Os proprietários no Brasil podem ser: Empresas concessionárias de serviço público de geração;

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1 GERAÇÃO DISTRIBUÍDA

2 DEFINIÇÃO A geração distribuída de eletricidade consiste na produção da eletricidade no local de seu consumo, ou próximo a ele; Eventuais excedentes desta geração podem ser vendidos à rede local, ou a instalações vizinhas;

3 Os proprietários no Brasil podem ser: Empresas concessionárias de serviço público de geração; Produtores independentes de energia, ou autoprodutores; É comum os últimos complementarem suas necessidades de consumo deste energético através de aquisições da rede local.

4 Por não utilizar, ou utilizar pouco as redes de transmissão e distribuição, a geração distribuída propicia economias nos investimentos e nas perdas elétricas nestas redes. Os impactos ambientais oriundos da construção e operação de instalações de geração distribuída de eletricidade são, em geral, muito menores do que os ocasionados por centrais de grande porte.

5 As principais tecnologias de geração distribuída atualmente em uso no País são: As pequenas centrais hidrelétricas (PCH s); Pequenas centrais termelétricas, em geral utilizando motores de combustão interna e consumindo óleo diesel; Unidades de co-geração consumindo gás natural, óleo combustível, resíduos da biomassa, ou resíduos urbanos; Geradores eólicos e painéis fotovoltaicos (MPX 4 MW).

6 A lei 9074, de 07/07/1995, determina em seu artigo 8º que: O aproveitamento de potenciais hidráulicos, iguais ou inferiores a 1000 kw, e a implantação de usinas termelétricas de potência igual ou inferior a 5000 kw, estão dispensadas de concessão, permissão ou autorização, devendo apenas ser comunicadas a ANEEL.

7 A Resolução Normativa Nº 482, de 17 de Abril de 2012: Estabelece as condições gerais para o acesso de microgeração e minigeração distribuída aos sistemas de distribuição de energia elétrica. Microgeração distribuída: potência instalada menor ou igual a 100 kw e que utilize fontes com base em energia hidráulica, solar, eólica, biomassa ou cogeração qualificada, conforme regulamentação da ANEEL, conectada na rede de distribuição por meio de instalações de unidades consumidoras; Minigeração distribuída: potência instalada superior a 100 kw e menor ou igual a 1 MW para mesmas fontes fontes

8 Estabelece o sistema de compensação de energia elétrica: No qual a energia ativa injetada por unidade consumidora com microgeração distribuída ou minigeração distribuída é cedida, por meio de empréstimo gratuito, à distribuidora local e posteriormente compensada com o consumo de energia elétrica ativa dessa mesma unidade consumidora ou de outra unidade consumidora de mesma titularidade da unidade consumidora onde os créditos foram gerados, desde que possua o mesmo Cadastro de Pessoa Física (CPF) ou Cadastro de Pessoa Jurídica (CNPJ) junto ao Ministério da Fazenda. (Redação dada pela REN ANEEL 517, de )

9 PROINFA PROGRAMA DE INCENTIVO ÀS FONTES ALTERNATIVAS DE ENERGIA ELÉTRICA Por intermédio da lei /2002 foi instituído o PROINFA, com o objetivo de aumentar a participação da energia elétrica por empreendimentos de produtores independentes autônomos que empreguem geradores eólicos, pequenas centrais hidrelétricas e usinas termoelétricas consumindo produtos da biomassa, no SIN.

10 O objetivo do PROINFA era que o conjunto das fontes renováveis alternativas atendessem 10% do consumo anual de energia em 20 anos. A lei /2002 criou a Conta de Desenvolvimento Energético (CDE), onde um dos objetivos era financiar o PROINFA.

11 GERAÇÃO DISTRIBUÍDA COM BIOMASSA

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13 RESÍDUOS COMBUSTÍVEIS GERAÇÃO TERMELÉTRICA Resíduos do processamento da cana de açúcar; Resíduos animais; Resíduos vegetais (casca de arroz); Resíduos da indústria de papel e celulose (Lixívia e madeira); Carvão vegetal.

