Estado da arte do uso de células a combustível para a propulsão híbrida elétrica em aeronaves
No presente trabalho, são abordados conceitos sobre o uso de células a combustível em propulsão híbrida de aeronaves, com o objetivo de revisar conceitos como o funcionamento da célula a combustível e os principais tipos utilizados, conceitos sobre a propulsão híbrida, seus benefícios e desafios. A...
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| Format: | Article |
| Language: | English |
| Published: |
Universidade Federal de Viçosa (UFV)
2022-09-01
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| Series: | The Journal of Engineering and Exact Sciences |
| Subjects: | |
| Online Access: | https://periodicos.ufv.br/jcec/article/view/14682 |
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| author | Mirele Maria da Silva Ribeiro Manuel Arturo Rendón Maldonado Yipsy Roque Benito Raphael Fortes Marcomini |
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No presente trabalho, são abordados conceitos sobre o uso de células a combustível em propulsão híbrida de aeronaves, com o objetivo de revisar conceitos como o funcionamento da célula a combustível e os principais tipos utilizados, conceitos sobre a propulsão híbrida, seus benefícios e desafios. Além disso, foram estudados quatro modelos de sistemas de propulsão híbrido. Os sistemas propostos foram: o Sistema de propulsão híbrido integrado com um algoritmo de distribuição de energia, o Sistema de propulsão e potência (HPP) ou motor híbrido a jato integrado com a SOFC, o Sistema de propulsão híbrido Turbofan-SOFC, e o Sistema de propulsão híbrido Turbofan-MCFC. Para cada um dos sistemas, foram observados indicadores como potência, consumo, empuxo, eficiências, gerenciamento de energia entre outros. Finalmente foram observadas algumas dificuldades para implementação do uso de células a combustível em aeronaves. Os resultados mais promissores em termos de eficiência foram apresentados pelo sistema Turbofan-SOFC e Turbofan- MCFC, em que o sistema Turbofan-SOFC obteve uma eficiência térmica 52,8% e uma eficiência exergética de 66,2%, e o sistema Turbofan-MCFC obteve maiores eficiência de 71% para eficiência térmica e 87,6% para eficiência exergética. Além da alta eficiência, esses sistemas permitem o uso de hidrocarbonetos como combustíveis, viabilizando a transição para o hidrogênio até que uma rede de distribuição esteja consolidada.
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| format | Article |
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| institution | Kabale University |
| issn | 2527-1075 |
| language | English |
| publishDate | 2022-09-01 |
| publisher | Universidade Federal de Viçosa (UFV) |
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| series | The Journal of Engineering and Exact Sciences |
| spelling | doaj-art-3ec9870624424552b7454717a862de142025-02-02T19:56:06ZengUniversidade Federal de Viçosa (UFV)The Journal of Engineering and Exact Sciences2527-10752022-09-018710.18540/jcecvl8iss7pp14682-01eEstado da arte do uso de células a combustível para a propulsão híbrida elétrica em aeronaves Mirele Maria da Silva Ribeiro0Manuel Arturo Rendón Maldonado1Yipsy Roque Benito2Raphael Fortes Marcomini3Grupo de Conversão Eletromecânica de Energia, Faculdade de Engenharia, Universidade Federal de Juiz de Fora, Brasil Grupo de Conversão Eletromecânica de Energia, Faculdade de Engenharia, Universidade Federal de Juiz de Fora, BrasilGrupo de Conversão Eletromecânica de Energia, Faculdade de Engenharia, Universidade Federal de Juiz de Fora, BrasilGrupo de Conversão Eletromecânica de Energia, Faculdade de Engenharia, Universidade Federal de Juiz de Fora, Brasil No presente trabalho, são abordados conceitos sobre o uso de células a combustível em propulsão híbrida de aeronaves, com o objetivo de revisar conceitos como o funcionamento da célula a combustível e os principais tipos utilizados, conceitos sobre a propulsão híbrida, seus benefícios e desafios. Além disso, foram estudados quatro modelos de sistemas de propulsão híbrido. Os sistemas propostos foram: o Sistema de propulsão híbrido integrado com um algoritmo de distribuição de energia, o Sistema de propulsão e potência (HPP) ou motor híbrido a jato integrado com a SOFC, o Sistema de propulsão híbrido Turbofan-SOFC, e o Sistema de propulsão híbrido Turbofan-MCFC. Para cada um dos sistemas, foram observados indicadores como potência, consumo, empuxo, eficiências, gerenciamento de energia entre outros. Finalmente foram observadas algumas dificuldades para implementação do uso de células a combustível em aeronaves. Os resultados mais promissores em termos de eficiência foram apresentados pelo sistema Turbofan-SOFC e Turbofan- MCFC, em que o sistema Turbofan-SOFC obteve uma eficiência térmica 52,8% e uma eficiência exergética de 66,2%, e o sistema Turbofan-MCFC obteve maiores eficiência de 71% para eficiência térmica e 87,6% para eficiência exergética. Além da alta eficiência, esses sistemas permitem o uso de hidrocarbonetos como combustíveis, viabilizando a transição para o hidrogênio até que uma rede de distribuição esteja consolidada. https://periodicos.ufv.br/jcec/article/view/14682Células a combustívelSistema de propulsão híbridoAeronave não tripuladas (VANTs) |
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