ESTUDO DA COGERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA POR TURBOGERADORES A VAPOR – ESTUDO DE CASO

ELECTRIC ENERGY COGERATION BY STEAM TURBOGENERATORS

REGISTRO DOI: 10.5281/zenodo.10210224

Joedson Messias Macedo da Silva¹
Antônio Pinto do Nascimento Neto ²

RESUMO

A preocupação com o futuro dos recursos naturais, e consequentemente a geração de energia elétrica e seu consumo motivou a elaboração do presente trabalho. São inúmeras asvantagens da geração de energia a vapor, sendo importante que a geração de energia termoelétrica considere fatores como a autossuficiência em energia, economia de energia e colaboração ao meio ambiente. Neste sentido, a busca pela cogeração de energia elétrica com o uso de turbogeradores a vapor, confere ao ambiente industrial autossuficiência para que a empresa se torne capaz de gerar sua própria energia, desvencilhando-se da instabilidade e qualidade das concessionárias, bem como das variações de preços praticados nas tarifas de energia, agregando uma economia considerável e que justifica a migração do sistema para este modelo energético. Por fim, o fator ambiental tem sido cada vez mais considerado nas pautas empresariais, para que a empresa se torne não apenas sustentável em termos financeiros, mas também não seja mais um agente poluidor do meio ambiente, melhorando inclusive a sua imagem no mercado perante a consumidores e acionistas. Portanto, este trabalho teve como finalidade analisar a eficiência na geração de energia elétrica a partir das vantagens do uso da energia termoelétrica por meio de turbogeradores a vapor. A metodologia aplicada neste trabalho foi de natureza bibliográfica, tendo como base trabalhos anteriores quemostram o conceito de energia cogerativa a partir do uso de energias limpas e renováveis para a produção de energia elétrica.

Palavras-chaves: Cogeração de Energia. Energia Limpa e Renovável. Geração Sustentávelde Energia Elétrica. Turbogeradores a Vapor.

ABSTRACT

The concern with the future of natural resources, and consequently the Generation of electric energy and its consumption motivated the elaboration of the present work. There are numerous advantages of steam power generation, and it is important that thermoelectric power generation considers factors such as self-sufficiency in energy, energy savings and collaboration with the environment. In this sense, the search for electric energy cogeration with the use of steam turbogenerators, gives the industrial environment self-sufficiency so that the company becomes capable of generating its own energy, freeing itself from the instability and quality of the concessionaires, as well as from the variations of prices practiced in energy tariffs, adding considerable savings and which justifies the migration of the system to this energy model. Finally, the environmental factor has been increasingly considered in business guidelines, so that the company becomes not only sustainable in financial terms but also no longer a polluting agent of the environment, even improving its image in the market before consumers. and shareholders. Therefore, this work aimed to analyze the efficiency in the generation of electric energy from the advantages of using thermoelectric energy through steam turbogenerators. The methodology applied in this work was of a bibliographical nature, based on previous works that show the concept of cooperative energy from the use of clean and renewable energies for the production of electric energy.

Keywords: Energy Cogeration. Clean and Renewable Energy. Sustainable Electric Power Generation. Steam Turbogenerator.

1. INTRODUÇÃO

A disponibilidade de energia é um dos principais fatores de desenvolvimento de uma nação. Isso faz da energia um fator de grande importância para o desenvolvimento. Segundo dados do IEA, International Energy Agency, em 2019, cerca de 1,3 bilhões de pessoas, ou aproximadamente 20% da população do mundo, não tinha acesso a eletricidade (AIE, 2022).

Branco (2004), a crescente necessidade de potenciais energéticos para todas as atividades humanas exige fontes de energia hidrelétrica ou térmica. Essas duas formas de captação de energia põem em risco o meio ambiente, por conta da inundação de grandes áreas florestais, pela queima de combustíveis e produção de gases tóxicos, ou ainda, pela geraçãode substâncias radioativas no meio ambiente.

