Cogeração de Energia

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo - Campus São Paulo

Isabela Ikeda

Marco Anthônio

Marianne Soares

Matheus Landim

Thamiris Nascimento

Cogeração de Energia - GTD

Professora Fernanda Vitor

São Paulo

2019

Sumário

Introdução pág 03

Desenvolvimento pág 04 - 10

Cogeração pág 04

Sistema de cogeração a vapor pág 05

Vantagens pág 06

Desvantagens pág 06

Sistema de cogeração a gás pág 06

Vantagens pág 07

Desvantagens pág 08

Aplicações pág 08

Soluções de cogeração de energia pág 09

Energia Elétrica + Calor pág 09

Energia Elétrica + Frio pág 10

Conclusão pág 11

Referências Sitiográficas pág 13

Introdução

De acordo com o Anuário Estatístico de Energia Elétrica de 2017 da EPE (Empresa de Pesquisa Energética), o consumo anual de energia elétrica no Brasil é de 467 TWh (Terawatt-hora), o que mantém o país no ranking dos dez maiores consumidores do mundo.

Na década de noventa do século passado, os Estados Unidos e a Europa Ocidental representavam dois terços do consumo mundial de energia. No entanto, atualmente os países emergentes, incluindo o Brasil, correspondem a quase 50% do total. Pesquisas e especialistas estimam que até 2035 os países em desenvolvimento ultrapassarão estas duas potências.

Entretanto, nem sempre foi assim. Em 2001 houve a "crise do apagão". Isto se deu pela combinação da ausência de chuvas por um período extenso (que causou a redução do volume de água nos principais reservatórios) com a falta de investimentos na geração e transmissão de energia elétrica. Assim, a produção de energia não foi suficiente para atender a demanda, levando a um grande blecaute da rede e a um rigoroso racionamento decretado pelo próprio governo federal.

Em contrapartida, desde então os investimentos e pesquisas para a eficiência energética aumentam. A insegurança e, por vezes, a baixa qualidade levam as companhias de energia e empresas a buscarem soluções eficazes para tais problemas. Produzir sua própria energia é um ótimo negócio a longo prazo, porém traz grandes custos imediatos. Assim, a Cogeração surge como a melhor solução para o problema. Segundo o Diretor da Excelência Energética Consultoria e Presidente do Comitê de Energia da Amcham, Erik Eduardo Rego, “A cogeração é a melhor de todas as saídas porque não só evita a alta de custos da geração de energia como economiza no transporte da energia”.

Desenvolvimento

Cogeração

Cogeração é a produção simultânea e de forma sequenciada, de duas ou mais formas de energia a partir de um único combustível.

A cogeração pode ocorrer através de dois ciclos, o topping e o bottoming. No primeiro a energia elétrica é produzida antes por meio dos gases de combustão e depois se faz o aproveitamento do calor. No segundo a energia térmica é gerada inicialmente através do combustível e em seguida se gera energia eletromecânica.

Figura 1.a) - Topping.

Figura 1.b) - Bottoming

Os sistemas de cogeração de energia mais usados são as turbinas a gás ou vapor(caldeiras que produzem vapor), motores de combustão interna (ciclo de Otto ou Diesel), geradores elétricos, caldeiras de recuperação e trocadores de calor, sistemas de chillers de absorção que usam calor para produzir frio (ar condicionado), geradores elétricos, transformadores e equipamentos elétricos associados.

As centrais de cogeração têm uma potência mínima de 15kW e podem ir até dezenas de MW. Desta forma, qualquer consumidor de energia elétrica e térmica pode instalar o seu sistema não estando esta forma de produção de energia limitada a grandes indústrias ou a avultados projetos.

Sistema de cogeração a vapor

A queima do combustível é realizada na caldeira, desta maneira, a energia térmica liberada é transferida como fluido de trabalho, que atinge temperaturas desde alguns graus de superaquecimento até acima de 500ºC, após este processo o vapor chega a turbina, onde o mesmo a alta pressão e temperatura são expandidos, convertida em cinética durante sua expansão, e em seguida a quantidade de movimento do fluxo de vapor é transferida às palhetas fixas e móveis do rotor transformando-se em trabalho do eixo no qual após criar esta energia chega ao condensador, onde