Tesis sobre el tema "Energia, Fuel cell"
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Furlan, André Luís. "Análise técnica e econômica do uso do hidrogênio como meio armazenador de energia elétrica proveniente de fontes eólicas". [s.n.], 2012. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/263953.
Texto completoTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica
Made available in DSpace on 2018-08-20T12:25:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Furlan_AndreLuis_D.pdf: 2850462 bytes, checksum: cf9586ce36bd523119ff4727d43989f7 (MD5) Previous issue date: 2012
Resumo: Este trabalho faz uma análise técnico-econômica do uso do hidrogênio como meio armazenador de energia elétrica proveniente de fonte eólica, cuja natureza imprevisível do vento não pode garantir sua quantidade de energia elétrica ofertada. Para resolver este problema, foram propostos dois sistemas de armazenamento operando de modos diferentes, para os quais foi desenvolvido um modelo matemático para o dimensionamento deles, implementado numa planilha eletrônica, no qual foram consideradas as principais características e eficiências dos equipamentos que compõem os sistemas, bem como a garantia física característica da usina eólica. A seguir, foi realizada uma análise econômica dos sistemas tendo sido verificado que o custo de produção da energia elétrica a partir do primeiro modo de operação proposto foi aproximadamente 47,5% maior que o custo de produção de energia da usina eólica sem armazenamento (130 R$/MWh) e, considerando o segundo modo, a diferença foi 92% maior. No caso da energia elétrica gerada pela célula a combustível o valor obtido foi de 1.180,00 R$/MWh e 1.250,00 R$/MWh considerando, respectivamente, o primeiro e segundo modo de operação
Abstract: The current work aims to present a technical-economical analysis of the use of hydrogen as a means to store energy generated by wind power systems, since the wind regime is unpredictable and thus there is no guarantee for the amount of power offered. First of all, two storage systems were proposed and a mathematical model was established considering the main features and efficiencies of the equipment that compose the systems as well as the wind power energy guarantee. Secondly, an economic analysis of those systems was carried out. The cost of power generation for the first mode of operation was approximately 47,5% larger than that of a similar wind power system without storage (130 R$/MWh) and, concerning the second mode, the power cost was 92% larger. Regarding the energy generated by the fuel cell only, the power cost was respectively 1.180,00 R$/MWh and 1.250,00 R$/MWh for each of the operation modes
Doutorado
Engenharia Mecanica
Doutor em Planejamento de Sistemas Energéticos
Gonzatti, Frank. "Bases experimentais para o projeto, automação e instalação de sistemas de geração de energia com células de combustível". Universidade Federal de Santa Maria, 2005. http://repositorio.ufsm.br/handle/1/8440.
Texto completoO tema principal desta dissertação é o estabelecimento de bases experimentais para o projeto, automação e a instalação de uma microcentral de geração de energia elétrica com pilhas de células de combustível do tipo PEM (BCS Technology). Esta central deve operar automaticamente, comandada por microcontrolador que atua diretamente na temperatura, na umidade da membrana, na quantidade de ar de reação, no monitoramento da tensão individual de cada célula e na tentativa da recuperação de células problemáticas. Para que este controle atue são necessários mecanismos auxiliares especiais de forma a não causarem danos às células. Na confecção do protótipo procurou-se especificar dispositivos de baixo custo e de fácil disponibilidade no mercado nacional. Locais especiais também foram projetados e construídos para abrigar a pilha quando em operação de forma a garantir o máximo de segurança. Portanto, este trabalho busca fornecer bases teóricas e experimentais para a implementação de uma central estacionária de geração com pilhas de células de combustível.
Ramsdorf, Marcelo de Almeida [UNESP]. "Células-combustível a etanol direto embarcadas em aeronaves: estudo de utilização e recuperação de calor residual". Universidade Estadual Paulista (UNESP), 2016. http://hdl.handle.net/11449/137847.
Texto completoApproved for entry into archive by Felipe Augusto Arakaki (arakaki@reitoria.unesp.br) on 2016-04-08T11:53:43Z (GMT) No. of bitstreams: 1 ramsdorf_ma_me_guara.pdf: 3773711 bytes, checksum: 2740d7feeceb5938048e38e5ea25595e (MD5)
Made available in DSpace on 2016-04-08T11:53:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ramsdorf_ma_me_guara.pdf: 3773711 bytes, checksum: 2740d7feeceb5938048e38e5ea25595e (MD5) Previous issue date: 2016-02-26
Não recebi financiamento
O uso de células combustível de baixa temperatura embarcadas em aeronaves pode favorecer a geração de energia elétrica sem maiores impactos ambientais. Se, por um lado, o projeto de aeronaves atuais requer o uso de sistemas dedicados, por outro há uma maior demanda de energia elétrica a bordo. Isto significa que a pressurização da cabine, o sistema anti-gelo e a hidráulica da aeronave não devem depender da extração de ar do compressor das turbinas ou da potência de eixo. Entretanto, células combustível a hidrogênio apresentam dificuldades aos projetistas devido aos tanques de armazenamento, componentes em alta pressão e altas temperaturas para a reforma. Neste contexto, as células-combustível a etanol direto são uma tecnologia promissora. Publicações recentes mostram que, devido à baixa eficiência, células a etanol líquido em eletrólitos de membrana polimérica produzem calor residual. Conforme o Diagrama de Sankey obtido neste trabalho, 68% da energia total do combustível é convertida em calor, que deve ser gerenciado para evitar o ressecamento da membrana e o colapso do sistema. No presente trabalho um arranjo teórico de células a etanol direto é estudado. A metodologia leva em conta as demandas de energia de uma aeronave a jato de transporte regional em cada etapa do voo (táxi, decolagem, cruzeiro, descida e pouso). O trabalho apresenta uma contribuição inédita pela análise exergética do arranjo, que fornece um bom critério para a melhor escolha entre um sistema de cogeração ou recuperação de calor a bordo. Em um sistema otimizado, o calor residual pode ser utilizado no aquecimento de cabine ou aquecimento do combustível da aeronave. São apresentadas algumas estimativas de capacidade de aquecimento do combustível e da produção de água aquecida. A metodologia pode auxiliar o projetista a escolher entre duas configurações possíveis (com recuperação de calor no aquecimento de cabine ou puramente elétrico) dependendo da missão proposta para a aeronave.
The use of low temperature fuel cell stacks onboard aircrafts may provide a good way to generate electricity with less environment impact. Nowadays, the design of jet aircrafts requires embedded systems, which demand more electric power. This means that cabin air pressure, anti-icing and hydraulics should not depend on the engine bleed air or shaft power. However, hydrogen fuel cells pose difficulties for aircraft designers due to the storage tanks, high pressure systems and high temperatures for reforming. In this context, direct ethanol polimeric fuel cells are a promising technology. Recent publications show that the low efficiency of liquid ethanol in polymeric electrolyte produces waste heat. According to the Sankey Diagram obtained, 68% of the total input energy is heat that must be managed to avoid electrolyte drying and system collapse. In this article, a theoretical direct ethanol fuel cell stack is studied. The methodology takes into account the energy demands of a regional jet for each flight regime (start up, taxi, take off, cruise, descend and landing). It provides an unprecedented exergetic analysis that points out a good hint to choose between cogeneration or heat recovery onboard aircraft. The waste heat may be recovered for cabin and aircraft fuel heating in an optimized system. Some predictions for aircraft fuel heating capacity and water production are also presented. The methodology may help designers to decide which configuration is more appropriate (whether use heat recovery for cabin heating or a pure electric fuel cell stack) for the aircraft mission sought.
