Concepção dos Sistemas de Cogeração Edison Tito Guimarães 28 Junho de 2008

Principais Atividades: 33 anos operando nas seguintes áreas: Ar Condicionado Central Ventilação / Aquecimento Salas limpas e CPD’s Cogeração Geração de Energia Elétrica Refrigeração Industrial Sistemas de Vapor / Calor Eficiência Energética

700 cientistas afirmam: “ESTAMOS DESTRUINDO O PLANETA” Energia, sem duvida, é o maior poluidor O que podemos fazer ?

O CICLO DOS RECURSOS NO PLANETA

ENERGIA = MAIOR POLUIDOR AMBIENTAL DO PLANETA

COGERAÇÃO Geração de energia elétrica/mecânica e térmica, em série, a partir de um combustível

Componentes Básicos: - Motor ou Turbina a gás - Gerador elétrico (ou maquina acionada) - Caldeira de recuperação (ou outro elemento de recuperação de calor) - Sistema de queima suplementar - Chaminé de by-pass (ou outro elemento de controle) - Chaminé - Sistemas de controle paralelismo - Compressor de gás natural (se necessário)

Produtos energéticos da Cogeração - Energia elétrica / mecânica - Vapor de baixa / media / alta pressão - Água quente para processo - Água quente para controle de umidade relativa do ar - Calor direto para secagem - Água gelada para ar condicionado refrigeração industrial - Amônia a baixa temperatura para sistemas frigoríficos - CO2 (dos gases de descarga) para sistemas industriais e industrias de bebidas

A escolha da configuração. do. Sistema de Cogeração A escolha da configuração do Sistema de Cogeração 1 - Analise Técnica 2 - Analise Econômica

O estudo técnico Aspectos físicos do local: espaço para equipamentos, vizinhança, ruído, visual, fontes de energia, etc Turbina ou motor a gás ? Analisar a relação de cargas elétricas e térmicas Verificação do verdadeiro perfil eletro-térmico do processo (e possibilidade da conversão do perfil atual em outro mais apropriado – exemplo Coca-cola Jundiaí)

TURBINAS A GÁS 28

Cogeração Fluxo de energia na turbina

MOTORES A GÁS 30

Cogeração Fluxo de energia no motor 45

75

Comparacao dos fluxos de energia para Cogeração 26 46

O estudo técnico A relação elétro-térmica É de fundamental importância pois afeta o desempenho financeiro do projeto Para turbinas a gás situa-se ao redor de kWe/kWt = 0,6 Para motores a gás, deve ser ao redor de kWe/kWt = 1,0

A importância do desempenho em carga parcial

O perfil de carga diário (eletricidade / calor) 17

O perfil de carga anual (eletricidade / calor) 17

Exemplo de eficiência de uma turbina a gás em carga parcial 17

Desempenho em carga parcial A maioria dos equipamentos apresenta redução de eficiência quando operam em carga parcial, conseqüentemente consumindo mais energia (aumento do consumo especifico) Muitos equipamentos tem dificuldade ou impossibilidade de operação em baixas cargas (muitos não operam abaixo de 40%) Não considerar os dois itens acima pode comprometer seriamente o resultado econômico / financeiro do empreendimento Torna-se necessário uma simulação detalhada da operação para obter fluxos de energia o mais próximos possível da realidade

A simulação energética Importantes variáveis da simulação Curvas de carga diária, semanal, mensal e anual. Clima - diversos equipamentos são fortemente afetados pela meteorologia da região (turbinas a gás principalmente). Desempenho em carga parcial - modelos matemáticos permitem simular tais condições, que afetam o consumo de combustível e das utilidades de apoio

O estudo econômico Importantes elementos Custo total de implantação (ordem de grandeza de US$1500 a 2000 / kWe) Consumo de combustíveis (gás ou óleo, etc.), energia auxiliar e outros (água, óleo lubrificante, filtros, etc.) Custo total de operação e manutenção Custo da energia de back-up Custo do “overhaul” Custos evitados com a Cogeração

Unidades de Absorção para produção de água gelada

As unidades de Absorção

A Cogeração pode ser combinada com a Termoacumulação de Água Gelada Norteshopping A Cogeração pode ser combinada com a Termoacumulação de Água Gelada

Sistema de Cogeração da Coca-Cola Jundiaí

COCA-COLA JUNDIAÍ Atende a todo complexo industrial produzindo 7 utilidades: 8 MW = 5 Motores a gás de 1.6 MW cada 10 Tons/h de vapor 3.0 MW de água quente para processo Água Gelada para processo - 1.700 TR 90 Tons/dia de CO2 300 m3/h de ar comprimido 500 Nm3/h de Nitrogênio Paralelismo com a rede

OS GASES DE DESCARGA DOS MOTORES A GÁS, APÓS PRODUZIREM VAPOR, SÃO UTILIZADOS COMO MATÉRIA PRIMA NA PRODUÇÃO DE CO2

UNIDADES DE ABSORÇÃO PARA ÁGUA GELADA NA CENTRAL DE COGERAÇÃO

Em resumo: um sistema de Cogeração deve ser altamente “customizado” para obter o desempenho mínimo e modo à garantir a rentabilidade

OBRIGADO !