Avanços científicos e tecnológicos vêm proporcionando ao homem uma vida mais longa e confortável, e consequentemente, tem aumentado a densidade populacional e a procura por recursos naturais. Grande parte destes recursos naturais são utilizados como fontes de energia, como por exemplo, os combustíveis fósseis que são fontes não renováveis e vem intensificando o aquecimento global, pela emissão de carbono na atmosfera, e os problemas ecológicos decorrentes deste (BRASIL, 2017).

Devido à crescente preocupação com as questões ambientais, o homem tem procurado alternativas, e uma delas tem sido a pesquisa e o desenvolvimento de tecnologias que se utilizem de fontes renováveis em seu escopo, pois além de agredir menos o ambiente, são consideradas inesgotáveis pela sua capacidade de se regenerar.

Dentre as principais fontes de energia renováveis há energia solar, biomassa, energia eólica, energia hídrica. Além de serem consideradas “energias limpas”, apresentam também a vantagem de estarem disponíveis às comunidades mais afastadas dos grandes centros urbanos, que pela distância, acabam não sendo abastecidas pelos atuais sistemas de distribuição de energia elétrica (IBP, 2017).

Outra opção que pode, ou não, ser considerada renovável é a energia térmica, essa conceituação em relação a ser ou não uma energia limpa varia conforme o tipo de matéria-prima utilizada. Entretanto, em comparação à obtenção de energia elétrica por meio da tradicional matriz energética, sem dúvida o uso da energia térmica apresenta inúmeras vantagens em relação aos prejuízos ambientais que a matriz energética tradicional causa (IBP,2017).

2. JUSTIFICATIVA

Em meio a uma desenfreada urbanização, consome-se cada vez mais energia, tornando essencial a criação de possibilidades renováveis para o abastecimento energético tanto no âmbito industrial quanto nas demandas sociais. Neste sentido, o objetivo geral deste trabalho é estudar a cogeração de energia elétrica por meio do uso de turbogeradores a vapor. Portanto, este trabalho tem como objetivo:

Entender a matriz energética brasileira e os danos causados ao meio ambiente pelo uso ostensivo da matriz energética tradicional nas atividades industriais;
Apresentar a importância da aplicação de geração de energias renováveis elimpas para minimizar os impactos ambientais das atividades industriais;
Compreender de que forma a cogeração de energia elétrica por turbogeradores a vapor pode diminuir os danos ambientais ao ser aplicada em um uso de larga escala industrial.

Desde o “apagão” vivenciado pelo país no ano de 2009, e os episódios vividos em 2014 e 2015 por conta do intenso período de chuvas que atingiu grande parte do país, osesforços do setor energético passaram a ser direcionados para a diversificação da matriz energética brasileira, evidenciando o mercado de energias alternativas (BRASIL, 2021-2022).

Considerando que o objetivo do estudo é avaliar a cogeração de energia elétrica com uso da energia a vapor obtida a partir do uso de turbogeradores, será realizada uma pesquisa bibliográfica, a partir dos dados obtidos em uma empresa da região de Araraquara do setor sucroalcooleiro, da qual possui em seu parque fabril geradores de vapor e geradores de energia elétrica.

O trabalho será fundamentado a partir de literaturas já elaboradas, onde foram observados partir de artigos científicos, normas regulamentadoras e livros, a fundamentação para elaborar este trabalho. A consulta de caráter científico utilizara como base de dados o Google Scholar, a CAPES e o SCIELO, houve a preocupação de utilizar publicações dos últimos anos para que houvesse um filtro utilizando informações mais recentes e condizentes com o momento vivido.

3. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

3.1. MATRIZ ENERGÉTICA BRASILEIRA EM COMPARAÇÃO COM O CENARIO MUNDIAL.

Em decorrência dessa super demanda, a matriz energética brasileira encontra-se saturada, isso ocorre porque diferente de outros sistemas de rede tais como saneamento e gás, a energia elétrica não dispõe de uma forma de armazenamento economicamente viável. Sendo assim, a rede elétrica precisa trabalhar em equilíbrio entre a oferta e a demanda, ou seja, todo consumo elétrico tem que ser produzido instantaneamente, o que gera diversos panes como o desligamento em cascata, resultando em apagões e problemas nas redes locais devido a demanda excessiva (ZIMERMANN, 2007, p. 44).