Gonzatti, Frank. "Fundamentos para concepção, controle e automação de uma planta armazenadora de energia utilizando hidrogênio". Universidade Federal de Santa Maria, 2017. http://repositorio.ufsm.br/handle/1/12933.
Texto completoA geração de energia elétrica a partir de fontes renováveis é intermitente devido às características da energia primária (sol, vento, fio d'água, etc.) e podem causar oscilações e distorções nos níveis de tensão comprometendo a qualidade da energia, a estabilidade e a confiabilidade quando conectadas ao sistema elétrico. O armazenamento de energia atuando junto a fonte geradora isolada ou interligada à rede pública pode aumentar a penetração dessas fontes, de baixo impacto ambiental, na matriz energética. Entre as diferentes formas de armazenamento de energia, o uso de hidrogênio é considerado bastante promissor devido ao baixo impacto ambiental, alta densidade de energia e alta capacidade de armazenamento. Nessa tese, propõe-se as bases para concepção, controle e análise de uma planta armazenadora de energia baseada em hidrogênio, constituída por um eletrolisador do tipo alcalino, armazenamento de hidrogênio na forma de hidretos metálicos e uma pilha de células a combustível do tipo PEM. A planta proposta foi modelada e validada através de testes experimentais. O modelo permite simular as principais grandezas físico-químicas envolvidas desde o processo de geração, armazenamento e conversão do hidrogênio armazenado em eletricidade. A pilha de células a combustível, que faz parte do armazenador de energia, foi automatizada para operar sem danos a membrana, atuando principalmente no controle da temperatura, na eliminação de contaminantes no lado do ânodo e no reestabelecimento da tensão através da aplicação controlada de curtos-circuitos na pilha. O cilindro de hidreto metálico que armazena o hidrogênio também foi automatizado com o intuito principal de realizar a troca térmica da melhor forma possível entre a liga metálica e o ambiente. Unindo esses dispositivos para atuarem em sincronia, a planta foi automatizada, controlada e monitorada através de um software desenvolvido na plataforma LabView, de tal forma a torná-la mais autônoma. Este programa também permite que sejam adquiridos e armazenados o comportamento das principais grandezas físico-químicas durante operação da planta. Essas grandezas levantadas em testes juntamente com resultados de simulações, foram analisadas e caraterizada os fundamentos desta tese.
Lopes, Daniel Gabriel. "Analise tecnica e economica da inserção da tecnologia de produção de hidrogenio a partir da reforma de etanol para geração de energia eletrica com celulas a combustivel". [s.n.], 2009. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/263838.
Texto completoTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica
Made available in DSpace on 2018-08-12T18:33:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lopes_DanielGabriel_D.pdf: 1342429 bytes, checksum: 07781c234da4ed70010b3d55a91f6986 (MD5) Previous issue date: 2009
Resumo: Este trabalho apresenta uma análise técnica e econômica da utilização do processo de reforma de etanol para produção de hidrogênio e da utilização deste hidrogênio para produção de energia elétrica em uma célula a combustível do tipo PEMFC de 5,0 kW. A análise técnica se fundamenta em dados experimentais, inéditos, obtidos do protótipo de um reformador de etanol desenvolvido a partir de uma parceria entre o Laboratório de Hidrogênio da UNICAMP e a empresa Hytron, levando-se em consideração as principais características do funcionamento real do que representa o estado da arte desta tecnologia no Brasil. A metodologia utilizada para realização da análise econômica foi desenvolvida para se determinar os valores de referência relativos ao custo do hidrogênio produzido (30,34 R$/kg) e da energia elétrica gerada (2,30 R$/kWh) e indicar metas para a inserção futura destas tecnologias. Os resultados obtidos permitiram que se concluísse que os atuais custos de geração do hidrogênio produzido pelo protótipo do reformador de etanol são economicamente competitivos, assim como o custo de geração da energia elétrica com utilização deste hidrogênio na célula a combustível quando comparado com a aplicação de outras tecnologias alternativas, mas não com os preços da eletricidade da rede de distribuição do Sistema Interligado brasileiro.
Abstract: This work presents a technical and economical analysis of the use of the technology of hydrogen production by the process of autothermal reforming of ethanol and the use of the hydrogen for the production of electric energy in a 5 kW PEMFC. The technical analysis is founded in unpublished experimental data obtained from the prototype of a ethanol reformer developed by the Hydrogen Laboratory at UNICAMP and by Hytron, taking into account the main characteristics of its real functioning which represents the state of the art of this technology developed in Brazil. The methodology applied for the economical analysis was developed in order to determine the reference values concerning the cost (30,34 R$/kg) of the hydrogen produced and the electric energy generated (2,30 R$/kWh), and to indicate the milestones for the future introduction of these technologies. The results led to the conclusion that the present costs of hydrogen production by the prototype of the ethanol reformer are lower than the present prices practiced in the market, and that the cost of the electric energy generation with the hydrogen in a PEMFC is lower than those obtained by the use of other alternative technologies, except when compared to grid-connected power system in Brazil.
Doutorado
Doutor em Planejamento de Sistemas Energéticos
Aguiar, Cassius Rossi de. "Contribuição ao gerenciamento e controle de células a combustível e armazenadores de energia para a operação em geração distribuída". Universidade de São Paulo, 2016. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18153/tde-09112017-103011/.
Texto completoThis thesis proposes a methodology for management and control of distributed generation with a Proton Exchange Membrane Fuel Cell (PEMFC) as the main source. Additionally, the analysis of performance is used when the PEM fuel cell operates in two different operation modes, i.e. in grid-connected and stand-alone modes. In the first chapters, a review of main features and a mathematical model of fuel cells are presented. Sequentially, the theoretical models of the DC- and AC-power converters are analyzed. For grid-connected operation mode, a strategy based on the DC-link voltage control is proposed via current regulation of the AC stage affording thus the management of the power produced by the fuel cell. Additionally, with the use of the storage devices, a proposal that associates the dynamics of the PEM fuel cell with the DC and AC stages is shown. This fact ensures that the movement of the fuel cell operating point is described within a predetermined dynamic, ensuring that transients are not absorbed by the fuel cell. Finally, a strategy for the startup of fuel cell in association with the energy storage stage is developed. The results show that the proposed structures makes the cell less sensitive to the load transient, in order to move (manage) the fuel cell operating point. At the end of each chapter, experimental and simulation results are presented to support the proposed approach.
CAVALCANTI, Davi de Lima. "Potencial biotecnológico de chlorella vulgaris: aplicação em biocelulas a combustível fotossintética, produção de energia e sequestro de co2". Universidade Federal de Pernambuco, 2016. https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/18531.
