RESUMOAs Pilhas a Combustível de Óxido Sólido (PaCOS) são conversores eletroquímicos particularmente adequados para a cogeração estacionária de energias elétrica e térmica com alta eficiência e baixo impacto ambiental, empregando diferentes combustíveis. No Brasil o uso de geradores PaCOS pode gerar benefícios ambientais e econômicos em várias situações; atributos que podem favorecer a difusão deles no país são a alimentação com etanol e a priorização da produção elétrica sobre a térmica. Nessa perspectiva, foi empreendido o desenvolvimento de um sistema PaCOS de microcogeração elétrica (500 W) alimentado com etanol, com eficiên-cia comparável às tecnologias convencionais (superior a 30 %). Característica importante do projeto é a estrutura híbrida, com baterias capazes de satisfazer as oscilações da carga elétrica sem requerer variações da potência da pilha. O sistema funcionará utilizando diretamente o combustível, sem processamento químico externo ao empilhamento, coisa que simplifica e diminui o custo do protótipo. Depois da pesquisa bibliográ-fica, foi formulado um modelo matemático do sistema, para avaliar diferentes topologias construtivas e buscar os melhores parâmetros operacionais. Baseando-se na simulação, foram adquiridos ou projetados os componentes auxiliários do sistema. Foram testados uma bomba, dois sopradores e um inversor comerciais, que resultaram adequados à aplicação. Os trocadores de calor, o conversor CC/CC necessário para conectar o empilhamento às baterias e o sistema de controle do protótipo foram projetados. Dois modelos de PaCOS comerciais foram testados com hidrogênio e com uma mistura de água e etanol, confirmando o funcionamento adequado da bancada de teste e comprovando a viabilidade da operação em regime de reforma interna do etanol. Foi verificado que, apesar de ser possível, a substituição do hidrogênio com etanol acarreta relevantes problemas como redução da potência máxima e instabilidade no funcionamento. Os resultados obtidos completam os dados presentes na literatura sobre o funcionamento de PaCOS alimentadas com etanol e vapor.Palavras-chave: Pilha a Combustível de Óxido Sólido, Etanol, Microgeração, Balanço de Planta.
INTRODUÇÃOA tecnologia das PaCOS é globalmente reconhecida como promissora na área da geração elétrica de alta eficiência e baixo impacto ambiental, sendo particularmente adequada para a geração estacionária com diferentes combustíveis [1], incluindo o etanol. No Brasil, geradores PaCOS poderiam ser aplicados em várias situações produzindo benefícios ambientais e econômicos [2] e existe uma ampla infraestrutura de produção e uso de etanol [3], um combustível líquido de logística simples e baixa toxicidade. Nessa perspectiva, foi empreendido um projeto de pesquisa focado no desenvolvimento de um gerador elétrico PaCOS alimentado com etanol de potência na faixa da microcogeração. Características importantes do sistema serão a estrutura híbri-da, com baterias que satisfazem as oscilações da carga elétrica sem requerer variações da potência produzida pela pilh...