Optimização técnico-económica de sistema híbrido de energias renováveis e bomba de calor para aquecimento de estufa e produção de electricidade e hidrogénio

• 30 setembro 2023, sábado
• Energia e Sustentabilidade

O uso de energias renováveis para apoio ao sector produtivo, tradicionalmente feito por sistemas de queima de combustíveis fósseis, está na agenda política devido a questões ambientais e de independência energética de países sem recursos endógenos de combustíveis fósseis. Mas a sua natureza intermitente coloca desafios.

Este trabalho faz um estudo técnico-económico de um sistema híbrido de painel fotovoltaico (PV)/turbina eólica (WT)/pilha de combustível (FC) integrado com uma bomba de calor assistida por energia solar para fornecer calor a estufas agrícolas em regiões rurais. Fez-se uma otimização multiobjectivo em MATLAB para obter o sistema óptimo com três funções-objetivo conflituantes: maximizar o valor actual líquido (VAL), minimizar o custo de investimento (C_inv) e a energia anual comprada à rede eléctrica (que se almeja nula).

Dos 12 designs óptimos e autónomos obtidos, recomenda-se o que apresentava maior VAL, 502.423 euros, com um C_inv de 1.651.200 euros, um custo nivelado de eletricidade (CNE) de 0,158€/kWh e um período de recuperação do investimento (PRI) de 15 anos. É fonte de receita a venda de hidrogénio e oxigénio produzidos num electrolisador. (...)

Por João Bernardo Marques⁽¹⁾, Aires dos Santos⁽²⁾ e Viriato Semião⁽³⁾, Departamento de Engenharia Mecânica, Instituto Superior Técnico, Universidade de Lisboa
⁽¹⁾ Mestre em Engenharia Mecânica, IST
⁽²⁾ Doutorado em Engenharia Mecânica, Professor Auxiliar, IST, MARETEC, LARSyS
⁽³⁾ Doutorado em Engenharia Mecânica, Professor Associado, IST, IDMEC, LAETA

Artigo completo em Avac Magazine nº 5 jul/set 2023