A apresentação está carregando. Por favor, espere

A apresentação está carregando. Por favor, espere

- 1 - Sessão #8 | 28 Maio 2010 :: :: :: Sessão #8 :: Integração de outras fontes de produção no sistema electroprodutor com aplicação à cogeração e mini-hídrica.

Apresentações semelhantes


Apresentação em tema: "- 1 - Sessão #8 | 28 Maio 2010 :: :: :: Sessão #8 :: Integração de outras fontes de produção no sistema electroprodutor com aplicação à cogeração e mini-hídrica."— Transcrição da apresentação:

1 - 1 - Sessão #8 | 28 Maio 2010 :: :: :: Sessão #8 :: Integração de outras fontes de produção no sistema electroprodutor com aplicação à cogeração e mini-hídrica Jorge de Sousa Professor Coordenador ISEL - Instituto Superior de Engenharia de Lisboa Webpage: pwp.net.ipl.pt/deea.isel/jsousa Formação Galp Energia Modelação e Simulação de Mercados de Energia Eléctrica

2 - 2 - Sessão #8 | 28 Maio 2010 Agenda Enquadramento Cogeração Mini-hídrica Exemplo de aplicação Modelação e simulação em GAMS Exercícios de aplicação em GAMS

3 - 3 - Sessão #8 | 28 Maio 2010 No sistema electroprodutor coexistem diversas tecnologias de produção com características bastante diferenciadas que se podem dividir em duas categorias: a produção em regime ordinário (PRO) e a produção em regime especial (PRE). A PRO engloba os grandes centros produtores térmicos (centrais nucleares, carvão, CCGT, fuel e gasóleo) e hídricos, cuja actividade se desenvolve em regime de mercado atendendo à maturidade da tecnologia utilizada e à rentabilidade económica destes aproveitamentos. A PRE engloba as tecnologias que, por razões de natureza política (energética), devem ser incentivadas através de mecanismos de apoio (p.e. tarifas garantidas). Nesta categoria incluem-se a energia eólica, minihídrica, fotovoltaica, solar termoeléctrico, cogeração, microgeração, entre outras. Enquadramento A produção em regime ordinário e especial

4 - 4 - Sessão #8 | 28 Maio 2010 Enquadramento Cogeração A cogeração consiste no aproveitamento do calor residual originado nos processos termodinâmicos de geração de energia eléctrica, que doutra forma seria desperdiçado. O aproveitamento pode dar-se sob a forma de vapor, água quente e/ou fria (trigeração). Deste modo é possível aumentar a eficiência energética global do processo, a qual pode chegar aos 90 % da energia contida no combustível.

5 - 5 - Sessão #8 | 28 Maio 2010 Enquadramento Mini-hídrica A designação central mini-hídrica é usada em Portugal para os aproveitamentos hidroeléctricos de potência inferior a 10 MW. As centrais mini-hídricas são geralmente a fio de água, não sendo possível grande regularização do caudal afluente (como ocorre nas centrais de albufeira). Como tal os seus impactos ambientais não são muito significativos.

6 - 6 - Sessão #8 | 28 Maio 2010 Agenda Enquadramento Cogeração Mini-hídrica Exemplo de aplicação Modelação e simulação em GAMS Exercícios de aplicação em GAMS

7 - 7 - Sessão #8 | 28 Maio 2010 Cogeração Princípio de funcionamento

8 - 8 - Sessão #8 | 28 Maio 2010 Cogeração Comparação das diversas tecnologias

9 - 9 - Sessão #8 | 28 Maio 2010 Cogeração Principais tecnologias usadas em Portugal

10 Sessão #8 | 28 Maio 2010 Cogeração Principais aplicações Indústria Sector alimentar Sector petroquímico Sector papeleiro Serviços Hospitais Hóteis Centros de desporto Edifícios de escritórios Centros comerciais Redes urbanas de calor (district heating)

11 Sessão #8 | 28 Maio 2010 Cogeração Central de trigeração - CLIMAESPAÇO Chiller de absorção Fornecimento de calor e frio aos edifícios do Parque das Nações Turbina a gás e caldeira recuperação Depósito de água arrefecida

12 Sessão #8 | 28 Maio 2010 Cogeração Decreto-Lei nº 23/2010 de 25 de Março Definições Cogeração de pequena dimensão: capacidade instalada inferior a 1 MW. Microcogeração: capacidade máxima inferior a 50 kW. Cogeração de elevada eficiência a) Potência eléctrica superior a 25 MW com eficiência global superior a 70 % e poupança de energia primária (relativamente à produção separada de electricidade e calor) de pelo menos 10 %; b) Potência eléctrica instalada entre 1 MW e 25 MW e poupança de energia primária de pelo menos 10 %; c) Instalações de cogeração de pequena dimensão com poupança de energia primária. Cogeração eficiente: produção em cogeração não enquadrável como cogeração de elevada eficiência mas em que haja poupança de energia primária.

