TCC - Engenharia de Energia

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ILATIT - Centro de Tecnologia e Infraestrutura - Bacharelado em Engenharia de Energia

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Navegando TCC - Engenharia de Energia por Assunto "Bagaço de cana-de-açucar"

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    Sistema híbrido de geração de potência: planta termoelétrica de cogeração a biomassa assistida por energia solar
    (2017-12-15) Possatto, Benhur Azambuja; Pippo, Walfrido Alonso
    Este trabalho apresenta uma análise do comportamento de uma planta termoelétrica de cogeração a bagaço de cana-de-açucar sob três propostas da integração de campos de coletores solares de calha parabólica. A intermitência natural da energia solar e a indisponibilidade de combustível para operação das plantas de cogeração do setor devido à sazonalidade da safra da cana são mitigadas pela integração de tecnologias em plantas híbridas. Não havendo necessidade de armazenamento térmico para operação da planta e a possibilidade da economia de combustível são fatores que justificam a análise destes sistemas. Uma planta de cogeração foi tomada como caso base para a integração de campos solares para pré-aquecimento da água de alimentação, geração de vapor saturado e geração de vapor superaquecido em paralelo com um dos geradores de vapor da usina. O sistema é analisado para cada hora de um ano meteorológico típico. Determina-se a eficiência glogal dos coletores solares e a eficiência solar para eletricidade, bem como o comportamento do sistema com as diferentes cargas de energia solar. Os estudos são desenvolvidos utilizando a linguagem de programação Python. São avaliados os efeitos diretos na eficiência térmica do ciclo com a introdução da energia solar. Os resultados encontrados apontam que a melhor proposta de integração é o pré-aquecimento da água de alimentação. A geração de vapor saturado e superaquecido em paralelo com a caldeira ocorre com temperaturas médias de transferência de calor no campo solar mais elevadas que no caso do pré-aquecimento. Dessa forma, as perdas térmicas do sistema são maiores para as duas propostas de geração direta de vapor. Além disso, a área necessária assim como o investimento inicial no caso da proposta de pré-aquecimento são menores que para as propostas de geração direta de vapor. O ciclo de caso base, apresenta uma eficiência térmica de 17,34% e um fator de utlização de 79,25% para a operação nas condições do período efetivo da safra. A proposta de operação para entressafra leva a eficiência do ciclo a 22,11%. A quantidade de bagaço economizado varia entre 1,07 e 10,12% em relação ao bagaço consumido pela planta durante o período efetivo de safra, entre as propostas de pré-aquecimento e geração de vapor superaquecido. A eficiência solar para eletricidade alcança 10,12 % para este caso (e com um múltiplo solar de 1,5). O custo nivelado da energia foi determinado para cada simulação e o melhor múltiplo solar para proposta foi especificado; os resultados da análise termoeconômica sugerem que a proposta de pré-aquecimento da água de alimentação tem o menor custo nivelado de energia, estimado em 565 US$/MWh.