Dissertação
{pt_PT=Análise termodinâmica a uma central geotérmica} {} EVALUATED
{pt=No atual contexto de alterações climáticas, o aproveitamento da energia geotérmica tem cada vez maior relevância. O facto de ser uma energia renovável evita os inconvenientes associados ao uso de combustíveis fósseis, nomeadamente a emissão de poluentes. A sua exploração tem aumentado globalmente, especialmente em regiões de origem vulcânica, como é o caso do Arquipélago dos Açores. Neste arquipélago destacam-se as ilhas de São Miguel e Terceira, localizando-se centrais geotérmicas em ambas. Esta dissertação tem como principal propósito analisar o funcionamento termodinâmico de uma central geotérmica – com o auxílio de um algoritmo desenvolvido em MATLAB – considerando a degradação térmica dos seus poços, baseada nas condições de projeto da central geotérmica do Pico Alto, na ilha Terceira. O ciclopentano, fluido de trabalho atualmente utilizado na central, foi comparado com o R141b e o n-Pentano, ambos referenciados em artigos como fluidos que conduzem a bons resultados no funcionamento de uma central geotérmica. Nesta comparação, chegou-se à conclusão que, nas condições atuais de funcionamento, o ciclopentano é a escolha mais adequada. Além disso, fazendo uma análise de sensibilidade à pressão máxima do ciclo e ao sobreaquecimento, foi possível perceber o impacto de ambas as variáveis no ciclo termodinâmico. A existência de uma temperatura de reinjeção mínima condiciona o valor da pressão máxima do ciclo. Por outro lado, a comparação entre um ciclo saturado e um ciclo sobreaquecido mostrou que o sobreaquecimento melhora consideravelmente a potência útil do ciclo e o rendimento entre [13,7; 33,3]\%, permitindo também aumentar a temperatura de reinjeção., en=In the current situation of climate change, the use of geothermal energy is becoming increasingly important. As a source of renewable energy, it avoids the problems related with the use of fossil fuels, namely the pollutants emissions. Its exploration is growing globally and is especially applied in regions with volcanic origin, such as the Azores Islands, namely on São Miguel and Terceira. The main purpose of this master thesis is the thermodynamic analysis of a geothermal power plant – through use of an algorithm developed in MATLAB – taking into account the geothermal wells degradation, based on the design conditions of Pico Alto geothermal power plant, on Terceira island. The cyclopentane, working fluid currently used, was compared with R141b and n-Pentane, both fluids referenced in articles as fluids that present good results in the operation of a geothermal power plant. In this analysis, it was concluded that, under the current working conditions, the cyclopentane is the most suitable choice. In addition, by doing a sensitivity analysis for the maximum cycle pressure and superheating, it was possible to understand the impact of both variables in the thermodynamic cycle. The existence of a minimum reinjection temperature imposes a limit to the maximum pressure value. On the other hand, the comparison between a saturated cycle and a superheated cycle, showed that, superheating improves the cycle's useful power and the efficiency with values of [13,7;33,3]\%, as well as increasing the reinjection temperature.}
janeiro 26, 2021, 14:0
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