Sistema compacto de cogeração baseado em uma microturbina

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  • Publicado : 26 de outubro de 2011
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Resumo: Sistemas de cogeração deverão contribuir para a ampliação da capacidade instalada, descongestionamento e aumento da confiabilidade do sistema de transmissão, diversificando a matriz energética. Neste trabalho é apresentada uma análise termodinâmica de uma planta de cogeração compacta, tendo como motor primário uma microturbina a gás natural de 28KW ISO para a geração termelétrica. Aplanta de cogeração tem como produto produtos, energia elétrica e água gelada para a refrigeração, essa água é produzida por uma máquina de refrigeração por absorção com capacidade para 8,5TR (taxa de resfriamento). Esta é uma análise preliminar que leva em consideração a Primeira Lei da Termodinâmica.
Palavras – chave: termodinâmica, gás natural e microturbina.

Abstract: Cogeneration systemsshould contribute to the expansion of capacity, congestion and increase reliability of the transmission system, diversifying the energy matrix. This work presents a thermodynamic analysis of a cogeneration plant compact, with the prime mover to a natural gas microturbine ISO 28KW for thermal generation. The cogeneration plant has a product products, electricity and chilled water for cooling, thiswater is produced by an absorption refrigeration machine with a capacity of 8.5 TR (cooling rate). This is a preliminary analysis that takes into account the First Law of Thermodynamics.
Keywords: thermodynamics, natural gas, microturbine.



1. Introdução:

A geração de energia elétrica é predominantemente centralizada emgrandes usinas hidrelétricas. Este cenário implica emperdas com linhas de transmissão devido à distância para os grandes outros centros consumidores, reduzindo a eficiência global e por vezes colocando em risco a confiabilidade do sistema elétrico. Dentre as alternativas que se apresentam a geração de energia distribuída (GD) tende a ganhar cada vez mais espaço, Ainda são poucos os estudos que tratam do assunto, eventualmente sugerindo medidas quepossam contribuir efetivamente com um novo modelo elétrico para o mercado brasileiro.
A GD pode ser definida como a geração de potência elétrica através de pequenas unidades, tipicamente menores do que 25 MW, estrategicamente localizadas perto dos consumidores e centros de carga, que fornecem benefícios para os consumidores e suporte para a operação econômica da rede de distribuiçãode eletricidade existente.
Sistemas de cogeração apresentam uma alta eficiência, mas geralmente são projetados para atender apenas indústrias de médio e de grande porte. Entende-se por cogeração a geração simultânea de energia elétrica e térmica a partir de uma mesma fonte de energia primária.
O objetivo deste trabalho é propor e analisar termodinamicamente um sistema compacto decogeração baseado em uma microturbina acoplada a uma máquina de refrigeração por absorção (chiller), a qual tem a função de produzir água gelada para refrigeração.

2. Fundamentação Teórica:

O estudo desse trabalho se baseia numa análise de trocas de calor e realização do trabalho de uma máquina, por isso, priorizamos a termodinâmica e suas leis.
A termodinâmica é o estudo das relações entreas quantidades de calor trocadas e os trabalhos realizados num processo físico, envolvendo um corpo e o meio exterior. O calor é transferido por diversas formas (condução, convecção e radiação), no entanto, o que nos interessa é saber que quanto maior a temperatura, maiores as velocidades das moléculas e mais frequentes os choques entre elas. Desse modo, ocorre a transferência de energia cinéticapara as moléculas de menor velocidade. Podemos, portanto, considerar a temperatura uma propriedade que determina o sentido que se propaga o calor.
Do mesmo modo que o calor, o trabalho também se relaciona com a transferência de energia. No entanto, o trabalho corresponde a trocas energéticas sem influência de diferenças temperatura, e nesse aspecto se distingue do calor. O gás pode sofrer...
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