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

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 (Cinv) 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 Cinv 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

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