Use este identificador para citar ou linkar para este item: http://hdl.handle.net/1843/32978
Tipo: Monografia (especialização)
Título: Avaliação de um sistema de trigeração de energia a partir da biomassa como insumo energético primário
Autor(es): Marcos César Isoni Silva
Primeiro Orientador: Raphael Nunes de Oliveira
Primeiro membro da banca : Leandro Soares de Oliveira
Resumo: Este estudo apresenta uma abordagem das características gerais de operação de um sistema de produção simultânea de energia mecânica/elétrica e energia térmica (calor e frio), utilizando a biomassa (fonte de energia renovável) como insumo energético primário. Tal abordagem torna-se particularmente interessante por enfatizar a Cogeração e, mais especificamente, a Trigeração, conceito relativamente recente e atualmente em franca expansão no Brasil, especialmente no setor sucro-alcooleiro (setor de produção de açúcar e álcool/etanol), haja vista a ampla e crescente utilização do bagaço da cana-de-açúcar para a geração de vapor em caldeiras de alta pressão. No âmbito do conceito de Trigeração, e com base em casos reais encontrados na bibliografia técnica da área, o estudo explora as características operacionais de possíveis configurações para um sistema típico a partir da queima do bagaço de cana e possibilita a avaliação do nível de aproveitamento da energia e da eficiência ao longo da cadeia sucessiva de conversão energética (realização de trabalho mecânico, utilização de calor em processos, geração de eletricidade e produção de frio para climatização, por meio de um sistema de condicionamento de ar adotando o princípio da absorção, objetivando o conforto térmico humano). Em última análise, o estudo objetiva a investigação da viabilidade de um sistema hipotético, porém típico e com tecnologia atualmente empregada, contemplando: a caracterização e avaliação das condições operacionais, os possíveis pontos de operação no âmbito da trigeração (incluindo a produção de frio por absorção), a eficiência dos processos envolvidos e as correlações entre a matéria-prima renovável (cana-de-açúcar) e o consumo do energético primário considerado (bagaço de cana) face aos montantes de energia obtidos. Com base nesse enfoque, os principais resultados do estudo apontam que a eletrificação dos equipamentos da moagem da cana (em substituição aos turbo-acionamentos a vapor) pode elevar o desempenho energético global da planta e proporcionar a geração de maiores montantes de energia elétrica. Os resultados também revelam que a agregação de sistemas para a obtenção da Trigeração só se faz efetiva do ponto de vista energético global se a energia demandada pelos sistemas agregados for significativa perante a energia total disponibilizada. Neste trabalho esse fato ficou evidenciado já que a operação de um chiller de absorção de 410 TR incorporado ao sistema (para condicionamento de ar das áreas administrativas e de apoio à produção) elevou o fator gobal de utilização de energia em apenas 1,7 % na configuração energeticamente mais eficiente.
Abstract: This study presents an approach about the general operational characteristics of a simultaneous system of mechanical, electrical and thermal energy (heat and cold) production using biomass (renewable energy source) as the as the primary energetic input. This approach becomes particularly interesting as it emphasizes Cogeneration and, more specifically, Trigeneration, a relatively recent concept, that is clearly expanding in Brazil nowadays, specially in sugar-and-alcohol industries, due to the wide and growing use of sugarcane bagasse for vapour production in high pressure steam-boilers. Within the concept of Trigeneration, and based on real cases studies found on technical bibliography, the study explores the operational characteristics of a possible typical system configuration using burnt sugarcane bagasse, and enables evaluations related to energy usage and the estimation of efficiency along energy conversion successive stages (mechanical work performing, heat utilization in processes, electricity generation and cold production in ar conditioning absorption system, in order to provide chilled air for human thermal confort). Ultimately, the goal of this study is to investigate the viability of a hypothetical (but typical and technologically updated) system, contemplating: the characterization and evaluation of the operational conditions, the main operating points considering the trigeneration (including cold production by an absorption subsystem), the efficiency of processes involved and the correlations between the primary energetic consumption (sugarcane bagasse) in the face of the amounts of resultant energies. Based on this approach, the main results of this study reveal that, with the electrification of milling equipments (in place of steam driven equipments), it´s possible to increase the energetic performance of the plant and provide an increment of electrical energy generated amounts. The results also reveal that to aggregate systems in order to enable the Trigeneration will be an energetically effective procedure only if their energy demand is significant in front of the total available energy. In this work this fact was attested once that the operation of a 410 TR absorption chiller integrated to the system (in order to provide colled air to administrative and production support areas) increased the global utilization energy factor in only 1.7 percent in the most efficient configuration.
Assunto: Engenharia elétrica
Energia renovável
Biomassa
Bagaço de cana
Energia elétrica e calor - Cogeração
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Minas Gerais
Sigla da Instituição: UFMG
Departamento: ENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA
Curso: Curso de Especialização em Fontes Renováveis: Geração, Operação e Integração
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/32978
Data do documento: 25-Nov-2019
Aparece nas coleções:Especialização em Fontes Renováveis: geração, operação e integração

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