14 CONVERSÃO TERMOQUÍMICA DA BIOMASSA EM ELETRICIDADE Combustão direta da biomassa para produção de vapor e eletricidade em turbinas a vapor; Gaseificação da biomassa em gaseificadores e produção de eletricidade em turbinas a gás ou de ciclo combinado;

15 COMBUSTÃO DIRETA DA BIOMASSA A biomassa sólida pode ser transformada em eletricidade por meio da combustão em caldeiras, nos chamados ciclos de vapor. Produção de eletricidade com bagaço de cana

16 CICLOS DE POTÊNCIA

17 CICLO DE POTÊNCIA A VAPOR Q H W b combustível 2 Caldeira 3 W TV Turbina a Vapor Bomba 1 Q L Condensador 4

18 CALDEIRA A caldeira é o equipamento utilizado para produção de vapor a alta pressão. Caldeiras aquotubulares.

19 CALDEIRA

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21 Dados e parâmetros Tipos de caldeiras De retos tubos De tubos curvos com varios balões Convectivas de dois balões Radiantes Figuras 4.2- a) 4.2- b) 4.2- c) 4.2- d) Tipo de Ferradu Grelha Grelha Queima fornalha ra. basculante basculante. em De Grelha suspensão. Eficiência grelha inclinada rotativa Temperatura de vapor, o C Pressão do vapor, MPa Geração máxima de vapor, t/h até 550

22 TURBINAS A VAPOR Turbina Vapor é a MáquinaTérmica que utiliza a energia do vapor. Transforma em energia mecânica a energia contida no vapor (energia térmica e de pressão). As turbinas a vapor são partes de um sistema gerador de potência. Sistemas de potência com turbina a vapor visam energia elétrica ou mecânica e vapor para processo industrial.

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25 GASEIFICAÇÃO DA BIOMASSA Conversão da biomassa sólida num gás Composição: CO (10-15%); H 2 (15-20%) e CH 4 (3-4%). O gás pode ser utilizado diretamente num motor CI acoplado a gerador. Caldeiras ou fornalhas. Ciclos combinados (BIG/GT).

26 GASEIFICAÇÃO DA BIOMASSA - GASEIFICADORES Secagem, pirólise, redução e combustão (oxidação); Os gases quentes da zona de combustão passam em seguida para o zona de redução, sempre acima ou abaixo da zona de combustão, onde na ausência de oxigênio ocorrem as reações típicas que originam o gás combustível.

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28 Poder calorífico do gás: 5 MJ/m 3 Casca de arroz: 3,5 kg gera 1 kwh Madeira: 1,4 kg gera 1 kwh Carvão: 0,9 kg gera 1 kwh

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30 TURBINAS A GÁS

31 TURBINAS A GÁS

32 TURBINA A GÁS As turbinas de gás operam em ciclo aberto, como se ilustra na Figura. O ar atmosférico é conduzido ao compressor, onde a temperatura e a pressão são elevadas. Na câmara de combustão, o ar entra em contato com o combustível (normalmente, gás natural) que está a pressão constante.

33 TURBINA A GÁS Os gases resultantes desta mistura, a alta temperatura, entram na turbina, onde são expandidos, produzindo trabalho. O trabalho útil é a diferença entre o trabalho entregue pela turbina e o trabalho entregue ao compressor. Os gases exauridos são rejeitados,sendo possível aproveitar, de forma útil, o calor associado.

34 TURBINA A GÁS O rendimento global de uma usina a gás é de %. Vantagens: Combustível, sistema compacto, sem água de resfriamento, localização próximo ao consumo.

35 CICLO COMBINADO DE VAPOR E GÁS

36 BIG-GT CICLO DE BIOMASSA COM INTEGRAÇÃO DE TURBINA A GÁS E VAPOR

37 CICLO BIG - STIG

38 MICROTURBINAS A GÁS

39 MICROTURBINAS

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41 MICROTURBINAS Tem uma faixa de capacidade de 25 a 1000 kw; Combustíveis empregados: Gás natural, biogás, hidrogênio, diesel, biodiesel, etc. Eficiência: 20 a 30% Cogeração: água entre 50 e 80 o C com recuperador de calor.

