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Os desenvolvimentos recentes em materiais termoelétricos com rendimentos muito
superiores têm renovado o interesse do uso destes geradores em recuperação de
calor para automóveis e processos industriais com elevadas perdas de energia
térmica. Intitulado “Exhaust2Energy”, este projeto “propõe um gerador
termoelétrico de desenho inovador baseado em permutadores de calor com baixa
resistência térmica entre a fonte de calor e o dissipador”, explica o
coordenador Francisco Brito, do Centro de Tecnologias Mecânicas
e Materiais da UMinho.
Os maiores obstáculos para a adoção de
geradores termoelétricos em escapes de motores são as suas limitações na
temperatura e na potência, para além do custo. A equipa de investigação sugere
uma solução inovadora para controlo passivo, mas fiável, da temperatura de
transferência de calor, permitindo controlar a temperatura de funcionamento
destes geradores e maximizar o seu rendimento em situações com elevada variação
do regime de funcionamento do motor, como os ciclos de condução urbana. A
energia elétrica é convertida por módulos termoelétricos “recorrendo a um buffer,
com mudança de fase. Desta forma, este conceito elimina os problemas dos
protótipos atuais, que necessitam de sistemas by-pass para evitar o
sobreaquecimento em alta potência”, adianta.
A tecnologia proposta promete trazer importantes benefícios
no futuro do setor automóvel, na medida em que “esta energia pode ser
aproveitada em qualquer veículo, pois todos necessitam de produzir energia
elétrica a bordo”, realça Francisco Brito, acrescentando que “atualmente a
energia elétrica é produzida pelo alternador, que retira potência ao motor,
prejudicando o seu consumo e a emissão de gases poluentes”. Nesse sentido, o
cientista acredita que este sistema irá “reduzir ou mesmo eliminar o
alternador, além de permitir no futuro uma maior substituição de componentes
mecânicos (bombas, direção assistida, ar condicionado) por outros elétricos
mais eficientes, melhorando globalmente a eficiência dos automóveis”. Por
exemplo, será possível ter um ar condicionado elétrico que funcione com a
eletricidade acumulada ao longo da condução mesmo quando o motor está parado em
modo “start-stop”.
A cerca de dois anos do término do
projeto financiado no âmbito do Compete 2020, é possível afirmar que a
relevância industrial é elevada e os resultados já alcançados são promissores. “A tecnologia também pode ser aplicada em processos industriais, tornando-os
mais eficientes energeticamente”, destaca o professor da Escola de Engenharia
da UMinho. O grupo conta com a colaboração das empresas Energest e European
Thermodynimics, especializadas no desenvolvimento de permutadores de calor e
tecnologias termoelétricas, respetivamente. Além destas entidades, as equipas
de investigação das multinacionais Honda (Japão) e BorgWarner (EUA)
demonstraram interesse no conceito.
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