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dc.contributor.advisorGonzatti, Frank
dc.creatorFranchi, Diogo
dc.date.accessioned2023-02-03T16:00:27Z
dc.date.available2023-02-03T16:00:27Z
dc.date.issued2018-02-19
dc.date.submitted2018
dc.identifier.citationFRANCHI, D. Desenvolvimento de um protótipo para a medição e o monitoramento da temperatura de uma pilha de CAC/PEM utilizando sensor matricial infravermelho. 2018. 93 p. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia de Controle e Automação) - Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, RS, 2018.por
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufsm.br/handle/1/27721
dc.descriptionTrabalho de conclusão de curso (graduação) - Universidade Federal de Santa Maria, Centro de Tecnologia, Curso de Engenharia de Controle e Automação, RS, 2018.por
dc.description.abstractWith the increasing increase in the demand for electric energy, together with the actions that seek to minimize pollution of the environment, seeking support in renewable and clean energy sources. A generating source that shows up promising is the fuel cell, which, together with other components, can act as energy storage. One prototype with this configuration was set up in the CEESP/UFSM laboratory for research purposes and the employ of different technologies. This prototype has an alkaline type electrolyzer, metallic hydrides and PEM type fuel cells. The operation of the CaC make up basically of physical-chemical processes, where the temperature has a high influence in its operation, as well as in its useful life. Therefore it is essential to carry out temperature control and monitoring. However, this monitoring isn't trivial, since the temperature distribution on the stack profile is not homogeneous, and it haves graphite parts, which it is conductive, ie the sensor must be isolated so that it does not short-circuit the cells. One solution adopted in the prototype was the use of thermocouple sensors, due to their small dimensions, allowing it to be inserted in the channels of the cells. However, this sensor needs an individual signal conditioner, and if want to map the temperature of the whole area of the stack, a network of thermocouples is needed, which ends up raising costs and blocking the reaction airflow in the channels that have the sensors. The proposal of this work is the use of infrared sensors to monitor the temperature of the CaC stack of the prototype present in CEESP. In this way, a greater number of measuring points can be obtained and physical contact with the stack is avoided. The infrared matrix sensor used requires some treatments across software to calibrate it for this specific application. The sensor temperature data, after calibration, are displayed as a thermal image at two different locations: in the control and monitoring supervisor of the storage plant, and one display united to the CaC stack cabinet. With the use of this sensor, obtain up not only the thermal image of the stack, which allows the study of the temperature behavior throughout its length, but also the maximum and average temperatures, guaranteeing that the temperature of the stack does not reach critical levels that it can compromise its useful life or even render it unusable. In this work, are presented the electronic components used, the communication between them, the developed codes and the design and dimensioning of a modular printed circuit board and of the support that ensures the correct location of the infrared sensor united to the cabinet of the stack CaC. Finally, are demonstrate the results achieved with the use this sensor on the stack CaC.eng
dc.languageporpor
dc.publisherUniversidade Federal de Santa Mariapor
dc.rightsAcesso Abertopor
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/*
dc.subjectCélula a Combustívelpor
dc.subjectSensor infravermelhopor
dc.subjectAutomaçãopor
dc.subjectFuel Celleng
dc.subjectInfrared sensoreng
dc.subjectAutomationeng
dc.titleDesenvolvimento de um protótipo para a medição e o monitoramento da temperatura de uma pilha de CAC/PEM utilizando sensor matricial infravermelhopor
dc.title.alternativeDevelopment of a prototyp for measurement and temperature monitoring of a stack CAC/PEM using infrared matrix sensoreng
dc.typeTrabalho de Conclusão de Curso de Graduaçãopor
dc.degree.localSanta Maria, RS, Brasilpor
dc.degree.graduationEngenharia de Controle e Automaçãopor
dc.description.resumoCom o crescente aumento na demanda de energia elétrica, concomitante às ações que buscam minimizar a poluição do meio ambiente, busca-se apoio nas fontes de energias renováveis e limpas. Uma fonte geradora que mostra-se promissora é a célula de combustível, que unida a outros componentes, podem atuar como armazenadores de energia. Um protótipo com esta configuração foi montado no laboratório do CEESP/UFSM para fins de pesquisa e o emprego de diferentes tecnologias. Este protótipo conta com eletrolisador tipo alcalino, hidretos metálicos e células a combustível do tipo PEM. O funcionamento das CaC constitui-se basicamente de processos físico-químicos, onde a temperatura tem uma forte influência na sua operação, bem como na sua vida útil. Por isso é fundamental realizar o controle e o monitoramento da temperatura. Entretanto, este monitoramento não é trivial, uma vez que a distribuição da temperatura no perfil da pilha não é homogênea, e possuem partes de grafite, que é condutivo, ou seja, o sensor deve ser isolado para que o mesmo não curto-circuite as células. Uma solução adotada no protótipo foi a utilização de sensores termopares, devido às suas pequenas dimensões, permitindo serem inseridos nos canais das células. Porém, este sensor precisa de um condicionador de sinal individual, e se o objetivo for mapear a temperatura de toda a área da pilha, necessita-se de uma rede de termopares, que acaba elevando os custos e bloqueando o fluxo de ar nos canais que possuem os sensores. A proposta deste trabalho é o emprego de sensores infravermelhos para monitorar a temperatura da pilha de CaC do protótipo presente no CEESP. Desse modo, consegue-se obter um maior número de pontos de medições e evita-se o contato físico com a pilha. O sensor matricial infravermelho utilizado necessita de alguns tratamentos via software para calibrá-lo para esta aplicação específica. Os dados de temperatura do sensor, após calibrados, são exibidos na forma de uma imagem térmica em dois locais distintos: no supervisório de controle e monitoramento da planta armazenadora, e em um display junto ao gabinete da pilha de CaC. Com o uso deste sensor, obtém-se não somente a imagem térmica da pilha, que possibilita o estudo do comportamento da temperatura em toda sua extensão, mas também as temperaturas máxima e média, garantindo que a temperatura da pilha não atinja níveis críticos que possam comprometer sua vida útil ou mesmo inutilizá-la. Neste trabalho, são apresentados os componentes eletroeletrônicos utilizados, a comunicação entre eles, os códigos desenvolvidos e o projeto e dimensionamento de uma placa de circuito impresso modular e do suporte que garante a localização correta do sensor infravermelho junto ao gabinete da pilha de CaC. Por fim, são demonstrados os resultados alcançados com o uso deste sensor na pilha de CaC.por
dc.publisher.countryBrasilpor
dc.publisher.initialsUFSMpor
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIASpor
dc.publisher.unidadeCentro de Tecnologiapor


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