Por Vitor Gaspar

Hizadora Lima e Glenerson Santos, recém-formados no curso de Engenharia Elétrica da Universidade Estadual do Piauí (UESPI), desenvolveram uma pesquisa para o Trabalho de Conclusão de Curso (TCC) com foco no estudo, modelagem e simulação de uma planta básica de hidrogênio verde.

A dupla foi orientada pelo Prof. Juan de Aguiar (ao centro)

O hidrogênio verde (H2V) é obtido por meio da eletrólise da água, utilizando energia limpa e renovável, sem emissões de CO2. Esse processo separa hidrogênio e oxigênio da água através de corrente elétrica, exigindo fontes limpas como solar, hídrica ou eólica. No Brasil, o hidrogênio verde pode ser usado para armazenar energia renovável em períodos de alta produção e baixa demanda elétrica.

Além disso, sua capacidade de ser armazenado utilizando métodos, como o uso de amônia, representa uma transformação significativa na forma como abordamos o consumo de energia em escala global. Dessa forma, o hidrogênio se torna uma fonte confiável, preenchendo lacunas quando outras fontes, por exemplo hidrelétricas, enfrentem desafios, como durante em períodos de escassez de chuva.

Pensando nisso, os discentes criaram um metodologia que envolveu cálculos matemáticos para representar os processos de conversão de energia solar, eletrólise e armazenamento, considerando os aspectos específicos da matriz energética do estado do Piauí, com o objetivo de poder proporcionar estudos mais detalhados e projetos mais sólidos no campo do hidrogênio verde, também com foco na sustentabilidade.

A metodologia utilizada pelos pesquisadores envolveu os seguintes passos:

– Modelagem do Módulo Fotovoltaico (PV)

– Conversor Buck CC/CC

– Modelagem do Eletrolisador PEM

– Modelagem do Sistema de Armazenamento

– Sistema de Produção de Hidrogênio Verde

– Monitoramento do Sistema

De acordo com Hizadora Lima o principal desafio foi modelar a planta de hidrogênio matematicamente utilizando um software de modo a atender e compatibilizar as características e dados de geração do Piauí. Segundo ela, foi demandado bastante estudo na literatura e dedicação na elaboração da modelagem computacional.

“Quanto aos resultados, eles foram satisfatórios e coerentes com que foi estudado e objetivado. O trabalho desempenhou um papel crucial na sustentação das conclusões alcançadas neste estudo sobre a viabilidade e potencialidades da planta de hidrogênio verde no estado do Piauí”.

Os resultados comprovaram a tese de que a produção de hidrogênio aumenta, quanto maior for a potência de entrada.

O orientador da dupla, Prof. Juan de Aguiar, afirma que, durante a vida acadêmica dos estudantes, eles desenvolveram tecnologias abrangendo desde eletrônica de potência até automação, geração de energia e a própria distribuição elétrica. “O projeto que conceberam é inovador, especialmente por se tratar de projetos de pequeno porte, inicialmente aplicáveis a pequenos empreendimentos ou cargas. No futuro, essa modelagem poderá ser adaptada para uso em ambientes de microgeração, como residências, o que destaca ainda mais a relevância do trabalho deles”.

O potencial do Piauí na produção de Hidrogênio Verde 

O estado do Piauí está em uma posição estratégica promissora para se destacar na produção de H2V. Suas condições climáticas favoráveis e localização estratégica o tornam um candidato ideal para liderar uma inovadora geração de energia, por se tratar de uma alternativa limpa e com baixo impacto ambiental.

Em novembro de 2023, a União Europeia confirmou o apoio a usina de hidrogênio verde no Piauí que terá o início das obras previsto para o 2º semestre deste ano.

Glenerson Santos conta que a produção de Hidrogênio Verde traz diversas mudanças, afetando economia, sociedade e meio ambiente. Segundo ele, o investimento nessa tecnologia promete gerar empregos e renda, beneficiando tanto a região quanto o país.

“Impulsiona o desenvolvimento tecnológico em diversas áreas, não apenas na produção, mas também em setores promissores como a indústria automobilística, exemplificado pelo Toyota Mirai, que é um carro elétrico movido a hidrogênio e está em fase de testes. Essa abordagem posiciona o Piauí como líder na transição para fontes de energia mais limpas, trazendo benefícios não apenas para a economia local, mas também para o desenvolvimento tecnológico e a preservação do meio ambiente”.