Please use this identifier to cite or link to this item: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/45509
Document type: Dissertação
Access type: Acesso Aberto
Title: Análise de impactos do processo de produção de hidrogênio com baixa emissão de carbono na qualidade da energia elétrica
Alternate title (s): Impact analysis of the low carbon hydrogen production process on electrical energy quality
Author: Cury, Yasmin Delbany
First Advisor: Santos, Ivan Nunes
First member of the Committee: Barbosa Júnior, João Areis Ferreira
Second member of the Committee: Souza, Arthur Costa de
Summary: A transição energética para uma matriz predominantemente renovável é uma realidade almejada pela maior parte dos países no século XXI. A fim de se alcançar tal objetivo, estão sendo realizados elevados investimentos em formas de energia alternativas que causem pouco ou nenhum impacto ao meio ambiente. Como exemplo, pode-se citar o hidrogênio de baixa emissão de carbono (também conhecido como hidrogênio verde), que se trata de um gás hidrogênio produzido a partir de energia elétrica proveniente de fontes renováveis. Neste contexto, o Brasil é parte importante desta estratégia, devido ao seu grande potencial em gerar energia elétrica por fontes renováveis. Assim, espera-se que, nos próximos anos, sejam inseridas diversas plantas de produção de hidrogênio verde na rede elétrica brasileira, como forma de contribuir para a transição energética e alcançar as metas globais para redução das emissões de gases do efeito estufa. Logo, é preciso analisar quais serão os impactos da inserção destes novos equipamentos na rede, especificamente na qualidade da energia elétrica, visto que o processo de produção de hidrogênio emprega dispositivos não-lineares que podem causar distorções harmônicas nas formas de onda no ponto de acoplamento. Tendo em vista esta problemática, neste estudo será apresentado um modelo computacional desenvolvido para simulação de uma planta de hidrogênio verde, além dos resultados de simulações comparados com medições realizadas em uma planta real. Assim, será possível avaliar os impactos causados pela inserção de uma planta de hidrogênio verde na qualidade da energia elétrica e verificar a eficácia do modelo computacional desenvolvido. Além destas análises, também será apresentado um estudo complementar que avalia o compartilhamento de responsabilidade pelas distorções harmônicas observadas em um ponto de conexão de planta de produção deste gás, determinando as porcentagens de reponsabilidade pelas distorções harmônicas por parte do sistema supridor e do agente conectado no ponto de acoplamento. Os resultados deste estudo foram satisfatórios se comparados aos limites estabelecidos em norma, porém, por se tratar de um sistema pouco robusto, é importante repetir as análises para os diferentes tipos de sistema a serem implementados. Para estudos futuros, sugere-se uma representação do circuito de controle com maior nível de detalhes no modelo computacional, a fim de se obter resultados mais próximos dos parâmetros medidos.
Abstract: The energy transition to a predominantly renewable matrix is a reality desired by most countries in the 21st century. In order to achieve this objective, high investments are being made in alternative energy sources that cause little or no impact on the environment, especially green hydrogen (hydrogen gas produced from electrical energy from renewable sources). In this context, Brazil is an important part of this strategy, due to its great potential in generating electrical energy from renewable sources. Therefore, it is expected that, in the coming years, several green hydrogen production plants will be inserted into the Brazilian electricity grid, as a way of contributing to the energy transition and achieving global goals for reducing greenhouse gas emissions. So, it is necessary to analyse what will be the impacts of inserting this new equipment into the electrical grid, specifically on the quality of electrical energy, as they are non-linear devices and can cause harmonic distortions in the waveforms at the coupling point. Considering this problem, this study will present a computational model developed to simulate a green hydrogen plant, in addition to the simulation results compared with measurements made in a real plant. Thus, it will be possible to evaluate the impacts caused by the insertion of a green hydrogen plant on the quality of electrical energy and validate the computational model developed. In addition to these analyses, a complementary study will also be presented to evaluate the sharing of responsibility for observed harmonic distortions, determining the percentages of responsibility for harmonic distortions on the part of the supply system and the agent connected at the coupling point. The results of this study were satisfactory when compared to the limits established by the standards. However, since it involves a relatively non-robust system, it is important to repeat the analyses for different types of systems to be implemented. For future studies, it is suggested to represent the control circuit with a higher level of detail in the computational model in order to obtain results closer to the measured parameters.
Keywords: Qualidade da Energia Elétrica
Hidrogênio Verde
Distorções Harmônicas
Compartilhamento de Responsabilidade
Power Quality
Green Hydrogen
Harmonic Distortions
Harmonic Responsibility Sharing
Area (s) of CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::SISTEMAS ELETRICOS DE POTENCIA
Subject: Engenharia elétrica
Dióxido de carbono atmosférico
Ligação de hidrogênio
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica
Quote: CURY, Yasmin Delbany. Análise de impactos do processo de produção de hidrogênio com baixa emissão de carbono na qualidade da energia elétrica. 2025. 77 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2025. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2025.228
Document identifier: http://doi.org/10.14393/ufu.di.2025.228
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/45509
Date of defense: 28-Mar-2025
Sustainable Development Goals SDGs: ODS::ODS 7. Energia limpa e acessível - Garantir acesso à energia barata, confiável, sustentável e renovável para todos.
Appears in Collections:DISSERTAÇÃO - Engenharia Elétrica

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