Texto completoMade available in DSpace on 2017-04-10T17:20:12Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) DISSERTAÇÃO -DAVI CAVALCANTI certa.pdf: 1682949 bytes, checksum: e88ff7ec323c0df6eb4f0102509ba5b3 (MD5) Previous issue date: 2016-02-23
Capes
O crescimento da população mundial vem causando um aumento substancial na demanda por energia o que poderá causar em curto prazo uma crise energética, pois grande parte da energia consumida em todo mundo é proveniente de fontes não renováveis como o petróleo, já que sua prospecção e utilização tem causado grandes danos a natureza, impactando vários ecossistemas e colaborando com o aquecimento global. Por estes motivos, novas tecnologias para geração de energia limpa vêm sendo criadas. Um exemplo destas são as células a combustível, que são dispositivos que convertem energia química em elétrica. Porém esta tecnologia apresenta algumas limitações, como deficiências na transferência de elétrons, baixa geração de potência e altos custos associados a utilização de catalizadores metálicos, os quais aumentam os custos de implantação e dificultam sua utilização em larga escala. Visando superar estas limitações uma variação desta tecnologia foi desenvolvida, a chamada célula a combustível fotossintética. Neste tipo de célula a combustível, microalgas como a Chlorella vulgaris são utilizadas no compartimento catódico substituindo catalizadores químicos melhorando sua sustentabilidade e reduzindo os custos de implantação. As utilizações de cátodos de microalgas também colaboram com o sequestro de carbono da atmosfera, o convertendo em oxigênio e biomassa rica em metabolitos de grande valor comercial como amido e lipídios. No presente estudo a microalga C. vulgaris foi utilizada no compartimento catódico de uma célula a combustível fotossintética a fim de se analisar sua eficiência na produção de energia, sua capacidade de sequestrar o dióxido de carbono da atmosfera e seu acúmulo de materiais de reserva como amido e lipídios totais. Na primeira parte deste estudo a microalga C. vulgaris foi utilizada como aceptora de elétrons em um compartimento catódico, onde durante 10 dias de experimento foram avaliados a quantidade de CO2 capturada pelas células de algas (7mg/L de CO2), a composição da biomassa, Amido (3%) e Lipídios (70%) e parâmetros eletroquímicos como a Eficiência Coulômbica (CE = 33,1%) e densidade de corrente máxima (Idmax = 147 mA cm²). Em seguida esta condição foi submetida a um planejamento fatorial completo 2², onde as variáveis independentes, tempo de iluminação e a concentração de nitrogênio foram testadas sobre a produção de eletricidade e acúmulo de amido e lipídios. Durante os experimentos foi constatado que a iluminação é o fator que mais influi na geração de energia, onde foram obtidos valores de densidade de corrente máxima Idmax = 178 mA/cm² com uma eficiência coulômbica de 42,5%, além de uma acumulação máxima de amido de 38% e 77% de lipídios, demonstrando que a utilização de um cátodo fotossintético para produção de energia é viável e eficiente na produção de metabólitos com elevado valor comercial.
The global population growth has caused a substantial increase in demand for energy, which in short-term may cause an energy crisis, since much of the energy consumed throughout the world comes from non-renewable sources like oil. Besides its exploration and use cause great damage to the environment, affecting diverse ecosystems and contributing to global warming. For those reasons, are being created new technologies for clean energy generation. An example of these technologies is Fuel Cells, which are devices that convert chemical energy into electric. However, this technology has some limitations, such as defects in electron transfer, low power output and high costs associated with the use of metal catalysts, which increase deployment costs and hamper its use on a large scale. Aiming to overcome these limitations, a variation of this technology was developed, the so-called photosynthetic fuel cell. In this type of fuel cell, microalgae such as Chlorella vulgaris are used in the cathode compartment replacing chemical catalysts improving their sustainability and reducing deployment costs. The uses of microalgae cathodes also collaborate with carbon capture from the atmosphere, turning it into oxygen and biomass rich in metabolites of great commercial value as starch and lipids. In the current study the microalgae C. vulgaris was used in the cathode compartment of a photosynthetic fuel cell in order to analyze its energy production efficiency, their ability to sequester atmospheric carbon dioxide and its accumulation of reserve materials such as starch and total lipids. The first part of this study microalga C. vulgaris was utilized as an electron acceptor in a cathode compartment, which were analyzed during 10 days of experiment the amount of CO2 captured by the algae cells (7mg/L-1 of CO2), the composition of the biomass starch (3%) and lipids (70%) and electrochemical parameter as coulombic efficiency (CE = 33.1%) and the maximum current density (mA Idmax = 147 cm²). Then this condition was subjected to a complete factorial design 2² where the independent variables, illumination time and the concentration of nitrogen were tested on the production of electricity and accumulation of starch and lipids. During the experiments it was evidenced that enlightenment is the factor that most affects the power generation, which were obtained maximum current density values Idmax = 178 mA/cm² with a coulombic efficiency of 42.5%, and a maximum accumulation of 38% of starch and 77% of lipid, demonstrating that the use of a photosynthetic cathode for energy generation is feasible, and also in the production of metabolites with a high commercial value.
Micena, Raul Pereira. "Estação de produção e abastecimento de hidrogênio solar : análise técnica e econômica /". Guaratinguetá, 2020. http://hdl.handle.net/11449/192426.
Texto completoResumo: A utilização do hidrogênio como insumo energético para aplicações de transporte depende da disponibilização de alternativas renováveis para sua produção. Uma delas são as estações com eletrólise alimentada por uma planta solar fotovoltaica on-grid. Nesse trabalho, assume-se a substituição da atual frota de táxis da cidade brasileira Guaratinguetá-SP por veículos a célula-a-combustível. Para atender a demanda de hidrogênio dos veículos, é preciso produzir 170,24 kg de hidrogênio por dia. Esse hidrogênio deve ser fornecido comprimido a uma pressão de 87,5 MPa e a uma temperatura de -40°C, de acordo com norma vigente. Assim, propõe-se uma análise energética com o cálculo da energia necessária para produzir o gás por meio de uma planta fotovoltaica on-grid, bem como as perdas envolvidas. Também são calculadas energias e perdas relacionadas com a compressão e refrigeração do hidrogênio, bem como o volume dos tanques. Os resultados indicam uma necessidade de geração de 10.037 kWh por dia para atender todos os processos envolvidos na estação de abastecimento. Desse total, 56,53 % é entregue na forma de hidrogênio. Se for considerada a energia solar que incide diretamente sobre os painéis, esse percentual é de 9,33 %. A maior parte das perdas se concentra na conversão da irradiação solar em energia elétrica e na eletrólise da água, sendo estas as duas principais oportunidades para melhorias de eficiência. O custo do hidrogênio foi calculado em 16,197 US$/kg se produzido com energia s... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo)
Abstract: The use of hydrogen as an energy carrier for transport applications depends on the availability of renewable alternatives for its production. One of them is the electrolysis stations powered by a grid connected photovoltaic solar plant. In this work, it is assumed that the current taxi fleet in the Brazilian city of Guaratinguetá will be replaced by fuel cell vehicles. To meet the hydrogen demand of vehicles, it is necessary to produce 170.24 kg per day. This hydrogen must be supplied compressed at a pressure of 87.5 MPa and at a temperature of -40 °C, in accordance with current regulations. Thus, an energy analysis is proposed with the calculation of the energy required to produce the gas through a photovoltaic plant connected to the grid, as well as the losses involved. Energies and losses related to hydrogen compression and cooling are also calculated, as well as the volume of the tanks. The results indicate a need to generate 10,037 kWh per day to meet all the processes involved in the supply station. Of this total, 56.53 % is delivered in the form of hydrogen. If the incoming solar in the photovoltaic panels is considered, this percentage is 9.33 %. Most of the losses are concentrated in the conversion of solar irradiation into electrical energy and in the electrolysis of water, these being the two main opportunities for efficiency improvements. The cost of hydrogen was calculated at 16,197 US$/kg if produced with photovoltaic solar energy and at 20,812 US$/kg if produce... (Complete abstract click electronic access below)
Mestre
Carnieletto, Renata. "Aproveitamento de energia vertida turbinável para produção de hudrogênio e geração distribuída". Universidade Federal de Santa Maria, 2011. http://repositorio.ufsm.br/handle/1/8486.
