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Title in Portuguese: Estudo do módulo termoelétrico e análise da utilização de gerador termoelétrico em automóveis
Author: Pontes, Vítor Menezes
Advisor(s): Carvalho, Paulo Cesar Marques de
Keywords: Gerador Termoelétrico
Módulo Termoelétrico
Efeito Seebeck
Energia Renovável
Issue Date: 2016
Citation: PONTES, V. M. (2016)
Abstract in Portuguese: O gerador termoelétrico (GTE) transforma energia térmica em energia elétrica através do efeito termoelétrico. Os principais efeitos termoelétricos são a transformação de energia térmica em energia elétrica, efeito Seebeck, e a transformação de energia elétrica em energia térmica, efeito Peltier. A geração de energia elétrica pela utilização de GTE tem ganhado mais interesse e investimentos devido a não emitir dióxido de carbono, a não possuir partes móveis, a não produzir ruídos e apresentar pequenas dimensões. Os GTEs podem ser utilizados para produzir energia elétrica pelo reaproveitamento do resíduo de calor de gases de exaustão de um motor a combustão interna, em sistema de concentração solar e em cogeração. O GTE é formado por um termopar, ou por vários termopares ligados eletricamente em série e termicamente em paralelo, cuja tensão gerada é diretamente proporcional à diferença de temperatura entre a junção quente e a junção fria. Essa pesquisa tem como objetivo o estudo do módulo termoelétrico, o estudo da utilização de módulos termoelétricos como geradores de energia elétrica em automóveis e o estado da arte. O trabalho apresenta a fundamentação teórica para melhor compreensão do funcionamento do módulo termoelétrico através um modelo matemático que é validado através de dados experimentais de Dutra e Melo (2014). No ensaio experimental de Dutra e Melo (2014) o módulo termoelétrico aproveita o resíduo de energia térmica dos gases de exaustão e gera uma potência elétrica de 3,57 W para uma carga de 1,2 Ω, quando é submetido a uma diferença de temperatura de 133,6 °C. Desta forma, o GTE é capaz de assumir 5,24 % das cargas elétricas do automóvel e com isso aumentar a eficiência do combustível.
Abstract: The thermoelectric generator (TEG) transforms thermal energy into electrical energy by using the thermoelectric effect. The main thermoelectric effects are the conversion of thermal energy into electrical energy, Seebeck effect, and the conversion of electrical energy into termal energy, Perltier effect. The generation of electrical energy by the use of TEG has gained more interest and investment due that it doesn’t emit carbon dioxide, doesn’t have moving parts, doesn’t produce noise and presentes small dimensions. The TEGs are used to produce electric energy by reusing the heat waste of internal combustion engine exhaust gas, by solar concentration system and by cogeneration. The TEG is formed by a thermocouple, or by multiple thermocouples connected electrically in series and thermally in parallel, whose generated voltage is directly proportional to the temperature difference between the hot junction and the cold junction. This research aims to study the thermoelectric module, to study the feasibility of using thermoelectric modules as power generators in automobiles and the state of the art. This paper presents the theoretical basis for better understanding of the thermoelectric module operation by a mathematical model that is validated by the experimental data from Dutra e Melo (2014). In the experimental test from Dutra e Melo (2014) the thermoelectric modules takes advantage of the exhaust gases thermal energy waste and provides electric power equal to 3,57 W to a load of 1,2 Ω, when it’s subjected to a temperature difference of 133,6 °C. Thus, the TEG is able to assume 5,24 % of the automobile electric load and thereby increase fuel efficiency.
Description: PONTES, Vítor Menezes. Estudo do módulo termoelétrico e análise da utilização de gerador termoelétrico em automóveis. 2016. 104 f. Monografia (Graduação em Engenharia Elétrica)-Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/35621
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