Embora o consumo energético apresente variação entre as classes sociais e o local ocupado, existe uma significativa concentração nos centros urbanos e até mesmo em áreas rurais, o que resulta num consumo elevado de energia (NISKIER; MACINTYRE, 2008).

Em suma, a indústria energética dispõe de diversos geradores espalhados por todo território nacional, com pontos estratégicos denominados linhas de transmissão e de distribuição de energia. Esse sistema é totalmente conectado de forma elétrica e necessita de um equilíbrio constante entre a energia produzida e a consumida, sendo assim a oferta e a demanda precisa estar rigorosamente alinhada, evitando assim que o sistema entre em pane (ZIMERMANN, 2007, p. 77).

No Brasil, por conta do significativo potencial de recursos hídricos, cerca de 70% do abastecimento energético provém de usinas hidrelétricas. Por conta da abundância desse recurso, a hidroeletricidade tem sido a principal fonte de abastecimento elétrico nacional. Nas usinas hidrelétricas a energia é gerada a partir do movimento de turbinas gigantescas, esse movimento ocorre por conta da água represada por meio de barragens, cuja finalidade é proporcionar um desnível dessa água gerando esse movimento. A capacidade do sistema gerador brasileiro corresponde a 150 GW, entretanto o Brasil dispõe de um potencial hidrelétrico estimado em 172 GW (ABRADEE, 2018).

Entretanto, o Brasil também se destaca no setor de energia eólica, no território nacional existem cerca de 500 usinas eólicas, cujo rendimento energético é cerca de 13GW deenergia elétrica (CCEE, 2016). Abaixo, o Gráfico 1 apresenta as principais fontes de energia no Brasil em 2010 e a projeção para 2020 de acordo com o IBP – Instituto Brasileiro de Petróleo, Gás e Biocombustíveis. A projeção destaca o aumento de outras fontes de energia natentativa de suprir a demanda energética nacional (IBP, 2017), demonstrado na figura 3-1.

Figura 1 – Principais Fontes de Energia no Brasil

Fonte: (IBP; 2017).

Enquanto no cenário mundial, por décadas o petróleo foi o propulsor da economia, até a década de 1970 sua representação no consumo de energia primária mundial chegava em quase 50%. Entretanto, foram surgindo novas propostas a partir das discussões ambientais a respeito da necessidade de novas fontes de energia ganhou forças a partir da década de 1970 e é de grande preocupação mundial. A questão energética na atualidade abre espaço para novas ideias que minimizem o impacto ambiental, promovendo maior sustentabilidade do meio (CASTRO, 2009).

Um estudo realizado pela IEA – International Energy Agency, aponta a participação de cada fonte de energia, demonstrando o crescimento, embora tímido, de fontes alternativas até a década de 2030 (AIE, 2022). Abaixo, a tabela 1 apresenta os dados da participação de cada fonte entre as décadas de 1990 e 2010, levantando uma estimativa para 2030 com base no desenvolvimento das matrizes energéticas.

Quadro 1 – Participação das Fontes de Energia no Mundo em 1990/2010/2030

FONTE DE ENERGIA	PARTICIPAÇÃO %
FONTE DE ENERGIA	1990	2010	2030
Petróleo	38	34	32
Carvão	24	26	22
Gás Natural	20	22	26
Nuclear	5,5	6	7
Hidráulica	2	2	2
Biomassa	10	9	8
Outras Renováveis	0,5	1	3

Fonte: (AIE; 2022).

O perfil dos usuários vem aumentando numa velocidade maior que a capacidade de abastecimento, levando o país a uma situação em que os recursos tradicionais para geração de energia elétrica passam a ser questionados pelo seu impacto nocivo a natureza, ressaltando a iminência de escassez futura desses recursos fósseis (IBP, 2017).

3.2. COGERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA

No Brasil, o marco zero dessas ações que serviu como grande impulsionador pela busca de outras fontes renováveis ocorreu em 2002 a partir da aprovação da Lei nº 120.438 dando origem ao PROINFA – Programa de Incentivos às Fontes Alternativas de Energia. Esseprograma estabeleceu metas de participação dessas fontes alternativas no sistema elétrico nacional (MME, 2017).

