Análise de um sistema de produção de energia elétrica a partir de energia solar usando CSP e ORC de microescala

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Almeida, Bernardo Afonso Martins Dias de
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/10316/103000
Resumo: Dissertação de Mestrado Integrado em Engenharia Mecânica apresentada à Faculdade de Ciências e Tecnologia
id RCAP_e18c684a33ee65ae4ca934f7724b6fc1
oai_identifier_str oai:estudogeral.uc.pt:10316/103000
network_acronym_str RCAP
network_name_str Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
repository_id_str 7160
spelling Análise de um sistema de produção de energia elétrica a partir de energia solar usando CSP e ORC de microescalaAnalysis of and electrical energy production system from solar energy using microscale CSP and ORCEnergias renováveisDespachabilidadeCSPORCSAMRenewable energiesDispatchabilityCSPORCSAMDissertação de Mestrado Integrado em Engenharia Mecânica apresentada à Faculdade de Ciências e TecnologiaAs alterações climáticas que o mundo tem sentido têm sido alvo de grande alarme e preocupação. Várias são as metas a atingir para que se evitem danos irreversíveis no meio ambiente, que interfiram com a sua estabilidade. A necessidade de diminuição das emissões, principalmente através da descontinuação da utilização dos combustíveis fósseis como fonte de energia para produção de eletricidade, revela-se fulcral, tanto que Portugal estabeleceu como objetivo atingir a neutralidade carbónica em 2050. Para tal é necessário garantir uma transição energética 100% renovável que assegure a despachabilidade, flexibilidade, segurança e fiabilidade da rede de distribuição elétrica.O principal objetivo da presente dissertação é avaliar o potencial de utilização da energia solar através da tecnologia Concentrated Solar Power (CSP) de pequena escala que possibilite diversificar as aplicações do Organic Rankine Cycle (ORC) presente no Departamento de Engenharia Mecânica (DEM), já especificado em trabalhos anteriores.Com vista no objetivo acima descrito, foi utilizado o System Advisor Model (SAM), uma das principais ferramentas de avaliação de projetos de energias renováveis, para estudo de um sistema CSP de pequena escala e análise paramétrica. O sistema CSP implementado tem uma potência instalada de 50kWe com 6 horas de armazenamento e apresentou uma produção de145529 kWh no primeiro ano de funcionamento, com um custo de investimento total de $559416,15 e um Levelized Cost of Electricity (LCOE) de $0,3009/kWh. Posteriormente foram feitas análises paramétricas de alguns parâmetros, com o objetivo de otimizar o sistema e visualizar a influência que os mesmos têm na sua performance.Da análise dos resultados obtidos pode-se constatar o efeito das economias de escala refletidas no valor do LCOE, sendo que o mesmo vai de encontro aos valores expectáveis da redução de escala do sistema.Ficou ainda demonstrada a grande influência que as políticas governamentais, tais como incentivos e modelos de tarifas de eletricidade, a evolução dos preços de mercado e a saturação da rede de distribuição por tecnologias não-despacháveis podem ter no crescimento e desenvolvimento da tecnologia CSP, dado que a mesma, apesar de mais cara, poderá ser uma peça fundamental no processo de transição energética, tal como se prevê.The climate change that the world has been experiencing has been the subject of great alarm and concern. There are several goals to be achieved to avoid irreversible damages to the environment that interfere with its stability. The need to reduce emissions, mainly through the discontinuation of the use of fossil fuels as a source of energy to produce electricity, is crucial, so much so that Portugal has set itself the objective of achieving carbon neutrality in 2050. To this end, it is necessary to guarantee a 100% renewable energy transition that ensures dispatchability, flexibility, safety, and reliability of the electrical distribution grid.The main objective of this dissertation is to evaluate the potential of using solar energy through the small-scale Concentrated Solar Power (CSP) technology that makes it possible to diversify the applications of the Organic Rankine Cycle (ORC) present in the Department of Mechanical Engineering (DEM), already specified in previous works.In view of the objective described above, the System Advisor Model (SAM), one of the main tools for evaluating renewable energy projects, was used to study a small-scale CSP system and parametric analysis. The implemented CSP system has an installed power of 50kWe with 6 hours of storage and presented a production of 145529 kWh in the first year of operations, with a total investment cost of $559416.15 and a Levelized Cost of Electricity (LCOE) of $0.3009/kWh. Subsequently, parametric analyzes of some parameters were carried out to optimize the system and analyze the influence they have on its performance.From the analysis of the results obtained, it can be seen the effect of economies of scale reflected in the LCOE value, which is in line with the expected values of the reduction of scale of the system.It was also demonstrated the great influence that government policies, such as incentives and electricity tariff models, the evolution of market prices and the saturation of the distribution grid by non-dispatchable technologies can have on the growth and development of CSP technology. Despite being more expensive, it could be a fundamental part of the energy transition process, as expected.2022-09-23info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesishttp://hdl.handle.net/10316/103000http://hdl.handle.net/10316/103000TID:203078543porAlmeida, Bernardo Afonso Martins Dias deinfo: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:RCAAP2022-10-19T20:36:21Zoai:estudogeral.uc.pt:10316/103000Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T21:19:52.879564Repositório 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 Análise de um sistema de produção de energia elétrica a partir de energia solar usando CSP e ORC de microescala
Analysis of and electrical energy production system from solar energy using microscale CSP and ORC
title Análise de um sistema de produção de energia elétrica a partir de energia solar usando CSP e ORC de microescala
spellingShingle Análise de um sistema de produção de energia elétrica a partir de energia solar usando CSP e ORC de microescala
Almeida, Bernardo Afonso Martins Dias de
Energias renováveis
Despachabilidade
CSP
ORC
SAM
Renewable energies
Dispatchability
CSP
ORC
SAM
title_short Análise de um sistema de produção de energia elétrica a partir de energia solar usando CSP e ORC de microescala
title_full Análise de um sistema de produção de energia elétrica a partir de energia solar usando CSP e ORC de microescala
title_fullStr Análise de um sistema de produção de energia elétrica a partir de energia solar usando CSP e ORC de microescala
title_full_unstemmed Análise de um sistema de produção de energia elétrica a partir de energia solar usando CSP e ORC de microescala
title_sort Análise de um sistema de produção de energia elétrica a partir de energia solar usando CSP e ORC de microescala
author Almeida, Bernardo Afonso Martins Dias de
author_facet Almeida, Bernardo Afonso Martins Dias de
author_role author
dc.contributor.author.fl_str_mv Almeida, Bernardo Afonso Martins Dias de
dc.subject.por.fl_str_mv Energias renováveis
Despachabilidade
CSP
ORC
SAM
Renewable energies
Dispatchability
CSP
ORC
SAM
topic Energias renováveis
Despachabilidade
CSP
ORC
SAM
Renewable energies
Dispatchability
CSP
ORC
SAM
description Dissertação de Mestrado Integrado em Engenharia Mecânica apresentada à Faculdade de Ciências e Tecnologia
publishDate 2022
dc.date.none.fl_str_mv 2022-09-23
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/10316/103000
http://hdl.handle.net/10316/103000
TID:203078543
url http://hdl.handle.net/10316/103000
identifier_str_mv TID:203078543
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
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_ 1799134092725321728

Registros relacionados