A tecnologia ORC mais lucro, usando calor residual.

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1 A tecnologia ORC mais lucro, usando calor residual. O processo de ciclo orgânico de Rankine (OCR) é similar ao ciclo básico de Rankine mas em vez de água utiliza um azeite orgânico em uma caldera de baixa temperatura como fluído intermedio. A temperatura de operação está entre 70 ºC e 300 ºC. Devido às propriedades físicas do fluído orgânico, a expansão do vapor saturado não conduz à zona de vapor húmido, senão que fica na zona de vapor sobrecalentado. Para incrementar a eficiência pode utilizar-se um regenerador entre a turbina e o condensador para precalentar o azeite orgânico. Alem disso, pode utilizar-se um economizador para recuperar o calor dos gases de escape da caldera. Graças às baixas temperaturas, o azeite orgânico pode aquecer-se directamente em uma caldera. Já que não se requer uma caldera de vapor, os custos de investimento e manutenção são consideravelmente menores que em plantas de vapor. Outra vantagem em frente às turbinas de vapor convencionales é a possibilidade de operar a ónus parciais em um rango entre o 30% e o 100% de pleno ónus. 1

2 O Ciclo Orgânico de Rankine (ORC) pode comparar-se ao ciclo de vapor tradicional, com a particularidade que o vapor é substituído por um fluído orgânico, também chamado de fluído ORC. O oléo térmico é também um fluído orgânico porém utilizado nas fontes térmicas de temperatura elevada para a condução do calor rejeitado pela fonte de calor para o vaporizador-orc. O fluído ORC é aquecido de modo indireto. A vantagem é que o fluído ORC atinge o ponto de saturação em temperaturas mais baixas, aumentando a durabilidade e a segurança. O ponto de evaporação da maior parte dos fluídos é amplamente superior aos 100 C, temperatura de evaporação da água. A aplicação de outros tipos de fluídos, com uma temperatura de evaporação mais baixa, permite também um aproveitamento do calor residual em temperatura mais baixa. O Hexano, o pentano e os oléos de silicone são os fluídos orgânicos de maior aplicação. Os fluídos mais usados são os oléos de silicone. Fluídos como o hexano ou o pentano são utilizados em projetos de temperatura baixa em grande escala, entre outros em aplicações na geotermia. O ORC se aplica na transformação de calor de temperatura mais baixa em energia elétrica. E é aplicado em instalações com potência elétrica pequena (200 kw a 3 MW) para o qual o uso do ciclo de vapor em alta pressão não é interessante, por causa do alto custo de investimento. Nestas aplicações o ciclo de vapor em pressão baixa gera rendimentos comparávéis ao do ORC, porém os custos operacionais mais altos e o menor desempenho em carga reduzida do ciclo de vapor avantajeam o ORC. 2

3 Atualmente o Ciclo Orgânico Rankine (ORC) é bastante difundido no setor de energia durável, como na geotermia (geração de energia elétrica a partir de calor proveniente da terra) e introduziuse (graças aos preços energetícos em alta) na produção de energia elétrica a partir de calor residual. O ORC também é utilizado nos projetos CSP como, por exemplo, nos projetos de energia solar em grande escala. As primeiras instalações foram implantadas nos anos 80 e até hoje ainda são operacionais. O tecnólogia do ORC é principalmente aplicada na recuperação de energia elétrica a partir de calor residual dos processos industriais. Tanto o calor residual nos gases de combustão como o calor residual na água podem ser utilizadas pelo Módulo-ORC para a geração de energia elétrica. Aqui abaixo um mapa localizando os projetos ORC realizados na Europa de um dos nossos parceiros tecnológicos. 3

