Dissertação

{pt_PT=Simulation of the performance of a thermoelectric generator in a heavy-duty vehicle under realistic driving conditions} {} APPROVED

{pt=Com o mercado automóvel a sofrer alterações constantes, seja por regulamentações impostas pelos governos em termos ecológicos seja pela procura do público em geral de veículos mais económicos e eficientes, as marcas são obrigadas a procurar e a desenvolver alternativas às tecnologias adoptadas hoje em dia, nomeadamente alternativas aos motores de combustão interna. Este tipo de motor, responsável por locomover automóveis desde que estes existem, converte um terço da energia proveniente dos combustíveis em energia útil para movimento, sendo a energia restante dissipada sob a forma de calor para os gases de escape e fluído de refrigeração. Seria uma óptima solução tentar recuperar parte da energia dissipada pelos motores de combustão interna e usá-la para produção de energia eléctrica. Nesta tese, é proposta a utilização de um TEG (Termo-electro gerador) para os fins mencionados no parágrafo anterior, capaz de gerar energia eléctrica através de energia térmica. Recorrendo a uma integração dos softwares MATLAB, Simulink e ADVISOR com um modelo numérico previamente desenvolvido, foi simulada a exposição do TEG às temperaturas e caudais dos gases de escape de um veículo pesado. Este veículo foi então exposto a vários tipos de ciclos de condução e posteriormente analisadas as potências geradas assim como as suas aplicabilidades. No final, e apesar desta tecnologia se mostrar bastante interessante, os níveis de potência obtidas (cerca de 1kW de potência média) mostraram-se baixos, sobretudo quando comparado com os níveis de potência necessários para alimentar qualquer tipo de acessório presente num veículo deste tipo., en=The automotive market is suffering constant changes, either by imposed environmental regulations or by the general public’s search for more economical and efficient vehicles. Therefore, brands are obliged to seek and develop alternatives to current technologies, especially to internal combustion engines. This type of engine converts a third of the energy contained in fuel into useful energy for movement, and the remaining is lost in the form of heat, for the exhaust gases and coolant fluid. With the increase in demand and the consequent increase of hybrid vehicles production, it would be a feasible solution to try to recover and convert some of the dissipated thermal energy into electric energy. In this thesis, a TEG (Thermoelectric generator) is proposed for the purposes mentioned in the pre- vious paragraph. Based on the Seebeck effect, this device generates electrical energy through thermal energy. Recurring to an integration between MATLAB, Simulink and ADVISOR with a previously developed numerical model, the exposure of the TEG to the exhaust temperatures and exhaust mass flow rates of a heavy-duty vehicle is simulated. The power generated and its applicability is after analysed. In the end, and despite this promising technology, the amount of power generated ( about 1kW - average) proved to be low, specially when compared to the amount of power necessary to run any accessory in this type of vehicles.}
{pt=Gerador termoeléctrico, Efeito Seebeck, Veículos pesados, Gases de escape, Recuperação de calor, ADVISOR, en=Thermoelectric generator, Seebeck effect, Heavy duty vehicles, Exhaust gas, Heat recovery}

Orientação

ORIENTADOR

Carla Alexandra Monteiro da Silva

Faculdade de Ciências, Universidade de Lisboa

Professor Auxiliar

ORIENTADOR

Pedro Jorge Martins Coelho

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Catedrático