COGERAÇÃO E TRIGERAÇÃO

Cogeração: uso de uma máquina térmica para

geração simultânea de energia (elétrica ou

mecânica) e calor.

Trigeração: uso de uma máquina térmica para

geração simultânea de energia (elétrica ou

mecânica), calor e frio.

Cogeração e trigeração aumentam a eficiência do

uso do combustível, em relação à geração

separada de energia, calor e frio.

CICLOS TOPPING E BOTTOMING

Topping: primeiro gera-se energia

eletromecânica e depois calor.

• Exemplo: usinas a gás a ciclo combinado.

Bottoming: primeiro gera-se calor e depois

energia eletromecânica.

• Utilização restrita, pois o calor rejeitado se

encontra a temperaturas geralmente

insuficientes para geração de energia

eletromecânica.

CICLO TOPPING

Fonte: BARJA, 2006.

CICLO BOTTOMING

Fonte: BARJA, 2006.

CICLOS TOPPING E BOTTOMING

Fonte: BARJA, 2006.

PLANTA DE COGERAÇÃO

Fonte: ANDREOS, 2013.

UTILIDADES DA COGERAÇÃO

Fonte: BARJA, 2006.

BALANÇO TÉRMICO

Fonte: BARJA, 2006.

TURBINA A GÁS - ESQUEMA

Fonte: BARJA, 2006.

ROTOR DE UMA TURBINA A GÁS

Fonte: ALSTOM

USINA A GÁS A CICLO SIMPLES

Fonte: http://www.consumersenergy.com

USINA A GÁS A CICLO COMBINADO

Fonte: http://www.mhps.com/en/

EXEMPLO DE USINA A CICLO COMBINADO

Usina Elétrica a Gás de Araucária (UEGA).

2 turbinas a gás, 1 turbina a vapor, 3 geradores.

Potência instalada: 469 MW.

Combustível: gás da Bolívia.

Temperatura de combustão do gás: 1000°C.

Temperatura do vapor superaquecido: 522°C.

Temperatura dos gases de exaustão: 82°C.

USINA ELÉTRICA A GÁS DE ARAUCÁRIA

Fonte: UEGA.

QUALIFICAÇÃO DA COGERAÇÃO

Decreto 2003/1996: Define e regulamenta a

Produção Independente e a Autoprodução de

energia elétrica com fontes alternativas e

renováveis.

Resolução ANEEL 235/2006: Estabelece os

requisitos para a qualificação de centrais

termelétricas cogeradoras de energia.

QUALIFICAÇÃO DA COGERAÇÃO

Energia da Fonte (Ef). Energia recebida pela central

termelétrica, em kWh/h, em seu regime operativo

médio. No caso dos combustíveis, é o Poder Calorífico

Inferior (PCI).

Energia da Utilidade Eletromecânica (Ee). Energia

fornecida pela central termelétrica, em kWh/h, em seu

regime operativo médio, em termos líquidos,

descontado o consumo dos serviços auxiliares

elétricos da central.

QUALIFICAÇÃO DA COGERAÇÃO

Energia da Utilidade Calor (Et): Energia cedida pela

central, no seu regime operativo médio, em kWh/h,

em termos líquidos, descontadas as energia de baixo

potencial térmico que retornam à central.

Fator de Cogeração (Fc%): Parâmetro função da

potência instalada e da fonte da central. Aproxima-se

do conceito de Eficiência Exergética.

Fator de Ponderação (X): parâmetro adimensional

definido em função da potência instalada e das

eficiências.

QUALIFICAÇÃO DA COGERAÇÃO

Taxa de Economia Mínima (TEC): economia mínima

que uma usina deve ter para ser qualificada.

Rendimento térmico de referência ( ).

Rendimento eletromecânico de referência ( ).

Razão entre os rendimentos .

Rendimento para fins de qualificação .

QUALIFICAÇÃO DA COGERAÇÃO

Fonte: BARJA, 2013.

CENTRAIS QUALIFICADAS ATUAIS

Situação em 1/10/2014, de acordo com o Banco de

Informações da Geração (BIG), da Aneel.

Participação na capacidade total em operação: 1,91%.

COGERAÇÃO NO MUNDO (%)

Fonte: http://large.stanford.edu/courses/2010/ph240/askarov1/

SISTEMA INTERLIGADO NACIONAL (SIN)

Fonte: ONS.

ESTRUTURA DESVERTICALIZADA

AMBIENTES DE CONTRATAÇÃO

GERAÇÃO

Ambiente deContratação

ReguladaACR

Ambiente deContratação Livre

ACL

Preços de suprimento resultante de leilões

Preços de suprimento livremente negociados

D CL C

D: distribuidores

CL: consumidores livres

C: comercializadores

Competição plena

CONSUMIDORES LIVRES E ESPECIAIS

ENERGIA INCENTIVADA (COM DIREITO A DESCONTO NA TARIFA DE USO)

Fonte: CCEE.

ENERGIA CONVENCIONAL (SEM DIREITO A DESCONTO NA TARIFA DE USO)

Fonte: CCEE.

PROD. TERMO ENTRE 2010 E 2014 (%)

Fonte: Adaptado de https://www.e-education.psu.edu/ebf200up/node/178

OFERTA E DEMANDA DE ENERGIA

PLD DO SUDESTE/CENTRO-OESTE

Fonte: D’ARAUJO, 2014.

PLD SE/CO X PREÇO DO NORD POOL

Fonte: D’ARAUJO, 2014.

ESTRATÉGIAS PARA COGERAÇÃO

O aumento da eficiência energética obtida com a

cogeração é importante, mas não basta.

O empreendimento deve ser analisado como um

todo, especialmente do ponto de vista

econômico-financeiro.

O aumento da cogeração na matriz energética

brasileira pode ser conseguido com estratégias

de mercado adequadas e negociação da energia

no mercado livre.

REFERÊNCIAS

BALESTIERI, José A. P. Geração combinada de eletricidade e

calor, UFSC, 2002.

BARJA, Gabriel J. A. A cogeração e sua inserção ao sistema

elétrico. Dissertação de Mestrado, UnB, 2006.

ANDREOS, Ronaldo. Estudo de viabilidade técnico-

econômica de pequenas centrais de cogeração a gás

natural no setor terciário do estado de São Paulo.

Dissertação de Mestrado, USP, 2013.

D’ARAUJO, Roberto P. Da superfície para as profundezas:

um modelo com defeitos genéticos – artigo que tenta

explicar a crise, 2014.