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Produção Autónoma de Energia Humberto Jorge Mestrado em Engenharia Electrotécnica e de Computadores Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria.

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Apresentação em tema: "Produção Autónoma de Energia Humberto Jorge Mestrado em Engenharia Electrotécnica e de Computadores Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria."— Transcrição da apresentação:

1 Produção Autónoma de Energia Humberto Jorge Mestrado em Engenharia Electrotécnica e de Computadores Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria

2 22003/04GEEI PRODUÇÃO DE ENERGIA ELÉCTRICA NO SEN EM 1998

3 32003/04GEEI ì Auto consumo ì Injecção na rede Produção de Energia Eléctrica Associada à PRE

4 42003/04GEEI Produção de duas formas de energia final a partir de uma única fonte primária Cogeração:

5 52003/04GEEI Produção combinada de calor e electricidade centrais 48%52% Energia final 56% Perdas 44% caldeira Electricidade 18% Tecnologia convencional combustível 100% Sistema de cogeração Perdas 16% En. Térmica 60% Electricidade 24% Cogeração combustível 100% Energia final 84%

6 62003/04GEEI Campos de aplicação:  Indústria transformadora  Hospitais  Hotéis  Estabelecimentos de ensino;  Piscinas;  Edifícios de escritórios  Centros comerciais  Distribuição domiciliária de calor

7 72003/04GEEI Dimensionamento Depende de questões técnicas e económicas. Deve ser definido tendo por base a curva térmica anual para evitar desperdiçar calor. A cogeração em regra deve cobrir 20 a 50% do pico de consumo anual de calor, 60 a 90% das necessidades de calor anuais. Deve ser testado com base numa análise de sensibilidade Deve pressupor uma auditoria prévia detalhada.

8 82003/04GEEI Exemplo de dimensionamento

9 92003/04GEEI Esquema de Funcionamento Com turbina Com motor explosão

10 102003/04GEEI Execução do Projecto Desenvolvimento do Caderno de Encargos Consulta ao Mercado, Selecção de Fornecedor e Elaboração de Contratos. Execução do Projecto •Concepção da Central de Cogeração; •Solicitação de Condições de Interligação ao SEP; •Instrução do Processo de Licenciamento junto da DGE. •Desenvolvimento de um documento de consulta para o fornecimento e montagem da central de cogeração, atendo aos requisitos da instalação, processos envolvidos e exigências de performance da instalação. •Consulta a fornecedores existentes no mercado; •Relatório de comparação das propostas e Selecção; •Contratos de Fornecimento e de Disponibilidade / Manutenção. •Gestão da Obra; •Realização de Testes; •Aceitação da Obra; •Vistoria [DRME e EDIS] Concepção e Licenciamento Projecto de Co-geração

11 112003/04GEEI AVALIAÇÃO DAS PROPOSTAS Projecto de Co-geração

12 122003/04GEEI Alguns exemplos

13 132003/04GEEI Produção de frio por absorção Aproveitamento do calor remanescente do cogerador através de chillers de absorção – isentos de CFC’s; Menores custos de manutenção (pois estes chillers funcionam segundo um princípio químico – não têm partes móveis); O seu elevado preço ainda é um entrave à sua utilização, tal como o seu baixo COP (tipicamente entre 0.6 e 1.4).

14 142003/04GEEI Princípio de funcionamento geral

15 152003/04GEEI Princípio de funcionamento geral Semelhante ao ciclo de compressão (compressor - condensador - válvula de expansão - evaporador - compressor); O compressor mecânico é substituído por um “compressor químico” (composto por uma solução química, uma bomba e um permutador de calor).

16 162003/04GEEI Comparação

17 172003/04GEEI Classificação  Apenas turbinas conseguem gerar temperaturas aceitáveis para os chillers de duplo e triplo efeito  Os de meio efeito são demasiado caros e ineficientes para serem viáveis

18 182003/04GEEI Exemplo

19 TRIGERAÇÃO Conversão realizada a partir de um único combustível em três “formas de energia” diferentes: electricidade, vapor ou água quente e água fria

20 202003/04GEEI Componentes do sistema Máquina primária:  Motores alternativos: ciclo “OTTO” ou ciclo Diesel;  Turbinas a gás ou a vapor; Recuperador de calor; Chillers de absorção de efeito simples ou de efeito duplo. Gerador de energia eléctrica

21 212003/04GEEI Porquê trigeração? Permite compensar diferenças entre necessida- des térmicas de Inverno e de Verão maximizando o aproveitamento da unidade de cogeração Objectivo: produzir electricidade e AQS durante todo o ano, calor no Inverno e frio no Verão para climatização.