42 MICROTURBINA A BIOGÁS 30 KW

43 MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA Faixas de capacidade: 5 kw a 30 MW ou maiores; Combustíveis: gás natural, óleo diesel, biogás, biodiesel, etc. Eficiência: 25 a 45% Adequação a sistemas de cogeração: a eficiência pode chegar a 80%.

44 MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA Unidade de alta rotação: 1200 a 3600 RPM. Motores de automóveis; Unidades de média velocidade: 275 a 1200 RPM, de locomotivas e navios de médio porte; Unidades de baixa rotação: 58 a 275 RPM, motores de grandes navios.

45 MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA Existem dois tipos de motores alternativos: ignição por faísca, que usam normalmente o metano (gás natural) como combustível, embora também possam recorrer ao propano ou à gasolina, e de ignição por compressão que operam com diesel ou biodiesel.

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48 MOTOR CICLO OTTO Admite uma mistura (ar+gás, ar+álcool, ar+gasolina). Comprime a mistura (taxa de 10:1). Ignição por meio da vela. Expansão dos gases. Expulsão dos gases.

49 MOTOR CICLO DIESEL Admite somente ar. Comprime somente ar (taxa entre 15 e 25:1). No final da compressão injeção de combustível e Combustão. Expansão dos gases. Expulsão dos gases.

50 MOTOR CICLO DIESEL

51 VANTAGENS DO MOTOR CICLO DIESEL Rendimento térmico melhor devido a maior taxa de compressão (58% Diesel e 45% Otto). Consumo específico pequeno = 160 a 180 g/cvh, enquanto que o Otto g/cvh. A baixa carga o consumo de combustível é metade do Otto. Mais durável que o Otto.

52 DESVANTAGENS DO MOTOR CICLO DIESEL Peso. Fabricação mais cara. Resfriamento mais crítico. Ruído.

53 COGERAÇÃO Produção de eletricidade e calor a partir de uma única fonte de energia primária. As quantidades de trabalho mecânico, energia elétrica e calor ou frio requeridos pelo processo produtivo são o ponto de partida para o dimensionamento dos sistemas de cogeração. Relação: W/Q

54 COGERAÇÃO DE VAPOR E ELETRICIDADE

55 GERAÇÃO/COGERAÇÃO Usinas de Açúcar e Álcool: bagaço da cana. Indústrias de papel e celulose: Licor negro e resíduos de madeira. Madeireiras: Resíduos de madeira. Beneficiamento de arroz: Casca de Arroz.

56 USINA DE AÇÚCAR E ÁLCOOL

57 USINAS DE AÇÚCAR E ÁLCOOL São auto suficientes, no mínimo. De toda a energia gerada, cerca de 8% é excedente. O qual pode ser vendido para a distribuídora local ou leilões do governo. Ampliação.

58 INDÚSTRIA DE PAPEL E CELULOSE Processo kraft Solução de hidróxido de sódio/sulfito de sódio (licor branco). Separa a lignina da celulose em digestores. A lignina é o licor negro (60% de sólidos) queimado em caldeiras de recuperação. O resultado são sais inorgânicos -misturados com água licor verde caustificado licor branco fecha o ciclo.

59 INDÚSTRIA DE PAPEL E CELULOSE A lixívia ou licor negro é produzido a uma relação 1 a 1,4 kg/kg de celulose. Poder calorífico de 12 a 13 MJ/kg de lixívia seca. Somada aos resíduos de madeira, pode gerar energia para atender a planta.

60 INDÚSTRIA DE PAPEL E CELULOSE kwh por tonelada de celulose. Geração de vapor a 6,5 MPa e 400 o C. No Brasil a cogeração nas indústrias de papel e celulose respondem por 80 a 85% da demanda de eletricidade. Futuro Gaseificação da lixívia.

61 RESÍDUOS DE MADEIRA E ARROZ Geração de eletricidade com os resíduos de processo de beneficiamento. Poucas indústrias tem condições de viabilizar em função da baixa capacidade (economia de escala). A casca de arroz por ser abrasiva, reduz a vida útil das caldeiras.

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