Análise técnica e económico-financeira de um sistema de abastecimento de veículos zero emissões integrando um sistema fotovoltaico

Com o aumento da população mundial registado nos últimos anos surgiu também uma maior procura energética. Esse aumento foi inicialmente colmatado recorrendo essencialmente a fontes de origem fóssil, pelo facto destas serem mais baratas. No entanto, essa tendência de preços baixos sofreu o primeiro abalo nos anos 70 do século passado, altura em que o preço do petróleo disparou, devido a questões políticas. Nessa altura ficou visível para os países ocidentais o quanto estes eram dependentes dos países produtores de petróleo que, em geral, são instáveis politicamente. Começou então a procura de fontes energéticas alternativas. Além da questão económica do aumento do preço dos combustíveis, existe também o problema ambiental. Os maiores responsáveis pela emissão de gases efeito estufa (GEE) são os combustíveis fósseis. Os GEE contribuem para o aquecimento global, o que origina fenómenos ambientais severos que poderão levar a mudanças climáticas significativas. As energias renováveis apresentam-se como a solução mais viável ao problema energético e ambiental que se verifica actualmente, porque permitem colmatar o aumento da procura energética de uma forma limpa e sustentável. Na sequência destes problemas surgiram nos últimos anos veículos que permitem reduzir ou mesmo eliminar o consumo de combustíveis fósseis, como os veículos híbridos eléctricos, eléctricos e a hidrogénio. Nesta dissertação analisa-se um sistema que foi pensado para ser implementado em áreas de serviço, que permite efectuar o carregamento de electric vehicles (EV) utilizando energia eléctrica de origem fotovoltaica e a produção de hidrogénio para os fuels cell electric vehicles (FCEV). É efectuada uma análise económica do sistema, uma análise ambiental e analisou-se também o impacto na redução da dependência do país em relação ao exterior, sendo ainda efectuada uma pequena análise ao sistema MOBIE. No caso dos veículos a hidrogénio, foi determinada qual seria a melhor opção em termos económicos, para a produção de hidrogénio considerando três regimes de produção: recorrendo apenas à energia eléctrica proveniente do sistema fotovoltaico, apenas à energia eléctrica da rede, ou uma combinação dos dois regimes. O sistema estudado nesta dissertação apresenta um enorme potencial a nível energético e ambiental, surgindo como alternativa para abastecer os veículos que irão permitir, no futuro, eliminar a dependência energética em relação às fontes fósseis e ao mesmo tempo diminuir a quantidade de gases efeito estufa emitidos para a atmosfera.

The increase in world population that occurred over recent years has resulted in a greater energy demand. Due to the fact that in the past the fossil fuels were cheaper, they were seen and used has the solution to the increase of energy consumption. However, this trend of low prices suffered its first blow in the 70s of last century, when oil prices soared due to political issues. Due to the oil crisis, western countries realized how fuel dependent they were to the oil-producing countries which, in general, are politically unstable. The search for alternative energy sources began. Aside from the issue of increasing fuel prices, there is the environmental side of the problem. Fossil fuels are the major responsible for greenhouse gas emissions (GHG). GHGs contribute to global warming, which causes severe environmental phenomena that may lead to significant climate changes. Renewable energies are the most viable solution to the energy and environmental problem that exists today, because they can supply the growing energy demand in a clean and sustainable way. In light of these problems, vehicles that can reduce or eliminate the consumption of fossil fuels such as hybrid electric vehicles, electric and hydrogen have emerged in recent years. This dissertation analyzes a system designed to be implemented in gas station that allows the charging of electric vehicles (EV) using electricity originated from photovoltaic technologies and the production of hydrogen for fuel cell electric vehicles (FCEV). The systems are analyzed economically and environmentally. It was also analyzed the impact on reducing the country's external dependence, and even made a small analysis of the system MOBIE. In the matter of hydrogen vehicles system, it was determined what would be the best option economically, for the production of hydrogen. It was considered three production options: using only the photovoltaic system, only from grid electricity, or a combination of the two production options. The system studied in this dissertation shows great potential on an energy and environmental level, appearing as the alternative to refuel the vehicles that will allow in future to eliminate the energy dependence regarding fossil sources while, at the same time, reduce the amount of greenhouse gases emitted to the atmosphere.