Texto completoIn many hydroelectric power plants, while the water inflows are greater than demand, part of this water that could be used to generate energy is spilled by the dam gates and literally wasted. This dissertation discusses the use of this wasted hydroelectric potential for hydrogen (H2) generation through water electrolysis. The usage of this hydrogen can happen not only in vehicle engines or industrial applications, but in energy generation through fuel cells and behaving as an energy vector. The H2 production by electrolysis requires an energy source for its processing. This dissertation aims at to mitigate this issue by the use of the secondary energy. Besides the H2 generation aspects, it is presented the complete mathematic model of alkaline electrolyzers. With respect to the wasted hydroelectric potential approach it must be taken into account that alternative sources of energy are settled onto three bases: the energy source itself, the distribution grid and the interconnection energy source-to-grid (or source-to-load). Looking at this fact, the source connection and disconnection from the grid is a challenge for systems engineering. For this dissertation the simulation of Voltage Source Inverters (VSI) was selected to represent the islanded and grid tied conditions. For that, it is proposed an anti-islanding algorithm used to protect the system against faults that may occur in the grid. A reconnection algorithm is also included to obtain the synchronism of the alternative source with the electric grid. To control these inverters, two control techniques are presented along this text: DQ-frame and the proportional and resonant (P+Resonant) control. These control techniques are simulated to evaluate the application efficiency of such controllers. Additionally a smart control in perspectives of the smart grid was also developed and it is proposed in this dissertation. A smart grid integrated to the distribution system allows aggregation of efficient actions of all agents related to electricity services and so strategically making available the electricity goods and services. In this context, based on real-time spot pricing of the electricity obtained from the utility using an advanced metering device, the inverter control algorithm determines the optimal operating mode. This algorithm enables the inverter to: a) schedule local loads; b) determine either to local storage or selling of energy to the grid. Finally, it is shown that on-line fault detection in the system can also make possible a fast restoration of most contingence situations.
Em muitas Usinas Hidrelétricas, quando as afluências de água são maiores que a demanda, uma parcela desta água que ainda poderia ser utilizada para gerar energia é desviada para o vertedouro e literalmente desperdiçada. Esta energia recebe a denominação de Energia Vertida Turbinável (EVT). Essa dissertação discute o aproveitamento da EVT para produção de hidrogênio através da eletrólise da água. O uso desse hidrogênio pode ocorrer não apenas em motores de veículos ou aplicações industriais, mas na própria geração de energia elétrica em células a combustível, agindo como vetor energético. A produção de H2 por eletrólise da água convencionalmente necessita de uma fonte de energia para o processo. Essa dissertação sugere a mitigação deste problema pela utilização de energia secundária. Além de aspectos para produção de H2, é apresentada uma modelagem matemática completa de todo este processo envolvendo os eletrolisadores alcalinos. Na abordagem da EVT há que se levar em conta que as fontes alternativas em geral estão assentadas em três fundamentos: a fonte de energia, a rede de distribuição e a interconexão fonte de energia-rede (ou fonte-carga). Com vistas a este fato, a desconexão e re-conexão entre a fonte e a rede pode ser um problema desafiador para a engenharia de sistemas. Para esta dissertação, selecionou-se a simulação dos Inversores VSI (Voltage Source Inverters) como resposta para as condições de ilhamento e conexão à rede elétrica. Para isto, propõe-se um algoritmo anti-ilhamento que visa a proteção contra as faltas que possam ocorrer na rede e um algoritmo de re-conexão à rede, incluindo o meio de sincronismo da fonte alternativa com a rede. Para controlar tais inversores, duas técnicas são apresentadas ao longo deste texto: utilizando as transformações DQ e controle proporcional e ressonante (P+Resonant). Essas duas técnicas de controle são simuladas para se avaliar a eficiência da aplicação de tais controladores. Em adicional, foi desenvolvido um controle inteligente diferenciado com perspectivas ao Smart Grid. O Smart Grid integrado aos sistemas de distribuição permite agregar de forma eficiente as ações de todos os agentes ligados a ele para que, de forma estratégica, sejam disponibilizados bens e serviços de eletricidade. Neste contexto, o controle inteligente proposto para inversores de conexão com rede a utiliza técnicas de gerenciamento pelo lado da demanda e ainda determina automaticamente o ponto ótimo de operação do inversor, possibilitando assim o planejamento e arranjo de cargas locais e a determinação de quando deve ser armazenada energia ou vendida para a rede. Mostra-se finalmente que a detecção das falhas no sistema também poderá ser praticada de forma a se poder atuar rapidamente no restabelecimento das situações de contingência.
Testi, Luca. "Tecnologie per la produzione di idrogeno da fonti rinnovabili". Bachelor's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2021. http://amslaurea.unibo.it/24892/.
Texto completoEgute, Nayara dos Santos. "Estudo do processo para a aceleração da geração de amônia a partir de resíduos avícolas visando à produção de hidrogênio". Universidade de São Paulo, 2010. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/85/85134/tde-12082011-155529/.
Texto completoThe hydrogen, utilized in fuel cells, can be produced from a variety of intermediate chemicals, between them, the ammonia. The ammonia gas as a raw material for the hydrogen production has been used due to its high energetic content, facility of decomposition, high availability, low prices, low storage pressure and its by-products are environmentally correct. One of the sources of ammonia is poultry and egg production systems. In these systems the ammonia is produced from the decomposition of uric acid present in the excreta of birds. The residue from the poultry-rearing farms is the broiler litter and from the egg production system is the excreta without any substrate. The characterization of these residues was performed using the Wavelength-Dispersive X-Ray Fluorescence (WDXRF), Elementary Analysis (CHN), Termogravimetry and GC/MS Gas chromatography/ Mass spectrometry. The studied factors which influence the ammonia volatilization were: nitrogen content, raising period, urease enzyme, temperature, pH and moisture content. The experiment results with poultry litter and excreta allow to conclude that the manipulation of the following parameters increased the ammonia emission: pH, nitrogen content, raising period, age of birds and excreta accumulation, urease enzyme and the temperature. The addition of different amounts of sand in the excreta and different volumes of water in the poultry litter inhibited the emission of ammonia. The variation of the quantity of material (broiler litter or excreta) and the volume of the flask used as incubator chamber showed no significant alterations to be chosen as a variable. The excreta was considered more appropriate than poultry litter for the objectives of this work due to the higher ammonia concentrations determined in this material. Due to the large amount of poultry litter and excreta from the production processes, the reuse of poultry residues to obtain ammonia is necessary to improve the quality of the local environment. The possibility of ammonia emission increment observed in this study, and its use in a system of ammonia generation - hydrogen production - fuel cell might produce electricity in the enterprise, reducing the expenses of the farms and providing a properly destination for these residues.
