Modelagem e expansão de bateria LiFePO4 para aplicação em barco solar

• Autor(a) principal: Soares, Lucas Vitor Santos
• Data de Publicação: 2024
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF)
• Texto Completo: https://app.uff.br/riuff/handle/1/34161
• topic: Sistemas de armazenamento; Bateria de lítio; Barco elétrico solar; Embarcação; Bateria de lítio; Energia solar; Storage systems; Lithium battery; Solar electric boat

Muito tem se discutido nas últimas décadas sobre a descarbonização da economia, de modo que o desenvolvimento de soluções não-poluentes adquiriu grande protagonismo na engenharia. Sendo um dos principais consumidores de energia no mundo, o setor de transportes tem papel fundamental nesse processo de transição energética, que tem avançado exponencialmente na evolução de carros elétricos. Porém, o mesmo progresso não é visto nos meios de locomoção marítimos, que ainda é integralmente dependente de combustíveis fósseis. Nesse contexto, verifica-se a importância de evoluir a tecnologia de barcos elétricos até que se tornem soluções comerciais de grande porte, processo esse que se inicia no âmbito acadêmico. Paralelo a isso, a bateria de lítio tem se destacado no meio industrial, evoluindo incialmente de aplicações de pequeno porte, como celulares e notebooks, para projetos de sistemas de armazenamento em usinas centralizadas de geração de energia. Diante desse cenário, esse trabalho propõe uma modelagem no software MATLAB Simulink de uma bateria de lítio real para aplicação em barco solar de competição, finalizando com um projeto de expansão do armazenamento dessa bateria. O modelo elaborado no software apresentou um erro menor que 0,5% em relação ao comportamento real da bateria em teste de descarga, possibilitando colher informações valiosas sobre o estado de saúde do sistema de armazenamento, bem como dados sobre o comportamento da tensão da bateria quanto ao seu estado de carga. Após esses estudos, é explicado o dimensionamento e montagem da expansão do sistema, unindo as células de lítio do conjunto anterior com novas células de mesma especificação. O trabalho termina fazendo uma estimativa do ganho de energia e tempo a mais de descarga que a expansão acrescenta, através de simulação no modelo da bateria desenvolvido no MATLAB Simulink. Esse Projeto Final pode ser de grande valia para quem for realizar trabalhos de modelagem de baterias reais e projetos de concepção e construção em laboratório de baterias de lítio