4 Mais lucro, usando calor residual; Arranque simples e desempenho vantajoso em regime parcial; A alta pressão necessária no uso de vapor é pouco viável e caro para instalações menores, a utilização do ORC é mais barato; Calor residual com baixo valor pode ser reaproveitado imediatamente pelo ORC sem o uso de combustivéis fósseis ou biocombustivéis; Implantação fácil dos Módulos- ORC padronizados; O ORC é de uso fácil; O ORC utiliza uma tecnologia resistente necessitando pouca manutenção; O ORC é totalmente automatizado; Os fluídos orgânicos utilizados têm baixo impacto ambiental; NÃO HÁ EMISSÃO; Geração de energia elétrica a partir de fluxos de calor residual de processos industriais: flares; incineração de resíduos; gases de combustão; Conectado a uma turbina a gas no qual o calor residual dos gases de combustão é transformado em eletricidade; Interligado com o calor residual de uma caldera; Uso do calor residual proveniente de uma central de cogeração a fim de aumentar a produção de eletricidade: o rendimento tanto energético como econômico desta central de cogeração pode ser incrementado mediante o ORC, que transforma o calor residual dos gases de combustão desaproveitados em eletricidade e calor de baixo valor térmico; CO2 POSITIVO O calor residual pode ser aproveitado na forma de gases de combustão, água, oléos térmicos,. 4

5 Nossa proposta de cooperação sempre ressalta do conceito de um investimento pela terceira parte (BOO = Built Own Operate). A OPERADORA do Módulo- ORC atua como parceira no fornecimento de energia (energia elétrica e calor ou somente fornecimento de eletricidade). A sua empresa não correrá nenhum risco de investimento. O risco tecnológico fica também por conta da sua parte contratante (Nimy-Projects). As vantagems da recuperação de calor residual (para fins de geração de eletricidade (e água quente)) se fundamenta em: uma compensação financeira anual é tarifas competidoras da energia elétrica e térmica em favor da sua empresa. Vale saber neste âmbito que o ORC tem capacidade de funcionar em produção contínua a carga contínua, que é propício em relação ao eventual desequilíbrio energético entre a demanda e a produção. Outras tecnologias de energia renóvaveis destacam-se pela caraterística muito variável (a disponibilidade de sol e vento), resultando, no consumo destes tipos de corrente, em um perfil de consumo muito inconsistente. Tal perfil inconsistente é freqüentemente penalizado pela fornecedora de energia elétrica excedente. Isto não é o caso para o Módulo-ORC. Sua empresa concede um direto de superfície à parte contratante (construtora, operadora e proprietária) tendo em vista o desenvolvimento, a construção e a exploração do Módulo ORC nos seus terrenos e/ou nos seus prédios. Por isto é faturada uma compensação anual competidora em comparação com o custo de outras aplicações de energia renóvavel. Sua empresa fornece o calor residual à parte contratante que o transforma em energia aproveitável (água quente e eletricidade). Esta energia é fornecida a sua empresa (e/ou a terceiros) a uma tarifa muito atrativa. O consumo de toda a energia de recuperação não é obrigatória, porém desejável. Pode realizar-se também uma economia no consumo de água quente. A remuneração económica se traduz em este caso em um desconto no custo atual do abastecimento térmico (caleifação de prédios, processos indústriais,..). A economia traduzida em valores absolutos depende do aproveitamento efetivo da energia recuperada. Quanto maior a quantidade de energia recuperada que pode ser consumida, tanto maior sera a remuneração económica expressa em valores absolutos. Neste caso o consumo de energia térmica não é obrigatório. 5

