Estado da arte do uso de células a combustível para a propulsão híbrida elétrica em aeronaves

Autores

  • Mirele Maria da Silva Ribeiro Grupo de Conversão Eletromecânica de Energia, Faculdade de Engenharia, Universidade Federal de Juiz de Fora, Brasil https://orcid.org/0000-0001-8677-598X
  • Manuel Arturo Rendón Maldonado Grupo de Conversão Eletromecânica de Energia, Faculdade de Engenharia, Universidade Federal de Juiz de Fora, Brasil https://orcid.org/0000-0002-3913-4909
  • Yipsy Roque Benito Grupo de Conversão Eletromecânica de Energia, Faculdade de Engenharia, Universidade Federal de Juiz de Fora, Brasil
  • Raphael Fortes Marcomini Grupo de Conversão Eletromecânica de Energia, Faculdade de Engenharia, Universidade Federal de Juiz de Fora, Brasil https://orcid.org/0000-0003-2608-8082

DOI:

https://doi.org/10.18540/jcecvl8iss7pp14682-01e

Palavras-chave:

Células a combustível, Sistema de propulsão híbrido, Aeronave não tripuladas (VANTs)

Resumo

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.

Downloads

Não há dados estatísticos.

Downloads

Publicado

2022-09-29

Como Citar

Ribeiro, M. M. da S., Maldonado, M. A. R., Benito, Y. R., & Marcomini, R. F. (2022). Estado da arte do uso de células a combustível para a propulsão híbrida elétrica em aeronaves . The Journal of Engineering and Exact Sciences, 8(7), 14682–01e. https://doi.org/10.18540/jcecvl8iss7pp14682-01e

Edição

Seção

General Articles