EFICIENCIA ENERGÉTICA I Cogeração Parte 1 Profa. Dra. Maria de Fátima Ribeiro Raia – DAELT

ENERGIA ELÉTRICA OU MECÂNICA O que é Cogeração: A Cogeração de Energia pode ser definida como um processo termodinâmico no qual ocorre a produção simultânea e sequencial de energia elétrica ou mecânica, e energia térmica útil, a partir de uma única fonte de energia. FONTE gás natural óleo combustível óleo diesel carvão bagaço de cana etc. SISTEMA DE COGERAÇÃO ENERGIA ELÉTRICA OU MECÂNICA ENERGIA TÉRMICA vapor água quente gás quente água gelada

tecnologia conhecida desde o século XIX, na década de 40, a cogeração nos EUA, 50% de energia elétrica total gerada, e na Europa 30% (Distric Heating) Os primeiros sistemas comerciais de cogeração foram instalados ao final do século XIX ao final de década de 60, Europa 15% e nos EUA 5%, devido a expansão das redes de transmissão, distribuição e monopólio dos serviços elétricos. • na década de 80, a cogeração passou a ser encarada como uma importante alternativa energética. • durante os anos 90, começa a forte pressão a favor de processos de conversão energética sustentáveis, baixo impacto ambiental e utilizando combustíveis renováveis

Vocação para Cogeração Empresas com alta demanda térmica; simultaneidade das demandas elétrica e térmica; compatibilidade com o sistema de cogeração, por ex. temperaturas; tarifa de energia elétrica alta; disponibilidade de combustível.

Exemplos de empresas com vocação Setor industrial química e petroquímica; têxtil; cerâmica; bebidas e alimentos; papel e celulose; sucroalcooleira; madeireira, etc.

mais empresas com vocação Setor de serviços shopping centers; hotéis; aeroportos; escolas; centrais distritais (sistemas de distribuição de calor) Nestes casos o fator principal é a necessidade de climatização.

MOTIVAÇÃO Confiabilidade; atendimento mais rápido a demanda; redução de custos; imagem da empresa; geração distribuída; baixo impacto ambiental; ..........

Autoprodução e cogeração: qual a diferença? Autoprodução: o consumidor produz, nas suas instalações, a energia que necessita. Cogeração: é uma alternativa que pode viabilizar economicamente a autoprodução.

Participação da Cogeração na produção de energia total por pais (%) Fonte: Baseado na IEA, 2008

Geração Termelétrica Ciclo Combinado Balanço da Energia Resultante: eletr.+ térmica Caldeira Convencional

Balanço Geral da Cogeração A cogeração é um processo de produção de energia muito eficiente, em que é utilizada a maior quantidade de energia útil com o mínimo de energia residual. Isso significa maior rendimento global e menor custo de energia.

Resumindo uma situação genérica de Cogeração Rendimento pode chegar a 85%

Outro Exemplo

Mais um exemplo de balanço energético (com e sem COGERAÇÃO)

SELEÇÃO DO ACIONADOR PRINCIPAL Peça mais importante de um sistema de cogeração Pode ser: turbina a gás; caldeira/turbina a vapor; motores alternativos. Tecnologias emergentes células a combustível; motor stirling (combustão externa).

COGERAÇÃO A CICLO COMBINADO

Fonte: Apostila de cogeração – prof. Newton Paterman Brasil - 2005

Shopping Center

Tarefa – exemplo para estudo

SISTEMAS DE COGERAÇÃO Os sistemas são basicamente separados em dois grandes grupos, em função da seqüência de utilização da energia, podendo ser de "topping cycle" e "bottoming cycle". Nos sistemas tipo "topping cycle" o energético, (gás natural por exemplo) é usado primeiramente na produção de energia elétrica (ou mecânica) em turbinas ou motores a gás e o calor rejeitado é recuperado para o sistema térmico kW Sistema Topping Cycle

Sistema Bottoming Cycle Nos sistemas com "bottoming cycle" o energético produz primeiramente vapor, que utilizado para produção de energia mecânica (e/ou elétrica) em turbinas a vapor, é depois repassado ao processo.