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Título: SIZING, SIMULATION AND OPTIMIZATION OF A NATURAL GAS THERMOELECTRIC POWER PLANT USING BATTERY BANK
Autor: MARCOS ALEXANDRE IZIDORO DA FONSECA
Instituição: PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO - PUC-RIO
Colaborador(es):  SERGIO LEAL BRAGA - ADVISOR
RODRIGO FLORA CALILI - CO-ADVISOR

Nº do Conteudo: 61426
Catalogação:  29/11/2022 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=61426@1
Referência [en]:  https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=61426@2
Referência DOI:  https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.61426

Resumo:
The inevitable growth in demand for energy resources, imposed by times of accelerated economic and social transformation, and the impositions of the climate agenda, encourage interest in the study of more efficient and less polluting processes. In this context, performing simulations in MATLAB/Simulink, this work carries out the sizing, simulation and optimization of a hybrid power generation system, disconnected from the grid (off-grid), and composed by generator sets and battery banks, aiming commercial applications with different levels of demand, in different seasonal scenarios. It is also object of study to evaluate the gains in efficiency and the emissions of atmospheric pollutants, comparing the simulated scenarios from baseline estimates. The systems are composed by diesel generators (baseline) with output power between 600 and 5200kW, Natural Gas generators with output power between 400 and 5088kW, and battery banks with capacities between 900 and 9000kWh for alternative scenarios. An energy analysis of the systems was performed, considering energy variation, state of charge, C rate, engine load levels, specific fuel consumption and efficiency. In addition, the analysis of pollutant emissions from generators. Finally, with the model s output variables, the results were compared between the different cases and the baseline scenarios, in addition to analyzing the influence of the factors used to create the simulated scenarios (types of generation, load variability and multipliers). In comparison between the baseline and the most promising scenario (Natural Gas + battery banks), it was possible to observe average gains with efficiency increases of up to 19.8 percent for the summer, and 26.7 percent for the winter. In addition to detecting increased emissions of unburned hydrocarbons and carbon monoxide, and reduction in emissions of nitrous oxide, particulate matter and carbon dioxide.

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