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https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/4102
Registro completo de metadados
Campo DC | Valor | Idioma |
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dc.creator | AMORIM, Géssica Silva | - |
dc.date.issued | 2024-07-19 | - |
dc.identifier.uri | https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/4102 | - |
dc.description.abstract | The transition to renewable energy sources is crucial for mitigating climate change and promoting energy sustainability. Hydrogen, obtained through electrolysis using renewable sources such as photovoltaic solar energy, stands out as a promising alternative. Thus, this work performs a comprehensive analysis of the hydrogen production system through alkaline electrolysis of water, contemplating energy, exergetic, environmental and economic aspects. The research involved the mathematical modeling of photovoltaic panel plants with capacities of 1, 5 and 10 MW, considering the climatic conditions of two Brazilian municipalities: Guanambi, in Bahia, and Janaúba, in Minas Gerais. Climate data, including solar radiation and temperature, collected at hourly intervals during one year, were used to estimate the capacity of solar photovoltaic generation. The energy generated was then used to perform the electrolysis of water, producing hydrogen gas, as well as to compress the hydrogen, which is then stored and destined for final consumption in various sectors, such as the fertilizer and paint industries, laboratories, the food industry and the chemical industry. The results show that the general system presented energy and exergy efficiencies of 18.01% and 15.91%, respectively. In addition, the levelized cost of electricity produced by photovoltaic panels ranged from 0.11 to 0.12 $/kWh in both municipalities, as well as the levelized cost of compressed hydrogen, which was in the range of 5.50 to 6.00 $/kg. In the environmental analysis, it was observed that for a 10 MW plant, the carbon dioxide mitigation compared to fuel oil and natural gas was equivalent to 163 Mt, 118 Mt and 576 Mt, for the municipality of Guanambi-BA, whose values are very close to the municipality of Janaúba-MG. In this way, this system can play a crucial role in the transition to a low-carbon economy, contributing to energy security and climate change mitigation. Continuous optimization and reduction of technological costs will be key to the long-term viability of this technology. In addition, the carbon credits generated by this system encourage the adoption of clean and sustainable technologies. | pt_BR |
dc.language | por | pt_BR |
dc.publisher | Universidade Federal de Itajubá | pt_BR |
dc.rights | Acesso Aberto | pt_BR |
dc.subject | Energético | pt_BR |
dc.subject | Exergético | pt_BR |
dc.subject | Ambiental | pt_BR |
dc.subject | Econômico | pt_BR |
dc.subject | Custo nivelado de eletricidade | pt_BR |
dc.subject | Custo nivelado do hidrogênio | pt_BR |
dc.title | Análise 4E na produção de hidrogênio por eletrólise a partir da energia solar fotovoltaica: estudos de caso no cenário brasileiro | pt_BR |
dc.type | Dissertação | pt_BR |
dc.date.available | 2024-08-01 | - |
dc.date.available | 2024-08-01T14:33:47Z | - |
dc.date.accessioned | 2024-08-01T14:33:47Z | - |
dc.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/6327359043716239 | pt_BR |
dc.contributor.advisor1 | PABON, Juan José Garcia | - |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/8827112127217683 | pt_BR |
dc.contributor.advisor-co1 | RODRIGUEZ, Christian Jeremi Coronado | - |
dc.contributor.advisor-co1Lattes | http://lattes.cnpq.br/5213237888376188 | pt_BR |
dc.description.resumo | A transição para fontes de energia renovável é crucial para mitigar as mudanças climáticas e promover a sustentabilidade energética. O hidrogênio, obtido por meio da eletrólise utilizando fontes renováveis como a energia solar fotovoltaica, destaca-se como uma alternativa promissora. Desse modo, este trabalho realiza uma análise abrangente do sistema produção de hidrogênio por meio da eletrólise alcalina da água, contemplando aspectos energéticos, exergéticos, ambientais e econômicos. A pesquisa envolveu a modelagem matemática de usinas de placas fotovoltaicas com capacidades de 1, 5 e 10 MW, considerando as condições climáticas de dois municípios brasileiros: Guanambi, na Bahia, e Janaúba, em Minas Gerais. Foram utilizados dados climáticos, incluindo radiação solar e temperatura, coletados em intervalos horários durante um ano, para estimar a capacidade de geração solar fotovoltaica. A energia gerada foi então utilizada para realizar a eletrólise da água, produzindo gás hidrogênio, bem como para comprimir o hidrogênio, que é então armazenado e destinado ao consumo final em diversos setores, como as indústrias de fertilizantes e tintas, laboratórios, indústria de alimentos e indústria química. Os resultados mostram que, o sistema geral, apresentaram eficiências energéticas e exergéticas de 18,01% e 15,91%, respectivamente. Além disso, o custo nivelado da eletricidade produzida pelos painéis fotovoltaicos variou de 0,11 a 0,12 $/kWh em ambos os municípios, assim como o custo nivelado do hidrogênio comprimido, que apresentou-se na faixa de 5,50 a 6,00 $/kg. Na análise ambiental, observou-se que para uma planta de 10 MW, a mitigação de dióxido de carbono em comparação com óleo combustível e gás natural foi equivalente a 163 Mt e 118 Mt, para o município de Guanambi-BA, cujos valores são bem próximos para o município de Janaúba-MG. Desse modo, este sistema pode desempenhar um papel crucial na transição para uma economia de baixo carbono, contribuindo para a segurança energética e a mitigação das mudanças climáticas. A otimização contínua e a redução de custos tecnológicos serão fundamentais para a viabilidade a longo prazo dessa tecnologia. Assim como, os créditos de carbono gerados por este sistema incentivam à adoção de tecnologias limpas e sustentáveis. | pt_BR |
dc.publisher.country | Brasil | pt_BR |
dc.publisher.department | IEM - Instituto de Engenharia Mecânica | pt_BR |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação: Mestrado - Engenharia Mecânica | pt_BR |
dc.publisher.initials | UNIFEI | pt_BR |
dc.subject.cnpq | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECÂNICA | pt_BR |
dc.relation.references | AMORIM, Géssica Silva. Análise 4E na produção de hidrogênio por eletrólise a partir da energia solar fotovoltaica: estudos de caso no cenário brasileiro. 2024. 75 f. Dissertação. (Mestrado em Engenharia Mecânica) – Universidade Federal de Itajubá, Itajubá, 2024. | pt_BR |
Aparece nas coleções: | Dissertações |
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