Publicação
Desenvolvimento de modelo matemático de dimensionamento de postos de abastecimento de hidrogénio para veículos
| Resumo: | Ao longo dos últimos anos o mundo tem assistido a um aumento considerável do número de veículos em circulação e a pegada ecológica que a sua utilização acarreta é cada vez mais preocupante. O desenvolvimento de veículos híbridos, gás natural, o aparecimento de veículos 100% movidos a eletricidade são as mais recentes inovações no campo da mobilidade, promovendo a utilização de uma energia limpa. Perante este cenário surge uma nova alternativa de combustível – o hidrogénio, altamente eficiente e com um elevado potencial energético, produzido de forma limpa e sustentável, diminuindo a poluição associada ao seu consumo nos veículos. Em colaboração com o Grupo Petrotec surge o objetivo de modelar um posto de abastecimento de hidrogénio para veículos ligeiros e pesados. O modelo tem em conta as caraterísticas físicas do combustível de forma a dimensionar o posto previamente à sua construção. Adicionalmente, foi desenvolvida uma análise de custos com base no conceito de CAPEX e para a determinação do custo de armazenamento do hidrogénio. Para o desenvolvimento deste modelo foi utilizado um caso de estudo real ao qual a empresa se propôs a desenvolver a melhor solução com o objetivo de realizar a instalação de um posto de abastecimento e este estar otimizado para ser o mais eficiente possível física e financeiramente. O resultado deste trabalho consiste na determinação dos valores das variáveis físicas que afetam o abastecimento. O modelo permitiu a simulação de abastecimentos, com base na definição dos valores da cascata de pressões e no volume de armazenamento. Dentro dos resultados foram obtidos dois cenários: inicialmente foi obtido um cenário ideal com a minimização do valor da nossa função objetivo – o volume total de armazenamento. Neste cenário todos as restrições funcionais estão validadas e os abastecimentos concretizados. Após este cenário ideal foram fixados os valores de volume para valores normalizados e foi determinado um cenário real em que nem todas as restrições funcionais foram validadas e, portanto, nem todos os abastecimentos puderam ser realizados na totalidade. |
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| Autores principais: | Ferreira, José Paulo Dias Carvalho |
| Assunto: | Mobilidade Abastecimento veicular Hidrogénio Armazenamento Otimização Mobility and transport Vehicle supply Hydrogen Mathematical model Engenharia e Tecnologia::Engenharia Mecânica |
| Ano: | 2022 |
| País: | Portugal |
| Tipo de documento: | dissertação de mestrado |
| Tipo de acesso: | acesso aberto |
| Instituição associada: | Universidade do Minho |
| Idioma: | português |
| Origem: | RepositóriUM - Universidade do Minho |
| Resumo: | Ao longo dos últimos anos o mundo tem assistido a um aumento considerável do número de veículos em circulação e a pegada ecológica que a sua utilização acarreta é cada vez mais preocupante. O desenvolvimento de veículos híbridos, gás natural, o aparecimento de veículos 100% movidos a eletricidade são as mais recentes inovações no campo da mobilidade, promovendo a utilização de uma energia limpa. Perante este cenário surge uma nova alternativa de combustível – o hidrogénio, altamente eficiente e com um elevado potencial energético, produzido de forma limpa e sustentável, diminuindo a poluição associada ao seu consumo nos veículos. Em colaboração com o Grupo Petrotec surge o objetivo de modelar um posto de abastecimento de hidrogénio para veículos ligeiros e pesados. O modelo tem em conta as caraterísticas físicas do combustível de forma a dimensionar o posto previamente à sua construção. Adicionalmente, foi desenvolvida uma análise de custos com base no conceito de CAPEX e para a determinação do custo de armazenamento do hidrogénio. Para o desenvolvimento deste modelo foi utilizado um caso de estudo real ao qual a empresa se propôs a desenvolver a melhor solução com o objetivo de realizar a instalação de um posto de abastecimento e este estar otimizado para ser o mais eficiente possível física e financeiramente. O resultado deste trabalho consiste na determinação dos valores das variáveis físicas que afetam o abastecimento. O modelo permitiu a simulação de abastecimentos, com base na definição dos valores da cascata de pressões e no volume de armazenamento. Dentro dos resultados foram obtidos dois cenários: inicialmente foi obtido um cenário ideal com a minimização do valor da nossa função objetivo – o volume total de armazenamento. Neste cenário todos as restrições funcionais estão validadas e os abastecimentos concretizados. Após este cenário ideal foram fixados os valores de volume para valores normalizados e foi determinado um cenário real em que nem todas as restrições funcionais foram validadas e, portanto, nem todos os abastecimentos puderam ser realizados na totalidade. |
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