Diapositivo 1

Centrais de cogeração em edifícios:
o caso da Sonae Sierra
Miguel Gil Mata
29 Maio 2009
FEUP – Semana da Energia e Ambiente
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Centrais de Cogeração em edifícios – o caso da Sonae Sierra
1. O conceito de Cogeração - eficiência e sustentabilidade
2. Aplicação aos centros comerciais
3. Racionalidade económica
4. Soluções tecnológicas
5. Breve apresentação da central do Norteshopping
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Definição de Cogeração
Definição Etimológica
Produção conjunta de duas ou mais formas de energia
Definição Legal Portuguesa
De acordo com o decreto-lei n.º 186/95, a cogeração é definida
como: O processo de produção combinada de energia eléctrica
e térmica, destinando-se ambas a consumo próprio ou de
terceiros, com respeito pelas condições previstas na lei.
Definição Técnica
Produção de energia eléctrica enquanto se satisfazem as
necessidades térmicas
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Cogeração: vantagens
A Cogeração apresenta diversas vantagens:
•Poupança de energia primária (face à produção separada de calor e electricidade)
•Menor emissão de gases com efeito de estufa
•Produção descentralizada, com consumo local – menores perdas de transporte
•Menores necessidades de investimento em redes de transporte e distribuição
•Redundância de fornecimento e auto-suficiência energética
•Aproveitamento de recursos locais
Cogeração - Eficiência - Sustentabilidade
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Aplicação aos Centros Comerciais
 Para satisfazer as necessidades energéticas próprias à exploração
de um Centro Comercial
Quais as necessidades energéticas de um Centro Comercial?
 Dependem do clima em que está inserido
Dependem da concepção do edifício
 Necessidade de Calor e Frio (principalmente)
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Necessidades energéticas num centro comercial
Frio
Calor
Aquecimento de piscina de
health-club
Águas quentes sanitárias
Climatização
(lojas e espaços
comuns)
Refrigeração
(retalho alimentar)
 Tudo somado, as necessidades maiores são de frio com eventual uso de calor quando
estão presentes “health-clubs” ou afins.
 As quantidades dependem da construção e dimensão do Centro Comercial.
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Diagrama de cargas típico de um Centro Comercial
4000
3500
3000
kWf
2500
2000
1500
1000
500
0
Hora
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Análise de viabilidade económica: que abordagem?
Remuneração
Investimento
Energia
Eléctrica
Operação e
Manutenção
Central de
Cogeração
Combustível
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Calor
Calor
Chiller de
Absorção
Frio
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Soluções Tecnológicas
Conversão de calor em frio
Para efectuar a conversão de calor em frio utilizam-se os
chamados “chillers” de absorção.
Os chillers de absorção utilizam uma
fonte de calor para gerar um ciclo de
refrigeração. O calor necessário
provém da queima directa de um
combustível, ou é fornecido na forma
de vapor de baixa pressão, água
quente, energia solar ou através de
um processo de purga quente.
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Maquinas primárias utilizadas em centrais de Cogeração
 Motores “Otto”
 Motores “Diesel”
 Motores “Stirling”
Turbinas
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Motores “Otto”
• É o tipo de motor que boa parte dos automóveis utiliza nos nossos
dias. Baseia-se no ciclo termodinâmico Otto.
Num motor de ciclo Otto a combustão dá-se da seguinte forma:
1- Mistura de ar e combustível;
2- Compressão em cada cilindro e a ignição é provocada por uma faísca
externa, na câmara de combustão;
3- O combustível queima-se e o pistão é empurrado para baixo;
4- Os gases de escape são dirigidos para fora;
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Motores “Diesel”
Num motor de ciclo Diesel, apenas ar é comprimido no cilindro,
sendo o combustível injectado na fase final do ciclo de compressão e
dando a sua ignição espontânea devido à alta temperatura do ar
comprimido.
Motor diesel mais potente do mundo:
Wärtsilä-Sulzer RTA96-C
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Turbinas
Turbina é um equipamento construído para captar e converter
energia mecânica e térmica contida num fluido, em trabalho de eixo.
Os dois tipos de turbinas mais utilizados em centrais de cogeração
hoje em dia são:
Turbina a gás
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Turbina a vapor
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Turbina a gás
Uma turbina a gás simples é constituída
por três secções fundamentais: Um
compressor, uma zona de combustão,
uma turbina de potência. Uma turbina a
gás funciona segundo o princípio do
ciclo de Brayton. Onde: "O ar
comprimido
é
misturado
com
combustível e inflamado em condições
de pressão constante".O resultado é a
expansão do gás quente que produz
trabalho através duma turbina.
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Turbina a vapor
Turbina a vapor é um equipamento que aproveita a energia calorífica do vapor e transforma em
energia mecânica.
Tipos de configuração:
• Contrapressão: neste tipo de turbina de vapor, o vapor sai da turbina à pressão atmosférica
ou a uma pressão mais elevada;
• Condensação: neste tipo de turbina de vapor, o vapor é “extraído” da turbina por subtiragens
intermédias a pressões inferiores à pressão atmosférica;
• Sistema com fluído orgânico, funcionando segundo um ciclo de base Rankine;
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Exemplo: a Central de Cogeração do NorteShopping
Chillers de absorção
Pfrio = 2 x 1750 kW
COP = 0.7
 eléctrico = 40%
 Térmico = 40%
Geradores em
ciclo Otto a GN
Pelec = 2 x 2950 kWe
(complementados por 8 MW de
refrigeração por compressão)
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