Silva, Fellipe Sartori da [UNESP]. "Determinação do custo de energia gerada através da utilização de células a combustível de carbonato fundido e turbina a vapor em um ciclo combinado". Universidade Estadual Paulista (UNESP), 2018. http://hdl.handle.net/11449/153118.
Texto completoApproved for entry into archive by Pamella Benevides Gonçalves null (pamella@feg.unesp.br) on 2018-03-21T13:25:41Z (GMT) No. of bitstreams: 1 silva_fs_me_guara.pdf: 3065864 bytes, checksum: 1b28d8ca48a059ab95292517f0d2d616 (MD5)
Made available in DSpace on 2018-03-21T13:25:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 silva_fs_me_guara.pdf: 3065864 bytes, checksum: 1b28d8ca48a059ab95292517f0d2d616 (MD5) Previous issue date: 2018-02-07
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
Os modelos energéticos atuais são baseados majoritariamente na utilização de combustíveis fósseis, os quais, além de serem fontes finitas, ainda geram gases poluentes que contribuem para o efeito estufa e, consequentemente, para o aquecimento global. As células a combustível, por possuírem alta eficiência de conversão, baixa emissão, simplicidade de operação e flexibilidade em sua utilização, vêm sendo estudadas como opção mais limpa de geração. A célula a combustível de carbonato fundido, em particular, além de ter vantagens estruturais por operar a alta temperatura, possui calor residual que pode ser aproveitado para cogeração. O presente trabalho propõe uma configuração de ciclo combinado de uma célula a combustível de carbonato fundido de 10 MW, que possui reforma interna de gás natural, com um ciclo a vapor que aproveita o calor residual da célula. A reforma a vapor do gás natural, simulada pelo software STANJAN Chemical Equilibrium Solver, apresentou valores satisfatórios de produção de H2 na temperatura de operação da célula. As análises energética e exergética, simuladas através do software Engineering Equation Solver (EES), apontaram aumentos nas respectivas eficiências globais de 4,8 e 4,6%, respectivamente. A análise exergoeconômica indicou custo de geração de 0,4679 USD/kWh, valor acima das tarifas nacionais. Entretanto, a análise de sensibilidade mostrou que plantas de grande porte com essa configuração podem ser economicamente competitivas em diferentes cenários.
Current researches point to a significant increase in energy demand over the next few years. Energy models are mostly based on fossil fuels, which generates greenhouse gases that contribute to global warming. Thus, it becomes necessary to develop equipment and cycles that operate with greater efficiency, as well as new technologies of energy generation with both fossil and renewable sources. Fuel cells are being widely investigated due to their high conversion efficiency, low emissions, structural simplicity and flexibility. Among several fuel cell types, molten carbonate fuel cell has advantages such as fuel flexibility and high operating temperature, which leads to high thermal energy residue. This residue can be used for cogeneration and combined cycles, in order to enhance the global efficiency. This study aimed to introduce a 10 MW internal reforming molten carbonate fuel cell and steam turbine combined cycle. Steam reforming of natural gas was simulated by STANJAN Chemical Equilibrium Solver and presented satisfactory H2 production at MCFC operating temperature. Simulation in Engineering Equation Solver (EES) of energetic and exergetic analysis showed efficiency increases of 4,8 and 4,6%, respectively. Exergoeconomic analysis pointed to a 0,4679 USD/kWh power cost. However, sensitivity analysis showed that higher plants can achieve economic viability in different scenarios
Senna, Roque Machado de. "Desenvolvimento e demonstração de funcionamento de um sistema híbrido de geração de energia elétrica, com tecnologia nacional composto por um módulo de células a combustível tipo PEMFC e acumulador chumbo ácido". Universidade de São Paulo, 2012. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/85/85134/tde-24102012-083711/.
Texto completoThis work presents the contribution obtained by the development of the Hybrid Electric Power Generation System (HYBRIDGEN), with Brazilian technology, focused on third generation hybrid system, composed of the fuel cell type PEMFC, associated with a lead acid battery, and shows its variable load demand continuous mode operate ability with load factor below 50%. Four main themes were addressed. The first refers to a study concerning the to direct current (DC) energy converting efficiency improvement to regulate the dc-dc converter output potential. Power comes from the 1 kWe fuel cell stack, equipped with thermal cooling system and gas supply system, here named MCC1. After that a dc-dc converter system mathematical model was built supported on differential algebraic equations solution, the MCC1 trials, as well as in MATLAB7® program computer simulation. The second theme concerns the HYBRIDGEN prototype project and assembly due to lack on equipment on the Brazilian market with the necessary features for both research and for commercial use. Then, a charge controller card (CCC), wiring diagrams, copper bus and relay system were developed. A MCC1 developed by IPEN and ELECTROCELL® with Brazilian technology was use. The HYBRIDGEN can be installed in a mobile system. The third refers to a study concerning the stability analysis of the dc-dc converter system mathematical model. Four stability tests were addressed, namely: 1- The Frequency Response was used the Nyquist Mapping Theorem, 2 - The Nyquist Root Locus , 3 - The Step Test Function on operating points, and 4 - The Impulse Test Function on operating points. Finally, experiments with a 25 cm2 fuel cell unit, the MCC1 module and the HYBRIDGEN were carried out to, potential and current results. In the first MCC1 tests delivered a power output of 704.55 W (considered dominant operation power). Then, it was demonstrated the HYBRIDGEN ability to 819.52 We supply power, simultaneously: direct current loads, charge a 45Ah battery, a 2 kWe inverter and the autotransformer to supply power 12 Vcc, 127Vac, 220Vac, 60 Hz equipment. These results were achieved despite the MCC1 limit in the cooling system observed during the tests. Then, the HYBRIDGEN could be demonstrated technically feasible, and leading to great potential uses.
Santini, Itamar. "Análise de conversores CC-CC com alto ganho de tensão para aplicações com célula a combustível". Universidade de São Paulo, 2016. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18153/tde-24012017-162247/.
Texto completoThis work shows the analysis and development of DC-DC converters with high voltage gain, for applications with energy sources of low input voltage, but capable of providing high currents, such as: photovoltaic panels, fuel cells and batteries. The main objective of this work is to raise the voltage of a single fuel cell to a suitable vol-tage level to efficiently charge a battery with rated voltage of approximately 12 V, with low current ripple in the converter and with low output voltage ripple. To achieve the proposed objective, dozens of topologies of converters were studied, analyzed, simulated and implemented. This work shows a comparison between topologies of DC-DC converters that perform power transfer via coupled inductors, with a converter topology operating with direct energy transfer through a transformer. Finally, experimental results are presented in order to validate the theoretical and simulated results.
de, la Torre Jorge. "FUEL CELLS: HYPE OR REALITY? OVERVIEW OF FUEL CELL TECHNOLOGIES FEASIBILITY STATUS WITH AN EMPHASIS ON AUTOMOTIVE AND RESIDENTIAL PROTON EXCHANGE MEMBRANE FUEL CELLS (PEMFCs)". Case Western Reserve University School of Graduate Studies / OhioLINK, 2011. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=case1309540374.
