Avaliação de módulos termoelétricos como dispositivo de recuperação de energia térmica

Abstract

Os motores de combustão interna são conhecidos por terem rendimento relativamente baixo comparado a outros tipos de sistemas de geração de energia. Apenas cerca de 25% da energia liberada pela combustão é realmente utilizada para fins de mobilidade e acionamento elétrico de acessórios dos automóveis. A maior parte das perdas deste tipo de motor se dá através do sistema de exaustão e do sistema de arrefecimento do motor - cerca de 40% e 30% respectivamente. A busca por combustíveis mais limpos, por fontes renováveis de energia e até por formas de aproveitar os resíduos energéticos dispensados em outros processos tem ganhando interesse crescente na literatura. Neste campo de aproveitamento de energia, uma área muito promissora é a recuperação de calor residual através do uso de geradores termoelétricos. Estes módulos termoelétricos que trabalham como geradores termoelétricos funcionam através do efeito Seebeck - Peltier, quando aplicado um diferencial de temperatura, o mesmo gera uma potência elétrica. Os módulos termoelétricos são a melhor escolha para geração de energia a partir de calor residual se a temperatura do sistema estiver abaixo de 150°C, apesar de apresentarem baixa eficiência, são mais confiáveis por não possuírem partes móveis, proporcionando um funcionamento livre de vibrações, e por possuírem o tamanho e peso reduzidos. Neste trabalho, foi desenvolvido um gerador termoelétrico simples. Tal protótipo foi projetado para ser acoplado ao sistema de exaustão de um motor de combustão interna a diesel. O sistema consiste na utilização de células de Peltier para a conversão da energia térmica gerada pelos gases de exaustão de um motor de combustão interna em energia térmica. Desta forma pode-se obter um aumento da eficiência geral.