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TEMA 2 Avaliação do potencial de oferta dos recursos renováveis da Região de Araçatuba Seminários e Trabalhos Individuais Planejamento Integrado de Recursos.

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2 TEMA 2 Avaliação do potencial de oferta dos recursos renováveis da Região de Araçatuba Seminários e Trabalhos Individuais Planejamento Integrado de Recursos Energéticos Ricardo Janes

3 OBJETIVO: Levantamento detalhado do potencial de oferta de energia dos recursos renováveis dos municípios e da Região Administrativa de Araçatuba Seminários e Trabalhos Individuais Planejamento Integrado de Recursos Energéticos

4 Elaboração dos potenciais de oferta de energia dos recursos renováveis na região de Araçatuba Potencial Energético Teórico: Uso completo de toda a fonte disponível para a produção de energia. Realizável: inclui limitações de ordens técnico-econômica, política, social e ambiental.

5 Recursos Analisados Energia Solar Fotovoltaica Coletores Solares Energia Eólica Pequeno e grande porte

6 Biomassa Geração a partir de Bagaço de Cana Álcool Geração a partir de Cascas de Arroz Biodiesel Recursos Analisados

7 Energia Hídrica Usina de Promissão Usina de Nova Avanhandava Usina de Três Irmãos Usina de Ilha Solteira Usina de Jupiá Recursos Analisados

8 Energia dos Resíduos Resíduos Rurais Animais Aterros Sanitários Esgoto Urbano Recursos Analisados

9 ENERGIA SOLAR

10 Potencial Teórico Insolação para a região de Araçatuba é de aproximadamente 5,5 kWh/dia.m 2. Fonte: Centro de Referência para Energia Solar e Eólica Sérgio de Salvo Brito De acordo com o Projeto de Pesquisa FAPESP - Processo 03/ , estabelecer, para base de cálculo, uma área disponível padrão de 1% da área total, é uma estimativa razoável. Uma outra hipótese é a admissão de uma eficiência do sistema de geração fotovoltaica de 10%.

11 Dessa forma, podemos calcular o potencial como: P=Área. 1%. 10%. (Radiação Solar) Onde radiação solar média = 0,23kW/m 2 (5,5kWh/dia.m 2 / 24h) Assim teremos: Área de Araçatuba: km 2 => Potencial teórico: 4,3 GW médios, ou 37 mil GWh/ano ENERGIA SOLAR

12 Em sistemas de aquecimento solar; de acordo com dados empíricos, nota-se que na região um sistema dessa natureza, se bem dimensionado, pode suprir cerca de 80% das necessidades de uma residência para aquecimento de água. Sabe-se que o consumo residencial de Araçatuba = 362GWh (Seade, 2002) Estimando-se que 20% dessa energia seja usada para aquecimento de água, teremos um potencial de 72 GWh/ano apenas em aquecimento de água residencial. ENERGIA SOLAR

13 Potencial Realizável Sendo a área ocupada por meio urbano e sistema rodoferroviário na região, de 65,45 km² e, utilizando os telhados para a instalação de painéis fotovoltaicos na proporção de 5% da área total, existe um potencial de 657 GWh/ano, com uma potência média de 75MW. Para sistemas heliotérmicos, consideramos que apenas 10% da população tenha condições de instalar o equipamento, assim teremos um potencial realizável de 7,2 GWh/ano. ENERGIA SOLAR

14 ENERGIA EÓLICA

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18 Potencial Teórico Nos mapas eólicos, vistos anteriormente, pode-se notar que a velocidade média na região de Araçatuba está na faixa de 5 a 6m/s, insuficiente para um aproveitamento econômico em larga escala. De qualquer modo, com o advento de novas tecnologias, esta situação pode se inverter.

19 ENERGIA EÓLICA Para o cálculo desse potencial, pode-se assumir: densidade do ar 1,2 kg/m³. Excluindo-se áreas onde é impossível instalar aerogeradores, temos uma área teórica total de ,66 km²; Para uma estimativa realista, são considerados apenas 60% como aproveitáveis, ou seja 9.149,80 km²; em média, a área ocupada por um aerogerador equivale a um círculo de diâmetro igual a 4 vezes o diâmetro da turbina eólica correspondente, implicando numa área 16 vezes maior que a área envolvida pelas pás; ventos a 50 m de altura uma velocidade média regional de 5,0 m/s; considera-se, para efeito de cálculo, o modelo de aerogerador disponível comercialmente no mercado brasileiro com a altura de eixo em 50 m, com área varrida pelas pás de m².

