseiam nesta
forma de armazenamento são conhecidos como Materiais de Mudança de Fase
(PCM). Pela vasta possibilidade de aplicação dos mesmos, torna-se importante a
utilização de PCM de base biológica (bioPCM), para que se possa amenizar possíveis
impactos ambientais. No entanto, os PCM em geral apresentam baixa condutividade
térmica, o que pode restringir algumas aplicações. Com isso, faz-se necessária a
utilização de métodos que possam melhorar a transferência térmica, sendo a
incorporação de espumas metálicas, de diferentes características morfológicas ao
PCM, uma alternativa eficiente que vem sendo pesquisada por apresentar elevada
área de superfície de troca de calor e melhorar a condutividade térmica. Neste
contexto, esta pesquisa propõe um estudo com diferentes geometrias de espuma,
juntamente com a utilização da cera de palma como bioPCM. Desta forma, foram
utilizadas duas geometrias de espuma de níquel, sendo uma retangular e outra
perfilada, a qual remete a geometria de aletas. Deste modo, pode-se aumentar a
transferência de calor e a eficiência com menor volume de espuma. Além disso, a
influência da modificação da orientação do reservatório, análoga a inclinação de um
módulo fotovoltaico, também foi analisada. Os principais resultados mostraram que o
caso contendo espuma de geometria retangular reduziu em 7,5% o tempo de carga
(fusão) e em 4% o tempo de descarga (solidificação), comparado ao caso sem
espuma, enquanto o caso contendo a geometria perfilada reduziu em 7,1% o tempo
de carga e aumentou em 10% o tempo de descarga. A inclusão da espuma também
melhorou a taxa de armazenamento de energia em aproximadamente 8,1% para a
geometria retangular e em 7,6% para a geometria perfilada.