Texto completoFerreira, Andre Augusto. "Sistema supervisorio de gestão de multiplas fontes de suprimento para aplicações em veiculos eletricos". [s.n.], 2007. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/260860.
Texto completoTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação
Made available in DSpace on 2018-08-09T17:49:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ferreira_AndreAugusto_D.pdf: 4648060 bytes, checksum: fec10ea5d77379b209259bd3174d9224 (MD5) Previous issue date: 2007
Resumo: Este trabalho propõe uma estratégia de gestão de energia, para aplicações em veículos elétricos, baseado em um sistema supervisório nebuloso que combina três diferentes fontes de suprimento, em termos de densidade de energia e de densidade de potência, a saber: célula a combustível, bateria e supercapacitor. O sistema supervisório coordena o fluxo de potência entre os dispositivos de suprimento de energia e provê elevada qualidade de energia necessária para um bom desempenho do sistema de propulsão do veículo elétrico. A estratégia proposta de gestão de energia do conversor eletrônico com múltiplas entradas possibilita o controle individual da transferência de potência das fontes de suprimento, em suas melhores regiões da atuação. Um conveniente arranjo entre as fontes e alocação dos recursos disponíveis permite reduzir o dimensionamento da célula a combustível. Adicionalmente, a vida útil destas fontes e a imunidade do sistema de suprimento a variações bruscas de demanda de potência são melhoradas. Um protótipo de 3 kW é simulado e avaliado experimentalmente, incluindo um banco de baterias de chumbo-ácido e supercapacitor, para comprovar a eficácia da estratégia de controle proposta
Abstract: This work introduces an Energy Management strategy, for electrical vehicle applications, based on a fuzzy logic supervisory system that is able to combine three different power supply sources, i. e., fuel cell, battery and supercapacitor. The supervisory system coordinates the power flow between the power sources so that the system is able to provide high power quality, which is needed to achieve the desirable dynamic performance of the propulsion system. The proposed energy management strategy of a multiple input power electronic converter takes advantage of the individual characteristics of each power sou rce and makes than operate atthe best operation region. Through adequate power sources arrangements and use of the available resources, the fuel cell size is reduced. In addition, the power sources¿ life time and the system ride-through at sudden load disturbances are increased. Simulation and experimental results of a 3 kW prototype, with real supercapacitor and lead-acid batteries bank, prove that the fuzzy logic is a suitable energy management control strategy
Doutorado
Automação
Doutor em Engenharia Elétrica
Costa, Luzia Bouzan Oliveira. "Avaliação do ciclo de vida da produção de biogás via estação de tratamento de esgoto e uso em célula a combustível de óxido sólido". Universidade de São Paulo, 2012. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/85/85134/tde-24102012-080923/.
Texto completoThe search for renewable energy use and mitigation of anthropogenic impacts play an important role in the development of contemporary society. The use of energy from renewable sources is a possible solution to the problems related to environmental impacts, in particular, climate change. An important renewable energy source is biomass deriving from organic waste, after the anaerobic digestion, resulting in a gas rich in methane, known as biogas. From the point of view environmental quality, energy recovery of waste generated from the treatment of domestic wastewater can minimize environmental impacts as it allows the reduction of organic load dropped in water and soil. Additionally, it is also possible to mitigate the negative effects of methane emissions in the atmosphere when the biogas is used in the production of energy through solid oxide fuel cells (SOFC). In this sense, this study aimed at assessing the life cycle of a Wastewater Treatment Plant (WWTP), the biogas-generating unit, its purification and fuel cells use by identifying the potential mitigation of greenhouse gases and energy use of biogas. Among the main results obtained, the constructive phase is the main contributor to the cumulative energy demand, accounting for 55% of the CED, while in the step of sewage treating its particularly important the production of atmospheric emissions, about 23,500 kg CO2eq per day. The potential for emissions of greenhouse gases can be avoided throughout the cycle, at around 3,000 kg CO2eq per day. The total energy that can be produced with the biogas generated in WWTP and burned in the SOFC is approximately 14,000 kWh/day, which can provide 100% of the power demand of the treatment phase. The results presented launch challenges and generate opportunities for researchers and energy systems planners to develop strategies for environmentally healthy use of renewable resources.
NASCIMENTO, Aldreany Pereira do. "Estudo de uma célula a combustível hidrogênio/ar de 1 kW de eletrólito membrana polimérica". Universidade Federal de Campina Grande, 2016. http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/290.
Texto completoMade available in DSpace on 2018-03-15T16:40:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ALDREANY PEREIRA DO NASCIMENTO - DISSERTAÇÃO PPGEQ 2016..pdf: 4384493 bytes, checksum: 8cf20c9f79749f12b562389c82ec5d3f (MD5) Previous issue date: 2016-10-30
Capes
A crise do petróleo juntamente com a grande necessidade de novas fontes de energias sustentáveis leva ao desenvolvimento de tecnologias mais limpas e eficientes. Neste contexto, as células a combustível aparecem como uma das soluções promissoras para a geração de energia elétrica, tendo como produto da reação, basicamente água e calor. Este trabalho de dissertação consiste na caracterização de uma célula a combustível PEM (Polymer Electrolyte Membrane) alimentada com hidrogênio e ar para a conversão de energia elétrica da energia química contida no gás hidrogênio. A célula a combustível utilizada é de potência nominal de 1 kW, constituída por 72 células ligadas em série com um sistema de controle próprio. A caracterização é feita através da utilização de uma carga resistiva configurável com base num microcontrolador. A partir dos parâmetros registrados (corrente e tensão), a curva de polarização, a densidade de corrente e a eficiência foram calculadas com base nos sistemas de curto circuito ligado e desligado (SCU: ON e SCU: OFF, respectivamente). Os resultados mostram uma potência máxima de saída de aproximadamente 623 W (37,09 V, 16,78 A), e uma densidade de corrente de 209,75 mA/cm2, com uma eficiência operacional em torno de 42 %, com o sistema de SCU: OFF. Para o sistema SCU: ON a potência máxima de saída é em torno de 664 W (39,10 V, 17,81 A) com densidade de corrente de 222,62 mA/cm2 e uma eficiência operacional de 44 %. O sistema de carga variável mostrou-se satisfatório para testar a célula, com um desvio entre a potência nominal e a real inferior a 20 %. Os relativamente baixos valores de eficiência do sistema (<20 %) são explicados pelo tempo de vida da célula.
The use of new sustainable energy sources is dependent on the development of clearer and more efficient technologies. Therefore, the fuel cells appear like a promising solution for the electrical energy generation, since that the reaction products are water and heat. This work plans to characterize a polymer electrolyte membrane fuel cell, feeding with hydrogen and air. The tested 1 kW nominal power fuel cell is constituted by 72 cells connected in serial. The characterization is made using a variable resistive charge system. It comprises 64 resistors (20 W) together with blowers for cooling. From the electrical parameters (voltage and current), the polarization curve, the current density and the efficiency of the fuel cell were calculated, with the short-circuit system on and off (SCU: ON and SCU: OFF). A maximum output power of 623 W (37.09 V and 16.78 A), with a current density of approx. 209.75 mA/cm2 and an efficiency around 42 % are obtained when the SCU is OFF. With the SCU: ON, the values are 664 W (39.10 V and 17.81 A), 222.62 mA/cm2 and 44 %, respectively. The results show that the resistive charge system is appropriate to test this kind of fuel cell. The low global efficiency values (< 20 %) can be explained by the fuel cell age.
