célula a combustível parte 3 eficiÊncia energÉtica i profa. dra. maria de fátima ribeiro raia
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Célula a CombustívelParte 3
EFICIÊNCIA ENERGÉTICA I
Profa. Dra. Maria de Fátima Ribeiro Raia
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UTC PureCell® System Model 400 – vista de trás
CaC – ácido fosfórico, rendimento total - 95%, durabilidade stack -10 anos
vida útil – 20 anos, combustível – qualquerhidrocarboneto
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Mais de 50 plantas instaladas em todo o mundo;
Cerca de 30 MW instalados até o momento;
Crescimento no número de instalações de plantas Multi Megawatts (acima de 2 MW).
Célula a Combustível de Carbonato Fundido - MCFC
fonte: BrasilH2
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Exemplo de Aplicação de Célula a Combustível MCFC
Cervejaria Sierra Nevada – Califórnia
Sistema de Célula a Combustível de 1 MW à Biogás
Eficiência elétrica 45 a 48% (nova geração tem 53% de eficiência)
Cogeração: 76%
Emissões – comparação com gerador a combustão por kWh gerado.
99,96% menos NOx99,99 menos SO2
59% menos CO2
fonte: BrasilH2
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Vantagens das Células a Combustível MCFC
Alta Temperatura (600 a 800 ˚C) possibilita:
Cogeração de energia;
Uso de materiais mais baratos como catalisadores (níquel) e aço inox em placas bipolares;
Reforma interna do biogás;
Insensível ao CO;
Alta eficiência elétrica (47 a 53%);
Menor emissão de CO2;
Menor emissão de NOx, SO2;
Aproveitamento do calor residual da célula para a biodigestão;
fonte: BrasilH2
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Características de uma planta de 1MW
Vida Útil
• Sistema: 30 anos
• Stack*: 3 anos (atual) a 5 anos (próxima geração)
• 25.000 horas de operação* Representa 30% do custo do equipamento
Consumo de biogás
• 4400 m3 /dia
Temperatura de operação do stack
• 650˚C
Temperatura gás de exaustão
• 460˚C
Custo de manutenção
• US$ 80.000,00 / ano fonte: BrasilH2
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8000
6000
4650
3250
010002000300040005000600070008000
Cus
to [U
S$/
kW]
.
2004 2005 2006 2007
Tempo [ano]
Evolução do custo do kW nos últimos anos
fonte:BrasilH2
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fonte: BrasilH2
Ballard
Honda FCX Clarity - 2012
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•impulsionado por uma célula de 67 kg;•tanque comporta 4,1 kg de hidrogênio; comprimidos a 345 bar de pressão•potência de 136 cv; •autonomia de 450 km; •alcança velocidade máxima de 160 km/h •vai de 0 a 100 m em menos de 10s;•consumo médio de 29,41 km por litro de combustível (valor equivalente se o motor fosse à combustão). Foi eleito o carro verde mundial.
FCX Honda Clarity 2012
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Parceria Internacional para a Economia do Hidrogênio
O IPHE é uma das maiores iniciativas no mundo para a criação da Economia do Hidrogênio, unindo 15 grandes países consumidores de energia, entre os quais o Brasil.
Países Participantes do IPHE respondem por:
¾ do consumo mundial de energia elétrica;
2/3 do consumo global de energia;
Cerca de 3,5 bilhões de pessoas;
fonte: BrasilH2
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Conclusões
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Conclusões