13 Sessão #8 | 28 Maio 2010 Cogeração Decreto-Lei nº 23/2010 de 25 de Março Modalidade geral Regime remuneratório: a) Energia térmica vendida a terceiros a preço estabelecido no respectivo contrato; b) Energia eléctrica vendida directamente a clientes ligados à instalação de cogeração a preço livremente estabelecido entre as partes (inclui a tarifa de uso global do sistema e tarifa de comercialização e não inclui as tarifas de acesso às redes); vendas através de contratos bilaterais com clientes finais ou comercializadores; vendas em mercados organizados; c) Prémio de participação em mercado (PPM) definido como uma percentagem da tarifa de referência (TR), para instalações de potência instalada inferior ou igual a 100 MW. Tempo de permanência mínimo: 3 anos Duração do benefício (PPM): 120 meses meses a pedido do cogerador

14 Sessão #8 | 28 Maio 2010 Cogeração Decreto-Lei nº 23/2010 de 25 de Março Modalidade especial Regime remuneratório: a) Energia térmica vendida a terceiros a preço estabelecido no respectivo contrato; b) Fornecimentos de energia eléctrica ao comercializador de último recurso (CUR), sendo que o preço de venda é igual a uma tarifa de referência (TR); c) Um prémio de eficiência (PE), calculado em função da poupança de energia primária de cada instalação de cogeração; d) Um prémio de energia renovável (PER), em função da proporção de combustíveis de origem renovável consumidos. Tempo de permanência mínimo: não tem Duração do benefício (TR e PE): 120 meses meses a pedido do cogerador

15 Sessão #8 | 28 Maio 2010 Cogeração Decreto-Lei nº 23/2010 de 25 de Março Cogeração renovável Considera-se cogeração renovável a cogeração em que pelo menos 50 % da energia primária consumida é de origem renovável. Para a cogeração renovável, a tarifa de referência (TR), o prémio de energia renovável (PER), o prémio de eficiência (PE) e o prémio de participação no mercado (PPM) vigoram durante o período iniciado com a entrada em exploração, com excepção do prémio de participação no mercado, que deve ser revisto decorridos 120 meses após o início da exploração.

16 Sessão #8 | 28 Maio 2010 Cogeração Decreto-Lei nº 23/2010 de 25 de Março Termos dos benefícios Os termos da tarifa de referência (TR), do cálculo do prémio de eficiência (PE), do prémio de energia renovável (PER) e do prémio de participação no mercado (PPM) são definidos por portaria do membro do Governo responsável pela área da energia, ouvida a ERSE, cujo parecer deve ser emitido no prazo máximo de 30 dias. O prémio de eficiência (PE), o prémio de energia renovável (PER) e o prémio de participação no mercado (PPM) são determinados e pagos mensalmente pelo CUR, o qual é ressarcido através da tarifa de uso global do sistema.

17 Sessão #8 | 28 Maio 2010 Agenda Enquadramento Cogeração Mini-hídrica Exemplo de aplicação Modelação e simulação em GAMS Exercícios de aplicação em GAMS

18 Sessão #8 | 28 Maio 2010 Mini-hídrica Decreto-Lei nº 225/2007 e Decl. Rect. 71/2007 A tarifa aplicável à produção hídrica renovável está estabelecida no Decreto-Lei nº 225/2007 com os ajustes introduzidos pela Declaração de Rectificação nº 71/2007 Este tarifário aplica-se, para as centrais hídricas, aos primeiros 52 GWh entregues à rede, por MW de injecção na rede atribuído, até ao limite máximo dos primeiros 20 anos (em casos excepcionais devidamente fundamentados pode ser prorrogado por mais cinco anos) A legislação em vigor estabelece a seguinte fórmula genérica de cálculo da remuneração da energia renovável:

19 Sessão #8 | 28 Maio 2010 Mini-hídrica Decreto-Lei nº 225/2007 e Decl. Rect. 71/2007 KMHO: KMHOpc = 1,15 KMHOv = 0,80 (0-8h e 22-24h Inverno e 0-9h e 23-24h Verão) PF = 6,8 x P 2 med /P nom /mês (potências em kW) PV = 36 /MWh PA = 7,4 /MWh Z: 4,5 <= P 10 MW 4,5 – 0,075 x (P – 10) <= 10 < P 30 MW 0 <= Bombagem LEV: 0,035 <= P < 5 MW 0,015 <= P 5 MW

20 Sessão #8 | 28 Maio 2010 Mini-hídrica Exercícios de aplicação do cálculo da tarifa 1. Considere uma central mini-hídrica de potência nominal igual a 3 MW cuja produção anual de energia eléctrica é de 9 GWh. Sabendo que a produção ocorre 60% do tempo em horas de ponta e cheia determine a tarifa de remuneração desta central (em /MWh). 2.Considere agora uma central mini-hídrica de potência nominal igual a 12 MW e uma produção anual de energia eléctrica de 40 GWh. Sabendo que a produção também ocorre 60% do tempo em horas de ponta e cheia determine a tarifa de remuneração desta central (em /MWh). Justifique a diferença de valores relativamente à questão anterior. Solução: VRD 1 = 74,09 /MWh VRD 2 = 72,62 /MWh