Mignani, Andrea. "Prospettive per le future tecnologie in ambito automotive". Bachelor's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2020. http://amslaurea.unibo.it/21457/.
Texto completoCalder, Michael Alexander. "Modeling of a Microbial Fuel Cell". Thesis, Norwegian University of Science and Technology, Department of Energy and Process Engineering, 2007. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:no:ntnu:diva-8837.
Texto completoIt is clear that society worldwide must immediately begin to mitigate its environmental damage in order to sustain life on Earth. In this regard, researchers all over the global are exploring new energy efficient alternatives to power everything from cars to cell phones. The following brief describes research conducted on Microbial Fuel Cells (MFC) and its ability to utilize bacteria to produce electricity from biological masses for low energy consumer products While structurally the MFC is very similar to a Conventional Fuel Cell, the two systems have inherent differences that change the reactions, inputs and energy output. Currently, we have found MFC to produce only a fraction of the power (~1A/cm2 vs ~1mA/ cm2 ) produced by a conventional CFC, however, its versatility keeps MFCs as a promising fuel source potential. A Multi-disciplinary University Research Initiative has organized to examine and test the potential of MFC. The team is divided into three teams based on industry domains and expertise: microbiology, chemistry and electrochemistry, and engineering and modeling. The followin master thesis research was part of the engineering and modeling team lead by Professor Ronney XX. The goal of our team was to construct a first version of a computational model simulating the MFC system. The computational model is be based on combustion kinetics and a diffusion-reaction system theories, and is manipulated to immatate a biological system that can maximize its energy output. The model has been constructed in Fluent. Starting out with a 1D model, and consequently moved on to a 2D version. The final model is a diffusion-reaction system with 6 different species, a 3-step reaction, including a bacterial anodic oxidation, a cathodic reduction, and a possibility of taking into account a counteracting anodic reaction for oxygen crossover through the membrane. While the model has been proven to correlate well with lab tested experimental results, the team will continue to identify conditions to maximize the MFCs efficiency and energy output.
Buche, Silvain. "Polymer electrolyte fuel cell diagnostics". Thesis, University of Bath, 1999. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.285318.
Texto completoSwedenborg, Samuel. "Modeling and Simulation of Cooling System for Fuel Cell Vehicle". Thesis, Uppsala universitet, Elektricitetslära, 2017. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:uu:diva-326070.
Texto completoNilsson, Henrik. "Vätgas och bränsleceller : Ny energi för Försvarsmakten?" Thesis, Swedish National Defence College, Swedish National Defence College, 2009. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:fhs:diva-106.
Texto completoThe purpose of this paper is to identify the current status of fuel cell technology and to establish whether said technology is mature enough to be implemented into the Swedish Armed Forces. The question to be answered in this paper is as follows: Can hydrogen gas and fuel cells be used as an alternative source of energy within the Swedish Armed Forces?
This paper is based on theoretical studies and reports from prior research done on fuel cells. By studying these facts a predictive answer has been obtained. The answer I have come to, is that the maturity of fuel cell technology is currently inadequate for the Swedish Armed Forces to implement, especially considering its harsh working conditions.
Mirzababaei, Jelvehnaz. "Solid Oxide Fuel Cells with Methane and Fe/Ti Oxide Fuels". University of Akron / OhioLINK, 2014. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=akron1415461807.
Texto completoKim, Hyea. "High energy density direct methanol fuel cells". Diss., Georgia Institute of Technology, 2010. http://hdl.handle.net/1853/37106.
Texto completoHull, Brent. "Fuel cell mositure and energy recovery". Thesis, Georgia Institute of Technology, 2002. http://hdl.handle.net/1853/16428.
Texto completoOspina, Alvarado Angelica Maria. "Holistic Analysis of Fuel Cells for Residential Application". Thesis, Georgia Institute of Technology, 2007. http://hdl.handle.net/1853/19746.
Texto completoLaguna, Bercero Miguel A. "Hydrogen and fuel cells: an efficient and clean energy alternative". Revista de Química, 2014. http://repositorio.pucp.edu.pe/index/handle/123456789/100084.
Texto completoThe most important technological development in the coming decades will be the use of hydrogen as an alternative to the widely used fossil fuels. By the use of fuel cell based technologies, it will be feasible to produce energy systems that will be more efficient than the current ones and that will also be environmentally friendly.
Hedström, Lars. "Fuel Cells and Biogas". Doctoral thesis, KTH, Energiprocesser, 2010. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-13219.
Texto completoQC20100708
Troughton, Gavin L. "Anodes for the direct methanol fuel cell". Thesis, University of Newcastle Upon Tyne, 1992. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.335195.
Texto completoMwinga, Makani. "Design and development of a fuel cell power supply unit". Thesis, Cape Peninsula University of Technology, 2017. http://hdl.handle.net/20.500.11838/2524.
Texto completoFuel cell (FC) technology is one of the most sought-after renewable energy technology. However, the output voltage of FC stacks is inherently unstable; as such, it is of little or no use for most power supply applications. In addition to the unstable output voltage, FC stacks are susceptible to high current ripple, which can reduce the system’s life expectancy. The work carried out in order to stabilise the output voltage, and to reduce the current ripple of FC stacks involves a review of some existing converter topologies used for power conditioning units (PCUs), modelling, design, control and simulation of different converter topologies and the experiment of the prototype circuit for the interleaved boost voltage multiplier (IBVM) converter topology. In the process to stabilise the stack output voltage and to reduce the stack output current ripple, it is also required to improve the system response to load changes. This work presents results that show that system works, with the voltage stabilised, the stack output current ripple reduced and the response time reduced. A relative evaluation of the dynamic behaviour of four converter topologies in power conditioning units is carried out, and these are the isolated current-fed full-bridge (ICFFB) converter, the boost converter, the sepic converter and the IBVM converter. The simulation results of the four topologies show that the output voltage of a PEMFC stack was stabilised, and that the IBVM topology is a better topology compared to the others, especially when it comes to reducing the stack current ripple.
Aaron, Douglas Scott. "Transport in fuel cells: electrochemical impedance spectroscopy and neutron imaging studies". Diss., Georgia Institute of Technology, 2010. http://hdl.handle.net/1853/34699.
Texto completoWang, Ying-Chin. "Using Red Blood Cells in Microbial Fuel Cell Catholyte Solution to Improve Electricity Generation". The Ohio State University, 2014. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=osu1398945679.
Texto completoGonzález, Guerrero MªJosé. "Enzymatic microfluidic fuel cells: from active to passive power sources". Doctoral thesis, Universitat Autònoma de Barcelona, 2015. http://hdl.handle.net/10803/322082.