6 A demanda de Módulos-ORC é tão grande que o atendimento sofre atrasos por parte das fornecedoras. Porém espera-se resolver esta lacuna com a entrada no mercado de empresas produtoras de maior porte. A instalação do Módulo-ORC leva pouca tempo visto que a montagem realiza-se nas oficinas do fabricante. O ORC é entregue pronto para ser implantado no local. A realização da conexão na rede e a incorporação nas tubulações da rede térmica existente leva um certo tempo. Após a celebração do contrato de cooperação, o detalhado estudo de viabilidade é efetuado. Este estudo analisa os pontos de partida,bem como as opções de conexão para a eletricidade e o calor. Após este estudo, é decidido se eventualmente o projeto será implementado. Se for necessário também havera contratações suplementares de terceiros quando o fornecimento de elétricidade e/ou calor exceder a demanda da sua empresa. Ao mesmo tempo é iniciado a medição do calor residual (se já não for o caso). Esta medição perdura por todo o prazo de funcionamento do projeto. Deste modo pode realizar-se um avaliação contínua do calor residual introduzido e da energia gerada. Será requerido a obtenção de uma de licença autorizando a implantação da instalação ORC. Considerando que não há emissão ou outros tipos de poluição do meio-ambiente, o processo de licenciamento é realizado sem dificuldades e a curto prazo (4 meses). Este prazo é muito curto em comparação aos outros projetos de energia (renovável). Projetos de geração de energia eólica levam muito tempo para serem realizados. O projeto de desenvolvimento pode levar 4 anos ou maís, principalmente por causa da dificuldade de obter o licenciamento devido. Após a instalação do Módulo-ORC, a produção de energia elétrica e térmica pode iniciar-se imediatamente. 6

7 A produção de energia pelo Módulo-ORC é equiparada à produção de calor residual. Isto significa que quando a produção de calor é contínua, a produção pelo Módulo-ORC também será contínua. Isto é importante para a confiabilidade da produção e o desequilíbrio energético eventual com o consumo. Isso e contrário aos projetos de energia eólica e fotovoltaica. Em conseqüencia problemas de desequilíbrio são praticamente inexistentes. A disponibilidade dos Módulos-ORC é aproximadamente de 98%, sem dúvida destacando sua fiabilidade. Um Módulo-ORC pode facilmente funcionar 8500 horas por ano em regime contínuo. Está estabelecido no contrato que o módulo é retirado em sua totalidade ao advento do termo final do contrato, ou quando a proprietária/operadora anula o contrato antecipadamente. Todos os danos sofridos são indenizados. O terreno ocupado é restituído em seu estado original. A proprietária responsibiliza-se por todos os prejuízos conseqüentes. Quando o contrato é anulado antecipadamente por parte da fornecedora de calor residual, o Módulo- ORC é desmantelado a custo desta fornecedora. Todos os danos neste ambîto, sofridos pela proprietária/operadora são indenizados. A superfície necessária? O Módulo-ORC requer uma superfície determinada. Para um módulo possuindo uma potência de 500 a 600 KW basta um local de dimensões de 19 metros por 7 metros. A altura do local designado para a implantação do módulo é de aproximadamente 6 metros. Um ORC possuindo potência de 1500 KW requer uma superfície de dimensões de 20 metros por 11 metros e tem uma altura de 7 metros. 7

8 A fim de verificar as opções para sua empresa, precisamos dos dados seguintes: 1. Tipo de calor residual (gasoso, água, ); 2. Descrição da fonte de calor residual (tecnologia); 3. Temperatura do calor residual ( C); 4. Vazão de calor residual (KG/segundo); 5. Disponibilidade de calor residual (h/ano); 6. Demanda de eletricidade (MWh/ano energia média no intervalo de tempo considerado) 7. Custo de eletricidade; 8. Demanda de calor (MWh/ano), perfil da demanda de calor; 9. Custo de produção de calor; 10. Esquema básico das instalações existentes (elétricos e térmicos); 11. Descrição das instalações de transmissão elétrica e térmica; 12. Planta de um local adequado para o Módulo ORC na propriedade da sua empresa. Baseando-se nestes dados, nossa consultoria consegue determinar a viabilidade de um projeto, elaborando assim uma simulação das economias a serem realizadas. AV. JULIO DE CASTILHOS 1453 App. 42, CAXIAS DO SUL (RIO GRANDE DO SUL) Fone: (+55) (54) Cel: (+55) (54) pdb@nimy-projects.com Site: www. Nimy-Projects.com 8