20 ENERGIA EÓLICA A potência total existente no vento (Pd) que passa pela área A em questão é representada por: Pd= 0,5. 1,2. (9149,8/16) = 42 GW Onde: d – densidade do ar; V – velocidade; A – área considerada, perpendicular à velocidade do vento Dois fatores de rendimento atuam na conversão da energia eólica em aerogeradores. O primeiro, conhecido como rendimento de Betz e relacionado com a velocidade do vento na entrada e na saída do rotor, assume valor máximo de 16/27, implicando em um rendimento de 59%. O segundo, associado ao rendimento do gerador, pode ser assumido como 20% para o nível tecnológico atual: P = 42. 0,2. 0,59 = 5 GW ou GWh/ano (para um fator de capacidade de 20%) Figura 2: Atlas Eólico Brasileiro Potencial Realizável Levantamentos de dados locais seriam necessários para afirmarmos com certeza o potencial realizável de geração de energia a partir dos ventos da região, mas se admitirmos que apenas 5% da área da região pudesse apresentar um aproveitamento viável para a geração eólica, teríamos cerca de 250 MW na região, representando uma produção anual de 730 GWh.

21 ENERGIA EÓLICA Potencial Realizável Admitindo que apenas 5% da área da região pudesse apresentar um aproveitamento viável para a geração eólica, teríamos cerca de 250 MW na região, representando uma produção anual de 730 GWh/ano.

22 BIOMASSA

23 RECURSOS PROVENIENTES DA BIOMASSA Levantamento detalhado da produção de 29 usinas do ramo de açúcar e álcool da Região, que podem utilizar o bagaço de cana (biomassa) para geração de energia. Fonte: UDOP

24 AÇÚCAR GUARANI Cana moída = mil toneladas (2005/2006) ALCÍDIA Cana moída = 897 mil toneladas (2005/2006) ALCOAZUL Cana moída = mil toneladas (2005/2006) ALCOESTE Cana moída = 808 mil toneladas (2005/2006) ALCOOLVALE Cana moída = 882 mil toneladas (2005/2006) ALVORADA DO OESTE Cana moída = 434 mil toneladas (1999/2000) ARALCO Cana moída = 1792 mil toneladas (2004/2005) BENÁLCOOL Cana moída = 1305 mil toneladas (2004/2005)

25 BRANCO PERES Cana moída = 802 mil toneladas (2005/2006) CALIFÓRNIA Cana moída = 587 mil toneladas (2005/2006) CAMPESTRE Cana moída = mil toneladas (2005/2006) COMPANHIA BRASILEIRA DE AÇÚCAR E ÁLCOOL - CBAA Cana moída = 438 mil toneladas (2005/2006) CENTRALCOOL Cana moída = mil toneladas (2005/2006) COCAL Cana moída = mil toneladas (2005/2006) DIANA Cana moída = 785 mil toneladas (2005/2006)

26 EQUIPAV Cana moída = mil toneladas (2005/2006) FLORALCO Cana moída = mil toneladas (2005/2006) GENERALCO Cana moída = mil toneladas (2005/2006) GUARICANGA Cana moída = 772 mil toneladas (2005/2006) MALOSSO Cana moída = 370 mil toneladas (2005/2006) OESTE PAULISTA Cana moída = 603 mil toneladas (2005/2006) PARANAPANEMA Cana moída = 99 mil toneladas (2005/2006) PEDERNEIRAS Cana moída = 431 mil toneladas (2005/2006)

27 PETRIBÚ Cana moída = 611 mil toneladas (2005/2006) PYLES Cana moída = 179 mil toneladas (2005/2006) RUETTE Cana moída = mil toneladas (2005/2006) UNIALCO Cana moída = mil toneladas (2005/2006) VERTENTE Cana moída = mil toneladas (2005/2006) VISTA ALEGRE Cana moída = 627 mil toneladas (2005/2006)

28 Total de cana moída (safra de dois anos) das 29 Usinas analisadas 32,507 milhões de toneladas (2005/2006)

29 Potencial Teórico Dado que a cana in natura produz cerca de 35% de seu peso em bagaço, e possui 440 kcal/kg, Obtém-se o potencial bruto de 8, J, ou MWh/ano. Considerando-se uma eficiência de 50% no processo, para a geração de calor e eletricidade, tem-se um potencial bruto de MWh/ano.

30 Potencial Realizável É razoável admitir 15% de eficiência no processo de conversão do calor. Pode-se considerar que cerca de 20% do vapor gerado esteja disponível para a produção de eletricidade, podendo-se assim calcular o potencial realizável de ,8 MWh/ano.

31 Álcool Potencial Teórico A produção anual local de álcool é de 1,16 milhões de toneladas (85 kg de álcool para cada 1000 kg). A um rendimento calorífico de 25 MJ/kg, obtêm-se 8, MWh. Considerando-se ainda um rendimento de motor de 45%, tem-se, como potencial teórico, MWh/ano.