22 222003/04GEEI Resumo das vantagens  Eficiência global superior  Diminuição de perdas de transporte de energia devido à produção local  Emissões mais reduzidas de poluentes  Podem em alguns casos ser aproveitados resíduos industriais, domésticos e biomassa  Redução da potência em horas de ponta à rede, reduzindo a necessidade do recurso a centrais menos eficientes ou à importação em períodos de ponta

23 232003/04GEEI Princípio de funcionamento

24 242003/04GEEI Vantagens  Eficiência global do sistema muito superior à produção independente de cada uma das formas de energia (conseguem-se economias de 60% de energia primária;  Diminuição das perdas de transporte de energia devido à produção local;  Emissões de NOx reduzidas em 25% em comparação com a produção de electricidade nas centrais térmicas e calor nas caldeiras tradicionais.  Emissões de CO2 reduzidas em 30 a 60%;

25 252003/04GEEI Vantagens – continuação  Redução da potência em horas de ponta à rede, reduzindo a necessidade do recurso a centrais menos eficientes ou à importação em períodos de ponta);  Podem ser usados gases (Ex: metano) resultantes de outros processos que de outra forma seriam desaproveitados e lançados na atmosfera, destruindo a camada de ozono;  Investimentos facilmente recuperáveis no horizonte de 5 anos;

26 262003/04GEEI A co/trigeração em Portugal: Existem instalações de cogeração a funcionar desde há várias dezenas de anos em algumas indústrias, tendo aumentado significativamente o seu número a partir da publicação do DL 189/88. No total, representam 9 % da produção nacional de energia. Existem alguns exemplos de instalações de trigeração em funcionamento.

27 Projecto CHOSE Resultados

28 282003/04GEEI Selecção dos casos de estudo 11 casos  2 hotéis de 5 estrelas  1 hotel de 4 Estrelas  4 hotéis- apartamento de 4 estrelas  3 hotéis de 3 estrelas  1 Pousada 6 Regiões  Porto  Trás-os-montes  Centro  Lisboa  Alentejo  Algarve Diversidade 35 a 400 quartos Com e sem piscina

29 292003/04GEEI Auditorias - ORCs nos casos em estudo  Ajustar contratos de electricidade;  Manutenção periódica às caldeiras, e permutadores de calor;  Desviar a utilização de alguns equipamentos  Eliminar infiltrações de ar nas portas;  Compensar energia reactiva  Substituir lâmpadas incandescentes por fluorescentes compactas (CFL);  Isolar convenientemente alguns troços da rede de distribuição de águas  Efectuar tratamento químico da água  Chuveiros economizadores;  Sensores de presença para controlo da iluminação  Instalar e/ou realizar manutenção periódica de painéis solares;  Substituir vidro simples por duplo;  Chaves “corta-corrente” para quartos e/ou apartamentos;  Interruptores de janela para limitar climatização;  Instalar sistemas de gestão de energia (SGE).

30 302003/04GEEI Análise económica Pressupostos  Funcionamento a gás natural  Mínimo desperdício de calor  Sistema convencional já instalado  Custos de instalação e manutenção obtidos em referências bibliográficas: CADDET, CEC

31 312003/04GEEI Resultados (Portugal) Apenas um caso apresenta viabilidade (15kWe), por estar ligado em BTE, sem possibilidade de instalação de transformador. O uso de chillers de absorção não parece viável dados os actuais preços de electricidade e gás, os COP e o valor dos investimentos Os diagramas de carga térmica dos hotéis indiciam que apenas unidades pequenas poderão ser viabilizadas em determinadas circunstâncias

32 322003/04GEEI Conclusões do projecto Chose A cogeração é benéfica:  até 20% de redução em energia primária e  11% de redução na emissão de poluentes (para o conjunto dos casos viabilizados) São necessários incentivos:  No preço do gás  Apoios directos ao investimento A trigeração necessita de avanços tecnológicos O dimensionamento tem de ser feito de forma cuidadosa, caso a caso.


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