Aplicação de um ciclo orgânico de Rankine à indústria Naval

Trabalho Final de Mestrado para obtenção de grau de Mestre em Engenharia Mecânica

Actualmente o universo dos meios de transporte, de pessoas e mercadorias, está a atravessar uma fase de transformação no que toca à fonte de energia que os fazem mover. Durante o século XX, os combustíveis derivados de petróleo ganharam um peso significativo, praticamente total, no que toca à locomoção de meios de transporte. Facto que, ao que tudo indica, será diferente já desde o início dest e século XXI. Empresa experiente no meio naval, sector que não é alheio a esta transformação, a TecnoVeritas, conhecendo as necessidades do meio, veio a propor ao autor a participação no desenvolvimento de um Ciclo Orgânico de Rankine, destinado à instalação a bordo de navios. Os navios são, como grande maioria das máquinas térmicas, uma fonte de desperdício energético, dissipando grandes quantidades de energia térmica passível de ser recuperada através de um Ciclo Orgânico de Rankine, que transforma a ener gia térmica dissipada em energia eléctrica útil. Na grande maioria dos navios existentes, olhando para a sua configuração mecânica, é possível de se concluir que a energia eléctrica recuperada não seria de grande utilidade no momento em que esta é produzid a, sendo por isso que é também objecto de estudo deste documento a produção de hidrogénico, como forma de armazenamento de energia. No presente documento será levado a cabo também um estudo de viabilidade para os diferentes regimes de potência para um determinado módulo ORC/Hidrogénio.

Abstract: Currently the universe of transportation of people and goods is going through a transformation phase in terms of primary energy sources. During the twentieth century, the petroleum-based fuels gained a significant, almost complete weight intransportation. This fact, according to all indications, will be different since the beginning of XXI century. TecnoVeritas is an experienced company in the marine world, sector which is not alien to this transformation, knows the needs of the industry, has proposed to the author, a participation in the development of an Organic Rankine Cycle, intended for onboard installation in ships. The vessels are, as the vast majority of heat engines, a source of energy waste ,dissipating large amounts of energy which can be recovered through an Organic Rankine Cycle, which converts the thermal energy dissipated into useful electric energy. In most existing ships, looking for its mechanical configuration, it is possible to conclude that the electrical energy recovered would not be very useful at the time it is produced, which is why the study of the hydrogen production as a form of energy storage is also the subject of this work. A feasibility study for the different power ratings for a particular module ORC / Hydrogen, will also be carried out herein.