32 Álcool Potencial Realizável Considerando-se que metade desta produção fosse destinada para o açúcar, ter-se-ia um potencial realizável de MWh/ano.

33 Cascas de arroz Potencial Te ó rico O arroz gera, a partir de seu plantio, 20% de cascas que podem ser queimadas gerando energia. Para uma produ ç ão anual de 2003 toneladas, ou seja, kg de cascas, obtêm-se um total de J, ou 1660 MWh, que com um aproveitamento de 55% de um gaseificador, resulta em 916,3 MWh/ano.

34 Cascas de arroz Potencial Realiz á vel O potencial realiz á vel, resultante de uma queima de rendimento de 30% (sistema mais vi á vel atualmente), é de 500 MWh.

35 Biodiesel Potencial Teórico Considerando-se a produção anual das principais culturas de oleaginosas da região (soja, mamona, amendoim, algodão e milho) tem se uma produção total de aproximadamente 40 milhões de litros de biodiesel. Com um poder calorífico de 40 MJ/kg, obtêm-se um total de MWh, que resultam, a um rendimento de 40% de um gerador, 154 GWh/ano.

36 Biodiesel Potencial Realizável Para o potencial realizável se considera a possibilidade de utilização de uma fração de 10% das culturas de oleaginosas, ou MWh/ano.

37 ENERGIA HÍDRICA

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42 Usina Hidrelétrica Três Irmãos

43 Usina Hidrelétrica Ilha Solteira

44 Usina Hidrelétrica Souza Dias (Jupiá)

45 Potencial teórico Somando-se as potências nominais instaladas nas Usinas em análise, temos uma potência total de 6474 MW Potencial realizável Somando-se as potências nominais em uso atual pelas Usinas em análise, temos uma potência total de 640 MW, aproximadamente 10% do potencial teórico

46 ENERGIA DOS RESÍDUOS

47 Dejetos animais Potencial Teórico A região administrativa de Araçatuba tem cerca de matrizes suínas; sabe-se que cada matriz produz em média 15 litros de dejetos por dia. 1m 3 de dejetos suínos equivale a 28 m 3 de biogás. Cada metro cúbico de biogás contém 60% do poder calorífico de 1 m 3 de GN. Então, para 1 m 3 de GN tem-se 11,45kWh, de modo que para a região toda o potencial de geração a partir de suínos é de 60 GWh/ano.

48 Dejetos animais Potencial Realizável A criação de suínos na região de Araçatuba caracteriza-se por pequenos rebanhos; isto impede um aproveitamento mais significativo do potencial da região. Estimando-se que apenas 10% do potencial seja viável economicamente, temos 6 GWh/ano.

49 Aterros Sanitários Potencial Teórico Dado que cada habitante urbano produz em média uma tonelada de lixo anualmente, a produção estimada de lixo sanitário é de 642,7 mil toneladas. Considerando que 60% desse total seja de lixo orgânico, em aterros adequados estes resíduos sólidos podem produzir 37 GWh/ano para uma eficiência de 30% no processo de conversão do gás em eletricidade.

50 Aterros Sanitários Potencial Realizável Apenas parte dos aterros tem as características adequadas para a produção de energia, como tamanho crítico, localização e manejo. É razoável admitir que apenas 20% do total possuam as condições necessárias. Assim, o potencial de geração anual é de 7,4 GWh.

51 Esgoto Potencial Teórico População de habitantes, sendo em zonas urbanas. A produção estimada de esgoto por pessoa é de 150 litros por dia. Estimativa anual de m 3 de esgoto urbano. Para cada 72 m 3 de vazão diária de esgoto obtém-se 5,3 m 3 de biogás. Estima-se que cada 1 m 3 de biogás tenha 60% do poder calorífico de 1 m 3 de GN. Então, para 1 m 3 de GN tem-se 11,45kWh, portanto para a região toda, o potencial é de MWh/ano.

52 Esgoto Potencial Realizável Considerando-se que 90% do esgoto é tratado e que a eficiência máxima no processo de conversão do gás em eletricidade é de 30%, temos um potencial estimado de MWh/ano.

53 Recurso Potencial Teórico (MWh/ano) Potencial Realizável (MWh/ano) Custo da Energia Gerada (US$/MWh) Coletores Solares72 mil7, 2 mil30 – 60 Energia Eólica8760 mil730 mil50 – 95 Bagaço de Cana1221 mil73 mil45 – 105 Álcool3628 mil1814 mil150 Cascas de Arroz Biodiesel154 mil15 mil200 Energia Hídrica6474 mil64060 – 250 Dejetos Animais60 mil6 mil60 – 120 Aterros Sanitários37 mil7,4 mil160 – 400 Esgoto17,786 mil4,8 mil250


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