Texto completoThis thesis presents the development and fabrication of microfluidic fuel cells for low power and portable applications. Specifically, biological fuel cells that use enzymes for glucose degradation. This work is divided in two sections depending on whether the fabricated devices are active, i. e. the reagents are supplied into the micro fuel cell by pumping (Chapters 2 and 3). If, on the contrary, the reagents flow without needing external mechanisms they are passive devices (Chapters 4 and 5). In the first chapter of the thesis the first approach in the development of glucose/O2 micro fuel cells was conducted in order to allow for the initial electrochemical measurements with enzymes. The microfluidic fuel cell was fabricated using a glass substrate in which gold electrodes were impressed using microfabrication techniques. On the other hand, soft lithography was used to fabricate the Y-shaped PDMS channels. This channel shape enabled to flow two solutions in parallel using a syringe pump. The enzymes were continuously flowing through the channel causing expensive experiments in addition to hindering its possible portable application. Thereby, the biocatalysts immobilization on the electrodes was next addressed in this thesis. Chapter 2 presents the fabrication of a micro fuel cell with enzymes trapped on the electrode surfaces which lead to an effective use of the biocatalysts. The electrodes were fabricated using pyrolyzed resists and were successfully used for the first time in enzymatic microfluidic fuel cells of this kind. The fuel cell was formed by different layers of plastic laminated materials cut using a cutter plotter. This promotes a fast and inexpensive device fabrication which is compatible with large scale manufacturing. The microfluidic channel was also defined on this type of plastic materials, thus avoiding the long lithographic process related to the PDMS. Moreover, this Y-shaped channel allows to optimize the power obtained from the fuel cell when two different solution are pumped into the system. Therefore, the following aspect to be addressed was the biocatalyst immobilization over the electrodes of the micro fuel cell Chapter 4 describes the construction of a microfluidic fuel cell fabricated using paper substrates. The reagents flow through this paper (in a passive way) by capillary action. The fuel cell components were cut using a cutting plotter which allows fabricating devices much faster. The proper functioning of this paper-based microfluidic fuel cell was verified obtaining similar power values to those presented in Chapter 3 (were solution were pumped). From here, the work focused on bringing the paper fuel cell closer to the simplicity of lateral flow tests. The fuel cell was then adapted and successfully operated using a single solution, generating energy from a commercial drink. Chapter 5 presents a microfluidic paper-based fuel cell smaller and more sophisticated than the one presented in previous chapter. A new combination of enzyme was tested which allowed to work with samples at neutral pH. Additionally, the compact size of the system opened the possibility to operate the paper fuel cell with physiological fluids, such as blood. Finally, it was demonstrated that was possible to have a fuel cell ready to fed devices demanding low energy. However, more efforts have to be done in the field to approach this fuel cell to a real world mainly due to the still limited lifetime of the enzymes.
Cameli, Fabio. "Microbial Fuel Cell for Waste Water Treatment". Thesis, KTH, Skolan för kemivetenskap (CHE), 2016. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-183074.
Texto completoPakulytė, Giedrė. "Kuro elementai ir jų panaudojimo galimybės, aprūpinant pastatų kompleksą energija". Master's thesis, Lithuanian Academic Libraries Network (LABT), 2006. http://vddb.library.lt/obj/LT-eLABa-0001:E.02~2006~D_20060620_215349-85000.
Texto completoSchneider, Kenneth. "Photo-microbial fuel cells". Thesis, University of Bath, 2014. https://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.675704.
Texto completoSaxe, Maria. "Bringing fuel cells to reality and reality to fuel cells : A systems perspective on the use of fuel cells". Doctoral thesis, KTH, Energiprocesser, 2008. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-9192.
Texto completoQC 20100909
Energy Systems Programme
Clean Urban Transport for Europe
GlashusEtt
MASSI, JUNIOR LUIZ. "Abrigo temporário para desabrigados em situações emergenciais, com suporte de energia elétrica a partir de células a combustível a hidrogênio". reponame:Repositório Institucional do IPEN, 2014. http://repositorio.ipen.br:8080/xmlui/handle/123456789/23513.
Texto completoMade available in DSpace on 2015-03-03T14:44:05Z (GMT). No. of bitstreams: 0
Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear)
IPEN/D
Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo, São Paulo
Lewis, Spenser M. "Simplified core physics and fuel cycle cost model for preliminary evaluation of LSCR fueling options". Thesis, Georgia Institute of Technology, 2014. http://hdl.handle.net/1853/51772.
Texto completoOedegaard, Anders. "Development and characterisation of a portable direct methanol fuel cell stack". Gerhard-Mercator-Universitaet Duisburg, 2006. http://www.ub.uni-duisburg.de/ETD-db/theses/available/duett-03012006-080812/.
Texto completoWang, Chao. "A COMPUTATIONAL STUDY OF LINKING SOLID OXIDE FUEL CELL MICROSTRUCTURE PARAMETERS TO CELL PERFORMANCE". Wright State University / OhioLINK, 2013. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=wright1377786080.
Texto completoWright, Emma Victoria. "Investigation of a novel solid oxide fuel cell interconnect". Thesis, Keele University, 1998. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.265019.
Texto completoHoltkamp, John Calvin. "New Formic Acid Fuel Cell Orientations to Reduce the Cost of Cell Components". Wright State University / OhioLINK, 2009. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=wright1257239630.
Texto completoStill, Michael Joseph. "All-air moisture and energy recovery system for fuel cell exhaust". Thesis, Georgia Institute of Technology, 2001. http://hdl.handle.net/1853/17051.
Texto completoFedock, John Andrew. "Low temperature polymer electrolyte fuel cell performance degradation". [Tampa, Fla] : University of South Florida, 2008. http://purl.fcla.edu/usf/dc/et/SFE0002565.
Texto completoCopek, Tomáš. "Ukládání elektrické energie do výhřevných plynů". Master's thesis, Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství, 2016. http://www.nusl.cz/ntk/nusl-241877.
Texto completoRaji, Atanda Kamoru. "Modelling and development of fuel cell off grid power converter system". Thesis, [S.l. : s.n.], 2008. http://dk.cput.ac.za/cgi/viewcontent.cgi?article=1039&context=td_cput.
Texto completoBalogun, Sunday Julius. "Static Optimization of Fuel Cell Plug-In Hybrid Electric Vehicle". Thesis, Northern Illinois University, 2019. http://pqdtopen.proquest.com/#viewpdf?dispub=10978070.
Texto completoThis thesis focuses on the static optimization of a fuel cell plug-in hybrid electric vehicle. The vehicle is been powered by three (3) sources of electrical energy. These sources of electrical energy are: fuel cell, supercapacitor, and lithium-ion battery.
The main target of this thesis is to make good the performance of a fuel cell plug-in hybrid electric vehicle. This will be achieved by applying static optimization method on the dynamic equations of a moving hybrid vehicle.
The optimization model of this plug-in hybrid electric vehicle (PHEV) was formulated bases on multiple objectives. The objective parameters are: cost, volume, and mass. We were able to apply static optimization algorithm to find optimal solutions for both the objective values and decision variables of the multiple energy sources.
The optimization model formulated from the dynamic equations, objective specifications, and design constrains were found to be feasible, bounded, and optimizable by subjecting the primal optimization model to its equivalent dual optimization test.
Advanced vehicle simulator (ADVISOR) was used to stimulate vehicle performance of our design on a standard driving cycle. The results provide a better outcome than that of standard driving cycles.
Sanchez, Antonio. "Energy management in electric systems fed by fuel cell stacks". Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00590217.
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