Sistema de microgeração de energia com base num motor stirling

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Rodrigues, Nuno Duarte Ribeiro Pires
Data de Publicação: 2017
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.21/7391
Resumo: Trabalho final de mestrado para obtenção do grau de mestre em Engenharia Mecânica.
id RCAP_2e3cba285218c613d711432d17e79b70
oai_identifier_str oai:repositorio.ipl.pt:10400.21/7391
network_acronym_str RCAP
network_name_str Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
repository_id_str 7160
spelling Sistema de microgeração de energia com base num motor stirlingEnergiaSustentabilidadeMicrogeraçãoEnergia solar térmicaMotor StirlingAnálise adiabáticaEnergySustainabilityMicrogenerationSolar thermalStirling engineAdiabatic analysisTrabalho final de mestrado para obtenção do grau de mestre em Engenharia Mecânica.As atuais situações energética e ambiental constituem dois dos principais problemas que a sociedade enfrenta. A preservação do ambiente e dos recursos naturais requer uma produção de energia sustentável o que, com a tendência crescente do seu consumo, se revela árduo. Como tal, a solução passa não só pelo desenvolvimento das energias renováveis, como pela exploração de novas formas de aproveitamento das mesmas. É neste contexto que se insere o presente trabalho, tendo-se analisado um sistema de microgeração de energia. Este, consiste na adaptação de um sistema de energia solar térmica doméstico para a produção de energia elétrica, através de um motor Stirling que faz o aproveitamento da energia coletada. Inicialmente foi estudado o potencial energético do sistema, recorrendo-se para isso à simulação computadorizada de um sistema comum de energia solar térmica, para determinação da energia solar coletada pelo mesmo. Posteriormente, foi modelado o motor Stirling através de uma análise adiabática. A comparação de diferentes configurações do motor resultou na seleção da configuração beta, por apresentar um desempenho superior. Seguidamente, diferentes fluidos de trabalho foram considerados, tendo-se optado pelo hidrogénio, uma vez este possibilita uma elevada transferência de calor e em simultâneo perdas de carga reduzidas. O dimensionamento dos permutadores de calor e do regenerador foi realizado mediante as condições impostas pelo sistema de energia solar, tendo-se recorrido a correlações para modelar o escoamento do fluido de trabalho no interior destes componentes. De forma a se maximizar o aproveitamento do motor, foram otimizados os principais parâmetros de funcionamento, como o ângulo de desfasamento, a frequência de rotação e a massa de fluido utilizada. Posteriormente, compararam-se os resultados previstos pela modelação do motor com os obtidos pela sua simulação computacional, de forma a se validarem as metodologias utilizadas no seu dimensionamento. Em último lugar, procedeu-se à simulação do sistema de microgeração completo, tendo-se concluído que, derivado do seu fraco desempenho, o mesmo não é viável.Today’s energy and environmental situations compose two of the most serious issues society faces. The preservation of the environment and the natural resources requires the sustainable production of energy although, with the rising rate of its consumption, such may not be easy. As a result, the solution lies not only in the development of current renewable energies but also in the discovery of new ways to explore them. It is in the later that this thesis falls into, having being analyzed a microgeneration system which consists in the adaptation of a residential solar thermal system, to produce electricity, by means of a Stirling engine to make use of the collected energy. Initially, the potential of the system was studied using a computer application to simulate the operation of a regular solar thermal system, in order to determine the amount of solar energy collected. Afterwards, the Stirling engine was modelled using an adiabatic analysis. The comparison of different engine configurations resulted in the selection of the beta, since it showed a superior performance. Subsequently, different work fluids were considered and hydrogen was chosen, since it allows for better heat transfer and simultaneously less friction losses. The heat exchangers and regenerator sizing was done considering the conditions imposed by the solar thermal system, with the flow of the working fluid in their interiors being modeled using specific correlations. In order to maximize the performance of the engine, parameters as the phase angle, the rotation frequency and the mass of the fluid were optimized. Afterwards, the results predicted by the modelling of the system were compared to those obtained from a computer simulation of it, in order to validate the methodologies used in the sizing of the engine. Lastly, a simulation of the complete microgeneration system was conducted, having been concluded that, due to its poor performance, the system cannot be considered viable.Instituto Superior de Engenharia de LisboaCardoso, João Antero Nascimento dos SantosCosta, Jorge Filipe Oliveira de Mendonça eRCIPLRodrigues, Nuno Duarte Ribeiro Pires2017-09-27T14:53:30Z2017-06-022017-06-02T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10400.21/7391TID:201738066porRODRIGUES, Nuno Duarte Ribeiro Pires - Sistema de microgeração de energia com base num motor stirling. Lisboa: Instituto Superior de Engenharia de Lisboa, 2017. Dissertação de mestrado.info: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:RCAAP2023-08-03T09:53:24Zoai:repositorio.ipl.pt:10400.21/7391Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T20:16:21.133571Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
dc.title.none.fl_str_mv Sistema de microgeração de energia com base num motor stirling
title Sistema de microgeração de energia com base num motor stirling
spellingShingle Sistema de microgeração de energia com base num motor stirling
Rodrigues, Nuno Duarte Ribeiro Pires
Energia
Sustentabilidade
Microgeração
Energia solar térmica
Motor Stirling
Análise adiabática
Energy
Sustainability
Microgeneration
Solar thermal
Stirling engine
Adiabatic analysis
title_short Sistema de microgeração de energia com base num motor stirling
title_full Sistema de microgeração de energia com base num motor stirling
title_fullStr Sistema de microgeração de energia com base num motor stirling
title_full_unstemmed Sistema de microgeração de energia com base num motor stirling
title_sort Sistema de microgeração de energia com base num motor stirling
author Rodrigues, Nuno Duarte Ribeiro Pires
author_facet Rodrigues, Nuno Duarte Ribeiro Pires
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Cardoso, João Antero Nascimento dos Santos
Costa, Jorge Filipe Oliveira de Mendonça e
RCIPL
dc.contributor.author.fl_str_mv Rodrigues, Nuno Duarte Ribeiro Pires
dc.subject.por.fl_str_mv Energia
Sustentabilidade
Microgeração
Energia solar térmica
Motor Stirling
Análise adiabática
Energy
Sustainability
Microgeneration
Solar thermal
Stirling engine
Adiabatic analysis
topic Energia
Sustentabilidade
Microgeração
Energia solar térmica
Motor Stirling
Análise adiabática
Energy
Sustainability
Microgeneration
Solar thermal
Stirling engine
Adiabatic analysis
description Trabalho final de mestrado para obtenção do grau de mestre em Engenharia Mecânica.
publishDate 2017
dc.date.none.fl_str_mv 2017-09-27T14:53:30Z
2017-06-02
2017-06-02T00:00:00Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://hdl.handle.net/10400.21/7391
TID:201738066
url http://hdl.handle.net/10400.21/7391
identifier_str_mv TID:201738066
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.relation.none.fl_str_mv RODRIGUES, Nuno Duarte Ribeiro Pires - Sistema de microgeração de energia com base num motor stirling. Lisboa: Instituto Superior de Engenharia de Lisboa, 2017. Dissertação de mestrado.
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Instituto Superior de Engenharia de Lisboa
publisher.none.fl_str_mv Instituto Superior de Engenharia de Lisboa
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informação
instacron:RCAAP
instname_str Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informação
instacron_str RCAAP
institution RCAAP
reponame_str Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
collection Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
repository.name.fl_str_mv Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informação
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1799133422962081792

Registros relacionados