Utilização do método de elementos finitos no projeto de vasos de pressão para armazenamento de hidrogênio verde
Resumo
Ao longo dos anos, o planeta tem passado por grandes mudanças climáticas, em
grande parte causadas pelo efeito estufa, que decorre da utilização em larga escala
de combustíveis fósseis. Por isso, tornou-se cada vez mais urgente o avanço das
tecnologias no setor energético renovável, a fim de minimizar os impactos ambientais
causados pelo uso desses combustíveis. Nos últimos anos, o Hidrogênio Verde tem
ganhado destaque como fonte de energia renovável. No entanto, diante dos muitos
desafios para a sua utilização em massa como combustível, além da produção e
transporte, encontra-se o armazenamento. Para ser eficaz, o hidrogênio necessita
estar, de modo geral, em pressões em torno ou acima de 70 MPa, tornando assim os
vasos de pressão projetados com materiais comumente utilizados, como o aço
carbono, completamente inviáveis devido à grande espessura da parede, peso e alto
custo. Além de ser um fator crucial na viabilidade do uso do hidrogênio, os vasos de
pressão desempenham um papel estratégico ao lidar com as variações sazonais de
outras fontes de energia renovável, como a energia solar e eólica. Esses recipientes
são fundamentais do ponto de vista econômico e social, pois possibilitam a exportação
do hidrogênio entre países para atender às necessidades energéticas da população
em geral. Como resultado, a tecnologia de armazenamento é essencial para
impulsionar a transição energética e alcançar um futuro mais sustentável. Nesse
contexto, este trabalho visa estudar e simular vasos de pressão feitos de materiais
compósitos usando a técnica de elementos finitos e o critério de falha de Tsai-Wu.
Todo o estudo segue as normas vigentes, e foram utilizados os softwares
SOLIDWORKS e ANSYS. Este trabalho demonstrou que os vasos de pressão
Composite Overwrapped Pressure Vessels (COPV) têm um potencial significativo
para armazenar hidrogênio verde em altas pressões. O critério de falha de Tsai-Wu
mostrou-se adequado para projetos com materiais compósitos. Esses resultados
fortalecem a importância dos COPV para o armazenamento de hidrogênio verde,
respaldando o uso de tecnologias renováveis e impulsionando a busca por um futuro
mais limpo e livre de emissões de carbono.
Collections
Os arquivos de licença a seguir estão associados a este item: