Made available in DSpace on 2016-12-23T14:07:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Raphael Mariano Macieira - Parte 1.pdf: 2082403 bytes, checksum: 0145a5a29417fe7c6d36a2a1417ff32b (MD5) Previous issue date: 2013-11-06 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The production process in an integrated steel mill produces gases, which can typically be used as fuel by the plant itself. However, managing the distribution of combustible gases is a complex activity, mainly because of the imbalances between production and consumption profiles of gases, the capacity and operational constraints of gas accumulators, and the constraints to energy use in power plants. The objective of this work is to use mixed integer linear programming (MILP) as a formulation for the problem distributing gases in the integrated steel mill, and to solve the formulated MILP making use of an algorithm that was developed using the Branch and Bound technique together with the Simplex method. Finally, the case studies confirm that the model is able to find an optimal solution for the proposed problem / Nos processos para produção de aço em uma usina siderúrgica integrada são produzidos gases que normalmente podem ser aproveitados como combustíveis pela própria planta. Entretanto, gerenciar a distribuição destes gases combustíveis é uma atividade complexa, principalmente por causa dos desequilíbrios entre os perfis de produção e consumo dos gases, das limitações de capacidade dos acumuladores de gases e suas restrições operacionais, além das restrições para aproveitamento energético nas centrais termoelétricas. O objetivo deste trabalho é usar a programação linear inteira mista (MILP) como uma formulação do problema da distribuição de gases na usina siderúrgica integrada; e, para solucionar a MILP usar um algoritmo que foi desenvolvido usando a técnica Branch and Bound em conjunto com o método Simplex. Por fim, estudos de casos confirmam que o modelo é capaz de encontrar uma solução ótima para o problema formulado

Com a crescente busca por energia sustentável os países do mundo lutam para dominar tecnologias cada vez mais novas nesse mercado competitivo. Nesse âmbito a geração distribuída tem alavancado a maioria das novas pesquisas para geração ou cogeração de energia elétrica. Neste trabalho são propostos dois reatores de hidrogênio para operação de células combustíveis. A geração de hidrogênio de ambos os reatores ocorrerá por meio da reação entre água e alumínio assistido por hidróxido de sódio. Estudaram-se diversas variáveis acerca desta reação, sobretudo, a influência da temperatura e a concentração de hidróxido de sódio. Houve uma investigação dos aspectos sustentáveis do reator, evidenciando a importância industrial do resíduo do reator e a sua não degradação ambiental, bem como a possibilidade do uso de latas de alumínio vazias para a produção de hidrogênio para utilização em um PEMFC. / With the growing search for sustainable energy countries around the world struggle to dominate more and more new technologies in this competitive market. In this context distributed generation has leveraged most new research to generation or cogeneration of electricity. This paper proposes two reactors hydrogen fuel cell operation. The hydrogen generation from both reactors occurs by reaction between water and aluminium assisted by sodium hydroxide. They were studied on different variables of this reaction mainly the influence of the temperature and the concentration of sodium hydroxide. There was an investigation of sustainable aspects of the reactor, indicating the importance of the industrial reactor and its non-residue environmental degradation, as well as the possible use of empty aluminium cans for producing hydrogen for use in a PEMFC.