O principal objetivo desse programa era ampliar a produção de energia limpa com base em fontes eólicas, pequenas centrais hidrelétricas e biomassa. O programa também tinha por objetivo em um período de dez anos, compor cerca de 10% da matriz energética brasileira, o que foi alcançado em meados de 2017. Além do benefício ambiental obtido com as novas alternativas energéticas, destaca-se também a geração de emprego, desenvolvimento social e avanço tecnológico (PONTES, 2021, p.3).

Embora a matriz energética brasileira seja predominante de fontes hidráulicas, diante do cenário onde a busca pela redução de emissão de gases estufa se tornou uma das prioridades, a energia térmica ganhou destaque significativo nessa diversificação assim com a energia eólica e também a energia solar, isto porque, são sistemas energéticos cuja instalação permite não apenas a geração de energia para a planta fabril mas também para a estruturação de um sistema de cogeração de energia (PONTES, 2021).

De acordo com o Ministério de Minas e Energia, no ano de 2021 a geração de energia térmica no Brasil passou a compor cerca de 1/3 da energia gerada no país, representando um crescimento de 77% desta fonte de energia em resposta à crise hídrica vivida nos anos anteriores que afetou a população (PONTES, 2021). No entanto, uma parcela desta geração de energia térmica faz uso de combustíveis fósseis, o que vai na contramão dos objetivos de redução de emissão de gases de efeito estufa.Neste sentido, uma boa parcela das indústrias que vem fazendo uso da energia térmica tem aderido às preocupações ambientais fazendo uso de combustíveis menos poluentes (PONTES,2021).

De acordo com Silva (2016), cogeração se refere a produção energética a partir de uma mesma fonte primária, sendo possível produzir energia elétrica, mecânica ou energia térmica útil. Este sistema ganhou maior visibilidade nos Estados Unidos e Europa na buscapor descentralizar a produção energética das grandes centrais elétricas, assim, empresas menores passaram a buscar por meios de produzir sua própria energia

Em linhas gerais, o objetivo da cogeração sempre é a produção da eletricidade sem que haja dependência total da rede pública de abastecimento, tornando o sistema parcial ou totalmente independente (ODDONE, 2002).

Além de gerar independência da rede pública de energia, os sistemas convencionais operam com rendimento energético relativamente baixo, não ultrapassando a ordem de 40% de rendimento, com perdas de até 60% do potencial energético, enquanto o sistema decogeração consegue operar em até 90% de rendimento e cerca de 10% de perdas (Silva 2016), conforme ilustra figura 3-2 abaixo.

Figura 2 – Balanço comparativo entre sistema convencional de produção de energiatérmica e elétrica em um sistema de cogeração.

Fonte: Silva (2016)

Ainda de acordo com o autor supracitado, esta vantagem energética se deve ao fato de que o sistema de cogeração embora forneça a mesma quantidade de energia que o sistema convencional, ele utiliza uma quantidade menor de combustível (SILVA, 2016).

Enquanto, no sistema convencional conforme evidenciado na figura acima são necessárias 153 unidades de combustível para que sejam geradas 55 unidades de energia térmica e de 35 unidades de energia elétrica, no sistema de cogeração, são utilizadas apenas 100 unidades de combustível para resultar na mesma geração de 55 unidades de energia térmica e de 35 unidades de energia elétrica (SILVA, 2016).

Assim, conforme demonstrado na figura 3-3 a seguir, o rendimento embora seja equivalente, as perdas são substancialmente menores no sistema de cogeração, tornando esta opção significativamente mais lucrativa para o contexto fabril (Silva 2016).

Figura 3 – Rendimento energético dos dois sistemas

Fonte: Silva (2016)

Portanto, o sistema de cogeração embora possua características particulares que demandam de adaptação do sistema elétrico no ambiente fabril, ele apresenta uma série de vantagens além do aproveitamento energético, tais quais:

A eficiência global do sistema sofre um aumento significativo.

