Publicação
Gerador termoelétrico para escape de automóvel com controlo de temperatura
| Resumo: | No mundo atual existe uma grande preocupação por parte de organizações mundiais, grandes empresas e população, com o meio ambiente. Muitos defendem que, a emissão de gases como o CO2, CO, NOx e hidrocarbonetos não queimados, causada pelos veículos movidos por um motor de combustão, provocam problemas como alterações climáticas e poluição da atmosfera, aos quais estão aliados os conhecidos problemas como o efeito de estufa, havendo a necessidade de aumentar a eficiência dos automóveis [1]. Associado à emissão de gases, está a energia térmica que estes disponibilizam, por isso, os materiais termoelétricos são uma mais-valia para recuperar parte da energia térmica normalmente desperdiçada nos motores de combustão através destes gases. Esta energia térmica pode mesmo exceder a energia útil mecânica. Se se tiver em conta a potência de um automóvel de 100kW, com um rendimento de 25%, mais de 15kW de energia térmica estão disponíveis nos gases de escape, sendo o resto perdas no circuito de arrefecimento e outras perdas térmicas. A presente dissertação aborda métodos que têm como objetivo o aumento da eficiência energética do veículo, convertendo a energia térmica em energia elétrica recuperando a energia térmica desperdiçada nos gases de escape, utilizando geradores termoelétricos baseados no efeito de “Seebeck”, que através de uma diferença de temperatura, criada entre as duas faces do gerador, é gerada uma diferença de potencial [2]. Os geradores termoelétricos disponíveis no mercado não apresentam resistência a temperaturas na ordem dos 800ºC (temperatura atingida pelos gases de escape), com isto é necessário recorrer à utilização de “Heat-Pipes” de condutância variável, dispositivo bastante eficiente para transferência de calor, redução de temperatura e controlo de temperatura do gerador termoelétrico [3][4]. Os geradores termoelétricos disponíveis aguentam temperaturas na ordem dos 300ºC. Pretende-se com esta dissertação, na continuidade de outros trabalhos anteriores, testar em diferentes condições o gerador existente na Universidade do Minho depois de ter adaptado e melhorado toda a instalação experimental para geração de energia elétrica, utilizando a energia térmica desperdiçada na exaustão dos motores de combustão, utilizando “heat-pipes” de condutância variável no controlo de temperatura de funcionamento dos módulos termoelétricos disponíveis comercialmente. |
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| Autores principais: | Afonso, João Urbano Barbosa |
| Assunto: | Gerador termoelétrico Heat-pipe Seebeck Thermoelectric generator |
| Ano: | 2014 |
| 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: | No mundo atual existe uma grande preocupação por parte de organizações mundiais, grandes empresas e população, com o meio ambiente. Muitos defendem que, a emissão de gases como o CO2, CO, NOx e hidrocarbonetos não queimados, causada pelos veículos movidos por um motor de combustão, provocam problemas como alterações climáticas e poluição da atmosfera, aos quais estão aliados os conhecidos problemas como o efeito de estufa, havendo a necessidade de aumentar a eficiência dos automóveis [1]. Associado à emissão de gases, está a energia térmica que estes disponibilizam, por isso, os materiais termoelétricos são uma mais-valia para recuperar parte da energia térmica normalmente desperdiçada nos motores de combustão através destes gases. Esta energia térmica pode mesmo exceder a energia útil mecânica. Se se tiver em conta a potência de um automóvel de 100kW, com um rendimento de 25%, mais de 15kW de energia térmica estão disponíveis nos gases de escape, sendo o resto perdas no circuito de arrefecimento e outras perdas térmicas. A presente dissertação aborda métodos que têm como objetivo o aumento da eficiência energética do veículo, convertendo a energia térmica em energia elétrica recuperando a energia térmica desperdiçada nos gases de escape, utilizando geradores termoelétricos baseados no efeito de “Seebeck”, que através de uma diferença de temperatura, criada entre as duas faces do gerador, é gerada uma diferença de potencial [2]. Os geradores termoelétricos disponíveis no mercado não apresentam resistência a temperaturas na ordem dos 800ºC (temperatura atingida pelos gases de escape), com isto é necessário recorrer à utilização de “Heat-Pipes” de condutância variável, dispositivo bastante eficiente para transferência de calor, redução de temperatura e controlo de temperatura do gerador termoelétrico [3][4]. Os geradores termoelétricos disponíveis aguentam temperaturas na ordem dos 300ºC. Pretende-se com esta dissertação, na continuidade de outros trabalhos anteriores, testar em diferentes condições o gerador existente na Universidade do Minho depois de ter adaptado e melhorado toda a instalação experimental para geração de energia elétrica, utilizando a energia térmica desperdiçada na exaustão dos motores de combustão, utilizando “heat-pipes” de condutância variável no controlo de temperatura de funcionamento dos módulos termoelétricos disponíveis comercialmente. |
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