Após a divulgação recente pela Petrobrás, da descoberta de uma grande quantidade de Gás Natural (GN) na bacia de Santos, as políticas de incentivo ao seu consumo e conseqüente aumento de sua participação na matriz energética nacional ganham força. Aliada a isto, a busca crescente da adoção dos conceitos do Desenvolvimento Sustentável (DS) e do Planejamento Integrado de Recursos (PIR) na utilização dos recursos energéticos em favor da sociedade, necessita da implementação de novos métodos de abordagem dos usos destes recursos de forma integrada. Este trabalho tem como objetivo estudar a contribuição do GN no Setor Elétrico. O estudo será feito através de uma análise de cenários de expansão do mercado do gás no estado de São Paulo a partir da previsão indicativa de usinas termelétricas do Plano Decenal de expansão do Setor Elétrico. Para isto, serão estudados os usos do GN diretamente associados à energia elétrica no país: geração termelétrica, cogeração industrial e aquecimento residencial de água para banho. Após a apresentação dos usos e suas tecnologias, será proposta a metodologia para a execução deste estudo. A metodologia será baseada nos aspectos de Consumo de Gás Natural, Custo de Investimento e Emissão de CO2. Será então desenvolvido um estudo de caso aplicado à região central do estado de São Paulo, nas proximidades do Gasoduto Bolívia Brasil (GASBOL), região com alto grau de industrialização e infra-estrutura, e próxima dos principais pontos da malha de Gás Natural existente no país. Os resultados apontam para a importância da integração entre os planejamentos dos setores de GN e EE, dando mais atenção aos usos distribuídos do GN, que possuem maior rendimento e contribuem ainda mais para o Desenvolvimento Sustentável. / After the recent announcement by Petrobrás about the discovery on a large amount of Natural Gas (NG) in the Santos Field, consumption incentive policies and the expectation about its growth on national energy matrix are taking place again. Besides, the growing search towards the Sustainable Development (SD) and Integrated Resource Planning (IRP) concepts on energetic resources utilization at service of society needs new integrated resources utilization approach methods. This dissertation intends to study the contribution of Natural Gas use on Electric Energy Sector. The study is based on a market expansion scenarios analysis applied to the São Paulo NG market starting from the indicative thermoelectric plants planning presented on the Electric Brazilian Sector Expansion Decade Plan. For this, the straightly related to EE uses of NG: thermoelectric generation, industrial cogeneration and residential water heating are being discussed. After the uses and their technology discussion, the methodology for this study execution will be presented. It is based on NG Consumption, Investment Cost and CO2 Emission. It will be then presented a case study applied to the central region of São Paulo State, on the neighbors of Bolivia-Brazil Gas Duct (GASBOL), a region with good industrialization and infrastructure degree, near to the most important points of Brazilian NG mesh. The results show the importance of the integration between NG and EE sectors planning, with special attention to the distributed uses of NG, more efficient and better contributing to the sustainable development.

Made available in DSpace on 2017-07-10T19:25:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Florian Schirmer.pdf: 2016231 bytes, checksum: 57aa2561433d1c4c0448c03930721ca7 (MD5) Previous issue date: 2006-06-27 / This work has an objective to study and to compare energetic and exergetic indicatives of two sugar and alcohol sector industry. The study was realized in 2005 harvest time at both industries. It was opted in doing the experiment collecting datas from individual boilers in each industry, quantity of ground cane, properties of cane and bagasse, quantity of energy involved in process per sectors, commercialized energy with the concession of each region and characteristics of each equipment involved in the process. The data were collected from respective department data-bank and through interviews with the responsibles for each sector, being the work based on studies done by diary and monthly average from collected data. The results pointed that each analyzed industry has different indicators for each studied data. The study states that both factories need more efficient equipments. And exergetic indicators presented results next to the studies done to Vale do Rosário Factory and mentioned on this work. / Este trabalho teve como objetivo estudar e comparar indicativos energéticos e exergéticos de duas indústrias do setor sucroalcooleiro. O estudo foi realizado no período de safra 2005 em ambas as indústrias. Optou-se em se fazer o experimento utilizando-se dados das caldeiras individualmente em cada indústria, quantidade de cana moída, propriedades da cana e do bagaço, quantidade de energia envolvida no processo por setores, energia comercializada com a concessionária de cada região e características de cada equipamento envolvido no processo. Os dados foram colhidos dos bancos de dados dos respectivos departamentos e por meio de entrevistas com os responsáveis de cada setor, sendo o trabalho baseado em estudos feitos pelas médias diárias e mensais dos dados coletados. Os resultados apontaram que cada indústria analisada tem indicadores diferentes para cada dado estudado. O estudo comprova que ambas as usinas necessitam de equipamentos mais eficientes. Já os indicadores exergéticos apresentaram resultados muito próximos aos do estudo feito para a Usina Vale do Rosário e mencionados neste trabalho.