Ocorre a melhoria na disponibilidade e confiabilidade energética
Embora demande de adaptação no sistema convencional utilizado, a médio e longo prazo o investimento inicial é totalmente recuperado, tornando-se irrisório diante do gasto que seria manter o sistema convencional de energia.
É possível empregar combustíveis alternativos, limpos e renováveis para tornar a cogeração de energia menos poluente, inclusive é possível aproveitar combustíveis oriundos do próprio processo industrial.
Com esta possibilidade de utilizar múltiplas fontes de combustíveis a indústria pode optar por combustíveis com baixos índices de emissão deSO₂ e CO₂^;
É um sistema cada vez mais presente no setor industrial, e passou a corresponder a 1/3 da energia gerada no país em 2021, fazendo com que muitas empresas já estejam especializadas nessa implantação e migração, tornando o prazo reduzido para iniciar esta operação.
Possibilidade de vender o excedente energético para a rede pública.

O quadro 1 apresenta as vantagens e desvantagens do uso de cada sistema no processo de cogeração de energia

Quadro 2 – Resumo das características das tecnologias de cogeração

Sistema	Vantagens	Desvantagens
Turbina a Gás	Alta confiabilidade; Baixa emissão de gases poluentes; Grande quantidade de energiatérmica disponível;	Requer gás a alta pressão ou compressor degás; Baixa eficiência com carga parcial; Rendimento depende das condições do ambiente; Tempo de instalação é alto;
Microturbina	Menor número de partes móveis (baixo desgaste); pequenas dimensões e baixo peso; Baixa emissão de gases poluentes; não necessita sistema de refrigeração; Tempo de instalação é baixo;	Alto custo inicial; relativamente baixo rendimento mecânico; Limitada a sistemas de cogeração debaixa temperatura;
Motor a Combustão Interna (Ciclos Otto eDiesel)	Alta eficiência e possibilidade de operar com carga parcial; Partida rápida; relativamente baixo custo deinvestimento; pode ser usado em locais remotos; utiliza gás em baixa pressão	Alto custo de manutenção; limitado a sistemas de cogeração debaixa temperatura; Alta taxa deemissão de gases poluentes (ciclo Diesel); Requer sistemas de refrigeração; Alto nível de ruído;
Turbinas a Vapor	Alta eficiência; Flexibilidade de combustíveis; capaz de atender a grandes demandas de calor; Vida útil longa e de alta confiabilidade; Flexibilidade na relaçãopotência/calor;	Partida lenta; Operação precisa de pessoalespecializado;
Células a Combustível	Baixa emissão de gases poluentes ebaixo ruído; Alta eficiência sobre toda faixa de potência; Flexibilidade modular;	Alto custo inicial; Baixa durabilidade; Baixa densidade de potência; Dependência de hidrogêniomanufaturado

Fonte: Andreos (2013)

Destaca a necessidade de diferenciar a existência de uma série de opções de combustíveis para compor o sistema de cogeração, alguns necessitam de uma mão de obra especializada, como no caso do sistema a vapor, entretanto, as turbinas a vapor trabalham com alta eficiência energética e são capazes de atender as demandas elevadas, tornando possível sua aplicabilidade em grandes plantas industriais (Oshiro 2015).

3.3. O PAPEL DOS TURBOGERADORES A VAPOR NA COGERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA

Para compreender o uso dos turbogeradores acionados por meio de turbinas a vapor no processo de cogeração, inicialmente é necessário esclarecer o que é uma turba máquina, trata-se de um dispositivo que funciona a partir do uso de fluxo contínuo de fluido, onde, uma ou mais fileiras de palhetas rotativas responsáveis por gerar dois tipos de sistema, o de extração e o de transferência de energia ao fluido de acordo cos autores Çencel e Boles (2006).

Ainda de acordo com os autores supracitados, quando a energia é extraída do fluido, ele passa a apresentar uma pressão mais baixa, este sistema é utilizado em dispositivos denominados turbinas, sendo elas a vapor, a gás ou hidráulica. E, quando a energia é transferida para o fluido, a pressão aumenta, neste sistema os dispositivos são denominados bombas, compressores ou ventiladores (ÇENCEL.; BOLES, 2006).

