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A violação de direitos autorais é passível de sanções civis e penais.
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Coleção Digital
Título: STUDY OF A CHP UNIT COMBINING A PEM FUEL CELL, PHOTOVOLTAIC PANELS AND STORAGE SYSTEM: 4E ANALYSIS Autor: EDSON DE SOUZA LAYA JUNIOR
Instituição: PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO - PUC-RIO
Colaborador(es):
-
Nº do Conteudo: 56799
Catalogação: 27/12/2021 Liberação: 27/12/2021 Idioma(s): PORTUGUESE - BRAZIL
Tipo: TEXT Subtipo: THESIS
Natureza: SCHOLARLY PUBLICATION
Nota: Todos os dados constantes dos documentos são de inteira responsabilidade de seus autores. Os dados utilizados nas descrições dos documentos estão em conformidade com os sistemas da administração da PUC-Rio.
Referência [pt]: https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=56799&idi=1
Referência [en]: https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=56799&idi=2
Referência DOI: https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.56799
Resumo:
Título: STUDY OF A CHP UNIT COMBINING A PEM FUEL CELL, PHOTOVOLTAIC PANELS AND STORAGE SYSTEM: 4E ANALYSIS Autor: EDSON DE SOUZA LAYA JUNIOR
Nº do Conteudo: 56799
Catalogação: 27/12/2021 Liberação: 27/12/2021 Idioma(s): PORTUGUESE - BRAZIL
Tipo: TEXT Subtipo: THESIS
Natureza: SCHOLARLY PUBLICATION
Nota: Todos os dados constantes dos documentos são de inteira responsabilidade de seus autores. Os dados utilizados nas descrições dos documentos estão em conformidade com os sistemas da administração da PUC-Rio.
Referência [pt]: https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=56799&idi=1
Referência [en]: https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=56799&idi=2
Referência DOI: https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.56799
Resumo:
The growing energy demand verified around the world and public awareness
about the harmful effects of greenhouse gases excess in the atmosphere
have been contributing to the articulation of far-reaching commitments in the
name of adapt energy matrices to environmentally and economically sustainable
ways. The adherence to renewable energy (such as solar and eolic) and
descentralization of energy matrix through distributed generation technologies
(aiming at the improvment of efficiency of energy use) are some of the
more relevant movements done in order to deal with these demands. In the
meantime, the present work is dedicated to numerical simulation using the 4E
(Energy, Exergy, Environmental and Economic) concept of an on-grid hybrid
CHP system to meet small residential or industrial demands, using natural gas
and solar energy as preferred energy vectors. The system includes a natural
gas reformer for the production of hydrogen-rich synthesis gas, a proton exchange
membrane fuel cell (PEM), photovoltaic panels, batteries connected to
the grid by a bidirectional inverter, heat exchanger and auxiliary componentes,
such as compressors and boilers. The system components were modeled separately
based on conservation equations and their models duly validated. An
energy and exergy analysis of the natural gas reformer was conducted using
design of experiment methodology in order to assess the necessity to consider
a complex formulation of the fuel instead of a surrogate (pure methane). Subsequently,
these models were inserted as modules of a broader routine designed
to simulate the economic performance of the integrated system in a time interval
of up to 20 years. This routine implemented in MATLAB allows for the
flexibility of important operational criteria such as the number of consumers,
configuration of the hybrid system (storage and participation of solar energy),
different types of tariff (conventional or white) and the posible use of reject
heat for cogeneration, enriching the scope of the results obtained. Paybacks between 7 and 20 years of system operation were achieved for different combinations
of the examined parameters considering adherence in the year 2020,
where residential consumers have predominantly obtained better results than
industrial ones due to the less intense demand of the first ones. Reductions
of up to 50% in the total cumulative cost related to adherence to the proposed
system for 20 years for residential users were also foreseen, taking into
account the expected drop in component acquisition costs over the next few
decades. The evaluation of the system in environmental terms was assessed
through equivalent amount of CO2 by energy unit. It was concluded that the
complete configuration, even supported by cogeneration, exceeds the average
of the brazilian energy matrix emissions (due to the high share of renewable
sources in this matrix), nevertheless remaining as a better option than pure
combustion of natural gas, specially for meeting thermal demand.
Descrição | Arquivo |
COMPLETE |