Laboratório Contentor "Carbon Connections"

A TecnoVeritas, projectou e construiu um laboratório para a Universidade de Newcastle upon Tyne em Inglaterra, e que integrará o laboratório de investigação de energia renováveis de inglês NaReC. A finalidade do laboratório é investigar a aplicabilidade de bio-combustíveis e de combustíveis gasosos como sejam respectivamente e entre outros, óleo de colza, linhaça, soja e hidrogénio respectivamente, para o accionamento de um motor de ignição por compressão.

O laboratório, encontra-se instalado dentro de um contentor marítimo de 40 pés, que esta dividido em três salas. Sala de combustíveis líquidos, sala de controlo e sala da máquina. O motor de ignição por compressão, é um motor Diesel, de injecção directa, sobrealimentado e acoplado a um alternador trifásico de 40 kVA, que para além de outras modificações de ordem mecânica, recebeu um sistema de injecção multiponto para hidrogénio (VTec), bem como um sistema de monitorização da combustão capaz de detectar a existência de fenómenos como o “misfiring” e “knocking” denominado (KDS). Todo o laboratório recebeu ainda um sistema de ventilação forçada, e de análise da concentração de hidrogénio, conforme as normas ATEX.

O laboratório tem ainda como objectivo o estudo de sistemas integrados de produção de energia eléctrica e calor, pelo que foi instalado um sistema de recuperação de calor capaz de recuperar o calor dos gases de escape, bem como o calor do arrefecimento do bloco do motor.

Tanto o motor do laboratório como os sistemas de monitorização, controlo e recuperação de calor, são comandados a partir da sala de controlo, através de um sistema SCADA baseado em tecnologia de PLC da Siemens.

Todos os sistemas agora incorporados no laboratório, foram desenvolvidos pela TecnoVeritas e incluídos no seu último projecto de conversão de dois motores de cogeração para dual fuel (queima conjunta de gás natural e Fuel Óleo) a funcionar.

Figura. 1 Aspecto da sala de controlo e casa da máquina


Figura 2. Sala dos óleos vegetais


Figura 3 - Aspecto geral do grupo alternador e recuperador de calor


Figura 4 – Sistema de injecção de hidrogénio


Figura 5 – Quadro principal de monitorização e controlo


Figura 5 – Aspecto da interface homem máquina do sistema SCADA

Figura 6 – Sistema de monitorização e controlo. Interface principal do sistema SCADA.

VANTAGENS DO LABORATÓRIO

As principais vantagens do laboratório agora desenvolvido são:

• A possibilidade de testar um número de combustíveis potenciais de origem vegetal, para accionamento de um motor Diesel, bem como estudar o efeito da adição de combustíveis gasosos na queima dos combustíveis de origem vegetal.
• O funcionamento do motor em modo Dual-Fuel, através do sistema VTec desenvolvido pela TecnoVeritas, isto é, utilização de hidrogénio em percentagens elevadas do calor fornecido por ciclo, (na ordem dos 95% e 5% de óleo vegetal) e o respectivo impacte na emissão de partículas através dos gases de escape.
• Estudar o impacte da utilização dos diversos combustíveis, nas emissões gasosas;
• Estudar o impacte da utilização dos diversos combustíveis, no rendimento térmico do motor e respectivo sistema de recuperação de calor;
• A instrumentação utilizada pelo sistema de monitorização permite, determinar os balanços de massa e energia, para qualquer regime de carga de funcionamento da instalação;
• Permite, testar misturas realizadas em linha, de diversos combustíveis líquidos de origem vegetal, e os respectivos comportamentos na combustão e emissões gasosas.
• Permite a operação do motor com hidrogénio em modo HCCI (Homogenous Charge Compression Ignition), e por consequência a realização de investigação relacionada com a operação, controlo e emissões gasosas.
• O laboratório “Carbon Connections”, irá receber os dois alunos de Mestrado da Universidade de Newcastle upon Tyne até ao final do mês de Junho, para a realização dos ensaios que farão parte integrante das suas teses de mestrado.