No caso dos turbogeradores, o fato de que a energia é extraída do fluido, uma vez que este dispositivo é um gerador elétrico que funciona acopladoa uma turbina que pode ser movida a vapor ou a gás (Andreos 2013).

Para a cogeração de energia elétrica com o uso de turbogerador a vapor, Andreos (2013) destaca que o sistema elétrico do ambiente fabril precisa ser alinhado de forma a permitir inicialmente a geração e conversa da energia do turbogerador, isto porque ele é na verdade um conversor de energia, o turbogerador por si só não irá gerar energia elétrica, mas sim promoverá três conversões básicas de energia sendo elas a:

A primeira transformação é a da energia térmica é transformada em energia cinética,
Subsequente a isto, a energia cinética através do movimento de rotação é transformada em energia mecânica
E, a terceira etapa por fim, é a transformação da energia mecânica em energia elétrica.

A figura 3-4 apresenta esquematicamente nos pontos 1, 2 e 3 onde ocorrem estastransformações.

Figura 4 – Conversão da energia no turbogerador

Fonte: Arteaga (2010).

Embora esta conversão seja necessária para transformar a energia criada em energia elétrica, dentro de uma unidade industrial que utilize o sistema de turbogerador a vapor, é necessária uma operação central para permitindo que o sistema turbogerador consiga entrar na rede da unidade fabril e trabalhar na cogeração da energia elétrica utilizada, isto ocorre a partir da compatibilização das grandezas elétricas criadas no sistema turbogerador com as grandezas elétricas da rede ofertadas pela concessionaria de energia ou com o sistema próprio da planta da fábrica (ARTEAGA, 2010).

Por exemplo, é possível realizar a cogeração de energia entre o sistema de turbogerador a vapor e a concessionaria de energia elétrica, como também é possível compatibilizar esta cogeração de energia entre um sistema de geração de energiaindependente como o de energia solar, e tal qual este sistema, o excedente elétrico gerado nesta cogeração também pode ser disponibilizado para a concessionaria de rede elétricaconforme destaca Barbeli (2005), que evidencia em elevado potencial econômico nesta troca de energia com a rede pública que, inclusive pode ser cessada quando não houver interesse darede em adquirir este excedente.

Assim, é possível adaptar a geração no sistema para que seja gerada o volume útil de energia, evitando a perda deste excedente (BARBELI, 2005). Esta possibilidade ocorre por conta do fato de que as principais grandezas a serem compatibilizadas para a cogeração de energia são a frequência e a tensão [ou voltagem], a frequência da rede pública no Brasil é de 60Hz embora haja uma janela que vai de 59,7 Hz até 60.1 Hz a rede elétrica brasileira, é estritamente necessário que a rede elétrica [e os equipamentos] trabalhem dentro dessa margem, o mais próximo quanto possível dos 60 Hz (ARTEAGA, 2010).

Para que haja compatibilidade entre a rede elétrica e a cogeração de energia com o sistema a vapor, é preciso que a frequência seja proporcional à velocidade do turbogerador, portanto, é essencial que se controle está velocidade para atingir a rotação necessária para que ocorra o sincronismo, e, com isso, é possível delimitar a quantidade de energia gerada para que resulte no aproveitamento máximo deste processo (ARTEAGA, 2010).

4. MATERIAIS E MÉTODOS

A empresa alvo de estudo é uma empresa do ramo sucroalcooleiro, com média de produção de moagem de 2,6 milhões de toneladas de cana de açúcar anualmente, do qual utiliza o bagaço de cana como combustível para a alimentação de seus geradores de vapor. A figura 4-1 representa de maneira simplificada o sistema descrito neste tópico.

Figura 5 – Representação simplificada de um ciclo de cogeração de energia.

Fonte: figura do autor.

