Estudo computacional de um sistema de armazenamento de energia baseado em silício

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Fernandes, Paulo Eduardo Pereira Franco Eusébio
Data de Publicação: 2022
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/10451/57357
Resumo: Tese de Mestrado Integrado, Engenharia da Energia e do Ambiente, 2022, Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências
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spelling Estudo computacional de um sistema de armazenamento de energia baseado em silícioSimulação numéricaAcumulação de energiaMaterial de mudança de faseSilícioTeses de mestrado - 2022Domínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia::Engenharia do AmbienteTese de Mestrado Integrado, Engenharia da Energia e do Ambiente, 2022, Universidade de Lisboa, Faculdade de CiênciasO armazenamento de energia está a revolucionar os modelos de gestão de energia. Com a transição energética em curso, as soluções de armazenamento e flexibilidade passarão a ser um dos pilares do novo paradigma energético. Com o aumento das energias renováveis não despacháveis no sistema electroprodutor, teremos maior volatilidade e incerteza a cada momento. Em alguns momentos, teremos um deficit de geração de energia, mas em outros podemos ter um período de excedente. É necessária uma solução que conserve a energia gerada até que a mesma seja necessária. Esta dissertação insere-se no atual contexto de necessidade de aumentar e diversificar a capacidade de armazenamento nos sistemas de energia com taxas de penetração crescentes de tecnologias de conversão elétrica, com recurso a fontes renováveis não-despacháveis. O trabalho tem como principal objetivo a conceptualização de um novo tipo de sistema de armazenamento de energia térmica (TES). Nesse sistema, a energia é armazenada na forma de calor latente e convertida em energia elétrica sob procura. Será utilizado silício fundido, como material de mudança de fase (PCM), com vista ao seu acoplamento a tecnologias de conversão termo-fotovoltaica (TPV), devido ao seu calor latente extremamente elevado, ponto de fusão, condutividade térmica, baixo custo e abundância na crosta terrestre. A utilização do silício beneficia do conhecimento científico e tecnológico amadurecido na indústria de microeletrónica/semicondutores e solar fotovoltaica. Com o recurso à ferramenta de simulação multifísica FlowSimulation®, foi realizado o estudo e análise das características de interdependência da geometria e mecanismos de troca de calor essenciais para esta dissertação.Energy storage is revolutionizing the way we all deal with energy. With the recent energy transition, storage and flexibility solutions will become one of the pillars of the new energy paradigm. With the increase of non-dispatchable renewable energies in the system, we will have greater volatility and uncertainty at every moment. At times, we will have a power generation deficit, but at others we may have a surplus period. A solution is needed that conserves the energy generated until it is needed. This dissertation is part of the current context of the need to increase and diversify the storage capacity in energy systems with increasing percentages of penetration of electrical conversion technologies, using nondispatchable renewable sources. The main objective of the work is the conceptualization of a new type of thermal energy storage system (TES). In this system, energy is stored as latent heat and converted into electrical energy on demand. Molten silicon will be used as a phase change material (PCM), with a view to its coupling to thermophotovoltaic conversion (TPV) technologies, due to its extremely high latent heat, melting point, thermal conductivity, low cost, and abundance in the earth's crust. The use of silicon benefits from scientific and technological knowledge matured in the microelectronics/semiconductors and photovoltaic solar industry. The study and analysis of the interdependence characteristics of the geometry and heat exchange mechanisms essential for this dissertation was performed using the multiphysics simulation tool FlowSimulation®.Pera, David Miguel RodriguesSilva, José AlmeidaRepositório da Universidade de LisboaFernandes, Paulo Eduardo Pereira Franco Eusébio2023-05-04T15:44:50Z202220222022-01-01T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10451/57357pormetadata only accessinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-11-08T17:05:32Zoai:repositorio.ul.pt:10451/57357Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T22:07:46.871347Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
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