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Análise técnico-financeira de unidade de produção de hidrogénio verde com integração de uma central fotovoltaica
| datacite.subject.fos | Engenharia e Tecnologia | pt_PT |
| dc.contributor.advisor | Azevedo, Manuel Maria Pereira de | |
| dc.contributor.author | Almeida, Tiago Filipe Coelho de | |
| dc.date.accessioned | 2024-12-16T15:55:23Z | |
| dc.date.available | 2024-12-16T15:55:23Z | |
| dc.date.issued | 2024-10-14 | |
| dc.description.abstract | A presente dissertação, explora a viabilidade técnica e económica de uma unidade de produção de hidrogénio verde, utilizando uma central fotovoltaica, baterias e conexão à rede pública de eletricidade. Inicialmente, com o intuito de apresentar e compreender as temáticas a abordar foi realizada um estado da arte sobre os componentes do sistema de produção de hidrogénio verde, incluindo eletrolisadores, baterias e energia solar fotovoltaica. Também foi discutido os benefícios ambientais do hidrogénio verde, destacando a sua contribuição para a redução das emissões de gases de efeito estufa, a promoção da independência energética e a criação de uma matriz energética mais sustentável para Portugal e para o mundo. A integração da energia solar fotovoltaica no processo de produção de hidrogénio é apontada como um passo importante na caminhada rumo à neutralidade carbónica, alinhando-se com as metas estabelecidas por acordos internacionais, como o Acordo de Paris. Em seguida, foi realizado o estudo em si, este propõe a integração de uma central solar fotovoltaica com uma potência de 20 MW e um eletrolisador de 10 MW, complementados por baterias que armazenam o excesso de energia solar. Foi realizado o dimensionamento da central fotovoltaica utilizada considerando a sua localização, as características dos equipamentos e ainda o cálculo do custo nivelado da energia (LCOE), com e sem o uso de baterias. Posteriormente, foi feita a escolha do eletrolisador com base numa análise técnica detalhada, abordando o seu funcionamento e características, como o tipo de membrana e os custos associados. Seguidamente foram considerados quatro cenários de operação, variando a integração das baterias e a aquisição de energia da rede através de contratos de Power Purchase Agreement (PPA), para garantir a aquisição de energia renovável da rede, quando necessário, que permitiram avaliar o impacto das diferentes configurações na eficiência e no custo da produção de hidrogénio. No final, a tese apresenta uma análise detalhada dos resultados obtidos nos quatro cenários de operação, comparando o custo de produção de hidrogénio (€/kg-H2), o tempo de operação do eletrolisador, a flexibilidade oferecida pelas baterias e o impacto da compra de energia da rede. | pt_PT |
| dc.description.abstract | This dissertation explores the technical and economic feasibility of a green hydrogen production unit, using a photovoltaic power plant, batteries and connection to the public electricity grid. Initially, to present and understand the issues to be addressed, a state-of-the-art study was carried out on the components of the green hydrogen production system, including electrolyzers, batteries and photovoltaic solar energy. The environmental benefits of green hydrogen were also discussed, highlighting its contribution to reducing greenhouse gas emissions, promoting energy independence and creating a more sustainable energy matrix for Portugal and the world. The integration of photovoltaic solar energy into the hydrogen production process is seen as an important step on the road to carbon neutrality, in line with the targets set by international agreements such as the Paris Agreement. Next, the study itself was carried out, which proposes the integration of a solar photovoltaic plant with a power of 20 MW and a 10 MW electrolyzer, complemented by batteries that store excess solar energy. The photovoltaic plant used was sized, considering its location, the characteristics of the equipment and the calculation of the levelized cost of energy (LCOE), with and without the use of batteries. Subsequently, the electrolyzer was chosen based on a detailed technical analysis of its operation and characteristics, such as the type of membrane and the associated costs. Four operating scenarios were then considered, varying the integration of batteries and the acquisition of energy from the grid through Power Purchase Agreement (PPA) contracts, to guarantee the acquisition of renewable energy from the grid, when necessary, which made it possible to assess the impact of the different configurations on the efficiency and cost of hydrogen production. Finally, the thesis presents a detailed analysis of the results obtained in the four operating scenarios, comparing the cost of hydrogen production (€/kg-H2), the operating time of the electrolyzer, the flexibility offered by the batteries and the impact of purchasing energy from the grid. | pt_PT |
| dc.identifier.tid | 203731867 | pt_PT |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/10400.22/26878 | |
| dc.language.iso | por | pt_PT |
| dc.subject | Decarbonization | pt_PT |
| dc.subject | Electrolyzer | pt_PT |
| dc.subject | Green hydrogen | pt_PT |
| dc.subject | LCOE | pt_PT |
| dc.subject | LCOH | pt_PT |
| dc.subject | Photovoltaic energy | pt_PT |
| dc.subject | Descarbonização | pt_PT |
| dc.subject | Energia fotovoltaica | pt_PT |
| dc.subject | Eletrolisador | pt_PT |
| dc.subject | Hidrogénio verde | pt_PT |
| dc.title | Análise técnico-financeira de unidade de produção de hidrogénio verde com integração de uma central fotovoltaica | pt_PT |
| dc.title.alternative | Technical and financial analysis of a green hydrogen production unit with the integration of a photovoltaic plant | pt_PT |
| dc.type | master thesis | |
| dspace.entity.type | Publication | |
| rcaap.rights | openAccess | pt_PT |
| rcaap.type | masterThesis | pt_PT |
| thesis.degree.name | Mestrado em Engenharia Eletrotécnica: Sistemas Elétricos e Energia | pt_PT |