A empresa possui quatro geradores de vapor em pressão nominal de 21Kgf/Cm², os quatro geradores de vapor totalizam uma capacidade de vazão de vapor de 350Ton/h de vapor, este vapor é utilizado para acionamento das turbinas dos ternos de moenda, acionamento dos exaustores das caldeiras 1,2,3, turbo bombas de alimentação de água, também para rebaixamento de vapor para linha de processo de fabricação e para as turbinas de acionamentos dos geradores de energia elétrica da planta, o conjunto de conexão entre turbina, exaustor e caldeira são demonstrados na figura 4-1.

Figura 6 –Turbina, exaustor e caldeira.

Fonte: figura do autor.

A planta conta com dois geradores de energia elétrica, como na figura 4-2, em seu parque de geração de energia, a cogeração de energia local é efetuada mediante transformador acoplador de potência de 11.9KV / 11.9KV, a planta possui 11 cubículos de despacho de cargas dos alimentadores provenientes dos geradores de energia, onde cada um dos cubículos alimentadores dispõem a energia para as subestações locais da planta industrial.

Figura 7 – Geradores de energia elétrica.

Fonte: figura do autor

A planta possui quase em sua totalidade transformadores rebaixadores de tensão de 11.9KV /0.38KV, com exceção do alimentador da bomba alimentadora de água da caldeira 4,este sendo um alimentador específico na relação 11.9KV / 0.69KV.

A planta consome um total de 6MW/h para fabricação de seus processos, esta energia é proveniente de dois turbogeradores com capacidade de 8MW cada gerador sendo estes geradores com nível de eficiência de 0,94% e consumo específico de 13 Ton/MW.

5. Resultados

A planta de energia elétrica dispõe um total de aproximadamente 75MW / dia para a cogeração que flui energia para a concessionaria local.

A empresa possui dois geradores de energia elétrica, movimentados a partir de turbinas a vapor com capacidade produtiva de 8MW/h cada unidade geradora de energia elétrica, totalizando uma capacidade de produção de 16MW/h. Este sistema opera em paralelo com a concessionaria local com nível de exportação de excedentes de energia de aproximadamente 3MW/h.

Existe alta importância da cogeração para a empresa no aspecto de que ela deixa de consumir a energia elétrica proveniente da concessionaria, nos períodos em que os geradores se encontram em funcionamento, sendo assim se alto suprindo energeticamente, o que resulta em uma redução dos gastos com energia elétrica, e ainda a cogeração traz o benefício renda extra devido a venda dos excedentes energéticos.

Uma vez que o vapor para movimentação das turbinas dos geradores é obtido através da queima do bagaço de cana de açúcar proveniente da moagem da cana, o subproduto da canade açúcar no caso o bagaço de cana de açúcar se torna uma forma de reaproveitamento de subproduto, o que contribui para a própria produção de energia elétrica contribuindo para a redução de custos, uma vez que o combustível para a geração de vapor é obtido através da própria etapa de processo do álcool ou açúcar.

6. Conclusão

Portanto, a partir dos resultados apresentados, é possível concluir que a utilização de um sistema de cogeração de energia a partir da queima do resíduo da cana de açúcar, ou bagaço, não só se faz útil para a usina em sua planta de produção, como também para as concessionárias, que serão menos sobrecarregadas devido a distribuição do excedente. Com o montante de energia gerada pela usina, um total de 3,0 MW/hr é possível alimentar um total de pelo menos 20 residências por mês, considerando um consumo médio de aproximadamente 152 KWh/mês.

Como se sabe, a maior parte da energia elétrica produzida no Brasil é proveniente de usinas hidroelétricas, sendo ainda que apenas 50% dessa energia é transmitida efetivamente a residências e empresas. A energia elétrica proveniente da cogeração de energia a partir de turboberadores movimentados a vapor é uma solução viável e eficiente para a contribuição de energia elétrica

7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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ZIMERMANN, Márcio Pereira. Energia:O desafio de suprir a demanda elétrica. Brasília:MME, 2007

¹Graduando do Curso de Engenharia Elétrica da Universidade de Araraquara – UNIARA. Araraquara-SP. E-mail: jmmsdsilva@uniaraedu.br

²Orientador do Curso de Engenharia Elétrica da Universidade de Araraquara -UNIARA. Araraquara- SP. E-mail: apnascimentoneto@uniara.edu.br