21 Sessão #8 | 28 Maio 2010 Agenda Enquadramento Cogeração Mini-hídrica Exemplo de aplicação Modelação e simulação em GAMS Exercícios de aplicação em GAMS

22 Sessão #8 | 28 Maio 2010 Exemplo de aplicação Mini-hídrica remunerada à tarifa Considere uma central mini-hídrica (mh) com a curva de caudal-potência e limites de operação dados por: Q mh (P mh ) = 2 P hmh [m 3 /s] ; 0 P mh 5 [MW] Pretende-se determinar o perfil óptimo de operação desta desta central, sabendo que a tarifa de remuneração das horas de vazio (v) é de 70 /MWh e das horas de ponta e cheia (pc) é de 80 /MWh, sendo o caudal afluente em cada hora dado na tabela seguinte: Hora Caudal afluente [m 3 /s] 1 (v) 8 2 (pc) 8 3 (pc) 5 4 (pc) 5

23 Sessão #8 | 28 Maio 2010 Agenda Enquadramento Cogeração Mini-hídrica Exemplo de aplicação Modelação e simulação em GAMS Exercícios de aplicação em GAMS

24 Sessão #8 | 28 Maio 2010 * MINI-HIDRICA: Maximização da receita tarifária * por gestão da produção de electricidade em funcao * do caudal afluente SETS j indice dos periodos de tempo /1*4/ g indice dos geradores mh: mini-hidrico /mh/ ph periodo horario pc: ponta e cheia v: vazio /pc,v/ ; TABLE Gen(g,*) caracteristicas dos grupos geradores PMIN PMAX a b c * (MW) (MW) (m3/h) (m3/MWh) mh ; PARAMETER Qa(j) caudal afluente em m3 por segundo ; Qa('1')= 8; Qa('2')= 8; Qa('3')= 5; Qa('4')= 5; Modelação e simulação em GAMS Programação em GAMS (1/3)

25 Sessão #8 | 28 Maio 2010 PARAMETER T(ph) tarifa de remuneracao da energia produzida em por MWH ; T('pc')= 80; T('v')= 70; VARIABLES Receita receita da central mini-hidrica P(g,j) potencia do gerador g no periodo j ; POSITIVE VARIABLES P(g,j); EQUATIONS EQRECEITA equacao da funcao objectivo receita total PMAXLIM(g,j) equacao de potencia maxima PMINLIM(g,j) equacao de potencia minima QHID equacao que limita o caudal maximo turbinado aos caudais afluentes totais ; Modelação e simulação em GAMS Programação em GAMS (2/3)

26 Sessão #8 | 28 Maio 2010 EQRECEITA.. Receita =e= P('mh','1')*T('v') + SUM(j$(ord(j) GT 1), P('mh',j)*T('pc')); PMAXLIM(g,j).. P(g,j) =l= Gen(g,'PMAX'); PMINLIM(g,j).. P(g,j) =g= Gen(g,'PMIN'); QHID.. SUM(j, Qa(j)) =g= SUM(j, Gen('mh','a')+Gen('mh','b')*P('mh',j)); MODEL minihidro /ALL/; SOLVE minihidro USING nlp MAXIMIZING Receita; PARAMETERS Qt(j) caudal turbinado ; Qt(j) = Gen('mh','a')+Gen('mh','b')*P.l('mh',j); Display T, Qa, Qt, P.l, Receita.l; Modelação e simulação em GAMS Programação em GAMS (3/3)

27 Sessão #8 | 28 Maio 2010 Agenda Enquadramento Cogeração Mini-hídrica Exemplo de aplicação Modelação e simulação em GAMS Exercícios de aplicação em GAMS

28 Sessão #8 | 28 Maio Para o exemplo apresentado determine o perfil de produção da central mini-hídrica que maximiza a receita obtida através da tarifa de remuneração, indicando qual o caudal turbinado em cada hora, a energia produzida em cada hora e a receita total obtida. 2. O que acontece à receita total quando a potência da central aumenta? Justifique o resultado. 3. Adapte o exemplo à realidade da tarifa definida pelo DL 225/2007 considerando as horas 1 e 2 de vazio e as horas 3 e 4 de ponta e cheia. 4. Considere agora que uma limitação da capacidade de armazenamento que implica que o caudal afluente não turbinado seja no máximo de 2 m 3 /s. Indique, justificando, como se altera o resultado da questão anterior. Exercícios de aplicação em GAMS

29 Sessão #8 | 28 Maio 2010 :: :: :: Sessão #8 :: Integração de outras fontes de produção no sistema electroprodutor com aplicação à cogeração e mini-hídrica Jorge de Sousa Professor Coordenador ISEL - Instituto Superior de Engenharia de Lisboa Webpage: pwp.net.ipl.pt/deea.isel/jsousa Formação Galp Energia Modelação e Simulação de Mercados de Energia Eléctrica


Carregar ppt "- 1 - Sessão #8 | 28 Maio 2010 :: :: :: Sessão #8 :: Integração de outras fontes de produção no sistema electroprodutor com aplicação à cogeração e mini-hídrica."

Apresentações semelhantes


Anúncios Google