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Título: Estudo da integração de uma célula a combustível a óxido sólido com uma microturbina a gás
Autor(es): Melo, Stéfani Vanussi Silva de
Orientador: Fardin, Jussara Farias
Coorientador: Encarnação, Lucas Frizera
Data do documento: 30-Nov-2015
Editor: Universidade Federal do Espírito Santo
Resumo: Neste trabalho foi estudado a produção de energia elétrica, através de reações químicas, realizada por células a combustível, sendo que a Célula a Combustível a Óxido Sólido foi o foco deste estudo. Estas células são produzidas em dois tipos de geometrias diferentes, podendo ser tubular ou planar. Mas independente da geometria, elas podem ser alimentadas por gás natural, o qual passará por um processo interno à célula chamado reforma, que possui o objetivo de transformar compostos ricos em carbono em monóxido de carbono e hidrogênio, sendo este o principal combustível para a produção energética. O produto desta célula, além da energia elétrica, é gás carbônico e água, o que a torna sustentável, pois utiliza principalmente o gás metano, um dos principais responsáveis pelo efeito estufa, para produção de hidrogênio e devolve água e gás carbônico. Além disto, é uma fonte produtora de energia estacionária que pode ficar mais próxima ao consumidor final, podendo levar energia elétrica em locais de difícil acesso ou onde não é viável economicamente levar linhas de transmissão. O objetivo deste trabalho foi o estudo do aumento da eficiência de um sistema composto por uma célula a combustível a óxido sólido e uma microturbina a gás ligada na saída da célula e utilizando seus gases para produzir energia elétrica. Foi desenvolvido um modelo termoquímico e elétrico para obter o rendimento da célula operando sozinha, mostrando a sua eficiência e posteriormente o modelo da microturbina a gás e então o aumento da eficiência do sistema com as duas trabalhando juntas.
In this work, i studied the production of electrical energy through chemical reactions, performed by fuel cells, Solid Oxide fuel cell was the focus of this study. These cells are produced in two types of different geometries and may be tubular or planar. But regardless of the geometry, they can be fed by natural gas, which will undergo an internal process to the cell called reform, which has the objective to transform carbon-rich compounds into carbon monoxide and hydrogen, which is the main fuel for energy production. The product of this cell, in addition to electric power, is carbon dioxide and water, which makes it sustainable, because it uses mainly methane gas, one of the most responsible for the greenhouse effect, for hydrogen production and returns water and carbon dioxide. In addition, is a producer of stationary energy source that can get closer to the final consumer, and can take power in hard to reach places or where it is not feasible economically take transmission lines. The aim of this work was the study of improving the efficiency of a system composed of a solid oxide fuel cell and a gas microturbine connected at the output of the cell and using his gas to produce electricity. A thermochemical eletric model was developed and to get the cell operating income alone, showing their efficiency and subsequently the microturbine gas model and so increase the efficiency of the system with the two working together.
URI: http://repositorio.ufes.br/handle/10/9671
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