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 Análise do sistema H2 - energia renovável para edifícios em Portugal
Please use this identifier to cite or link to this item http://hdl.handle.net/10773/8320

title: Análise do sistema H2 - energia renovável para edifícios em Portugal
authors: Velosa, José Joaquim Matos
advisors: Sousa, Antonio Carlos Mendes de
keywords: Engenharia mecânica
Energias renováveis
Hidrogénio
Pilhas de combustível
issue date: 2011
publisher: Universidade de Aveiro
abstract: Esta dissertação tem como objectivo principal analisar o desempenho económico, energético e ambiental no uso de pilhas de combustível alimentadas a hidrogénio em substituição da electricidade fornecida pela rede eléctrica em edifícios residenciais. O hidrogénio é gerado no edifício utilizando fontes renováveis, como por exemplo, solar e eólica. Considerou-se para o estudo um edifício localizado na região de Faro e analisaram-se os sistemas típicos portugueses com o objectivo de estabelecer uma comparação dos seus custos e benefícios, em termos ambientais assim como energéticos e económicos, relativamente aos sistemas a hidrogénio. O edifício deverá ser considerado auto-suficiente, e a ligação à rede só será utilizada em caso de avaria ou manutenção dos componentes. O HOMER (Hybrid Optimization Model for Electric Renewables) desenvolvido pelo NREL (National Renewable Energy Laboratory) é usado neste estudo para simular a operação do sistema e calcular, para cada configuração, os parâmetros técnicos, económicos e ambientais que o caracterizam. O custo total dos sistemas (NPC) e o custo de electricidade produzida por kWh (COE) são os dois principais parâmetros utilizados para realizar uma análise económica entre os sistemas de energia considerados. Os incentivos fiscais actualmente existentes por parte do governo não serão considerados na análise económica deste estudo, pois devido à situação económica actual portuguesa encontram-se em constante mudança. Neste estudo é ainda feito uma análise de situações para as quais diferentes configurações que utilizam o hidrogénio poderão tornar-se competitivas num futuro próximo. As emissões de CO2, CO, NOx, SO2, hidrocarbonetos não queimados e partículas serão utilizadas como indicadores para analisar o desempenho ambiental de cada sistema considerado. Em termos conclusivos, os sistemas a hidrogénio revelam-se atractivos se o custo dos painéis fotovoltaicos diminuir 50% e se verificar um aumento do custo global de electricidade também em 50 %.

This master’s thesis has the primary goal of analysing the economic, energetic and environmental performance of hydrogen/fed of fuel cells used as a replacement for electricity obtained from the electric grid for residential buildings. The hydrogen is produced in the building using renewable energy sources, in this particular case, solar. The study considered a building located in the region of Faro. Typical Portuguese thermal equipment and systems were analysed to establish a comparison between them and hydrogen-based systems in what concerns costs and environmental, energetic and economic benefits. The building is assumed to be self-sufficient and the connection to the grid is only considered for situations of malfunction or maintenance. The software HOMER (Hybrid Optimization Model for Electric Renewables) developed by NREL (National Renewable Energy Laboratory, USA) is used in this study to perform systems simulation and compute, for each scenario and configuration, the technical, economic and environmental parameters that characterize them. The total systems’ cost (NPC) and the cost of produced electric energy per kWh (COE) are the two main parameters, used to perform the economic analysis for the energy systems considered. The tax benefits given by the government will not be considered in the analysis due to the uncertainty about their continuity due to the current Portuguese economic situation. An analysis of different configurations using hydrogen that may become competitive in a near future is also performed. The CO2, CO, NOx, SO2, unburnt hydrocarbons, and particles emissions will be used as indicators to analyze the environmental performance of each system being considered. On the basis of the analyses conducted, it can be concluded that fuel cells supplied with electrolytic hydrogen produced by photovoltaic systems are competitive if the cost of these systems is reduced by 50% and the price of the grid electricity increases by 50%.
description: Mestrado em Engenharia Mecânica
URI: http://hdl.handle.net/10773/8320
appears in collectionsMEC - Dissertações de mestrado
UA - Dissertações de mestrado

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