Estudo de viabilidade do aproveitamento do calor de escape para geração de energia elétrica em automóveis

Abstract

Resumo: Atualmente um dos grandes responsáveis pela emissão de CO2 (Dióxido de Carbono) são os veículos movidos a motor de combustão interna, em sua maioria os automóveis. Pesquisas recentes tem mostrado maneiras de aumentar a eficiência dos automóveis por meio do aproveitamento do calor de exaustão para geração de energia elétrica, com consequente redução no consumo de combustível. Esta dissertação tem por objetivo apresentar um estudo de viabilidade técnica de um gerador termoelétrico aproveitando o calor residual dos gases de exaustão de um motor de combustão interna para geração de energia elétrica. O trabalho apresenta o modelamento matemático e a implementação de um protótipo para a realização dos ensaios para a obtenção de resultados experimentais. O protótipo foi montado utilizando módulos termoelétricos cujo princípio de funcionamento é baseado nos efeitos Seebeck e Peltier, que devido ao conceito de reversibilidade podem funcionar como geradores elétricos, aquecedores ou refrigeradores. Por meio das equações teóricas e dos resultados dos ensaios experimentais foi possível avaliar o desempenho do sistema de geração de energia elétrica, determinar o comportamento dos principais parâmetros envolvidos e finalmente concluir sobre a exequibilidade e viabilidade do projeto.

Abstract: Currently one of the most responsible for CO2 (Carbon Dioxide) emissions are vehicles powered by internal combustion engine, in their majority the automobiles. Recent research has shown ways to improve the efficiency of automobiles through the use of exhaust heat to generate electric power, with consequent reduction in fuel consumption. This paper aims to present a technical feasibility study of a thermoelectric generator using the residual heat from exhaust gases of an internal combustion engine to generate electric power. The paper presents the mathematical modeling and implementation of a prototype for tests to obtaining experimental results. The prototype was assembled using thermoelectric modules whose operating principle is based on the phenomena called Seebeck and Peltier Effects, which due to the concept of reversibility can act as electric generators, heaters or coolers. Through the theoretical equations and experimental results it was possible to evaluate the performance of electric power generation system, determine the behavior of the main parameters and finally conclude on the feasibility and viability of the project.