Made available in DSpace on 2017-05-12T14:48:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Florian Schirmer.pdf: 2016231 bytes, checksum: 57aa2561433d1c4c0448c03930721ca7 (MD5) Previous issue date: 2006-06-27 / This work has an objective to study and to compare energetic and exergetic indicatives of two sugar and alcohol sector industry. The study was realized in 2005 harvest time at both industries. It was opted in doing the experiment collecting datas from individual boilers in each industry, quantity of ground cane, properties of cane and bagasse, quantity of energy involved in process per sectors, commercialized energy with the concession of each region and characteristics of each equipment involved in the process. The data were collected from respective department data-bank and through interviews with the responsibles for each sector, being the work based on studies done by diary and monthly average from collected data. The results pointed that each analyzed industry has different indicators for each studied data. The study states that both factories need more efficient equipments. And exergetic indicators presented results next to the studies done to Vale do Rosário Factory and mentioned on this work. / Este trabalho teve como objetivo estudar e comparar indicativos energéticos e exergéticos de duas indústrias do setor sucroalcooleiro. O estudo foi realizado no período de safra 2005 em ambas as indústrias. Optou-se em se fazer o experimento utilizando-se dados das caldeiras individualmente em cada indústria, quantidade de cana moída, propriedades da cana e do bagaço, quantidade de energia envolvida no processo por setores, energia comercializada com a concessionária de cada região e características de cada equipamento envolvido no processo. Os dados foram colhidos dos bancos de dados dos respectivos departamentos e por meio de entrevistas com os responsáveis de cada setor, sendo o trabalho baseado em estudos feitos pelas médias diárias e mensais dos dados coletados. Os resultados apontaram que cada indústria analisada tem indicadores diferentes para cada dado estudado. O estudo comprova que ambas as usinas necessitam de equipamentos mais eficientes. Já os indicadores exergéticos apresentaram resultados muito próximos aos do estudo feito para a Usina Vale do Rosário e mencionados neste trabalho.

Made available in DSpace on 2017-07-10T16:41:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissert Jeremy G Rauber 2.pdf: 8078083 bytes, checksum: f2d742bf8414241dc0d4dc419b285266 (MD5) Previous issue date: 2016-06-08 / The overwhelming need to use renewable energy sources for electricity generation allowed the use of gas microturbines (MTG) in distributed generation applications (GD) and energy cogeneration. Microturbine behavior prediction for studies applied in this context require the use of dynamic models. Among the many microturbines existing gas in the literature, we selected three dynamic models of gas microturbines: recurrent in the literature, Rowen model; the simple model, GAST model; a model representative of the thermodynamic equations, thermomechanical model. However, lack of studies to represent the same microturbine under the same ways using different types of microturbines and seeking to establish parametric relationships so that they can check for any correlation between them and there is few studies on the impact of the use of simplified models MTG in DG and CHP applications. For work on the gas microturbine literature, typically address the problem of GD and energy cogeneration separately. This work aims to contribute analysis on the applicability of MTG models for simultaneous studies of GD and energy cogeneration, seeking to find correlation between the equations and parameters governing such models and elucidate the impact of simplifications in MTG models for studies of GD and cogeneration. These models were evaluated for possible analytical and parametric relationships to each other, as well as to their static and dynamic operating characteristics. The microturbine was considered connected to the mains via a frequency inverter and operating in cogeneration energy represented by a Stirling engine by performing heat recovery from the exhaust gases. The first evaluation of models and simplifications was performed qualitative and comparative manner, elucidating the main differences modeling each MTG model. It was later performed static analysis of the equations that predict the torque and temperature. Finally, the application of models in GD and cogeneration with the aid of dynamic simulation involving tests that induced MTG to changes in the operating point of electricity generation, as well as the system's response to an electrical failure in the network scenario was evaluated. The analysis of the simulation results showed that the three models of microturbines make up three different philosophies of modeling that have no direct algebraic relations between them, but have parametric relationships. The main difference between the results of different models modeling the micro turbine s fuel system. Based on the results obtained, Gast model showed similar results to model more Rowen, unlike thermomechanical model. The simplifications of dynamic models of MTG were sensitive to the consideration of the fuel system, because its absence influences the representation of cogeneration and GD phenomena. / A contundente necessidade do uso de fontes energéticas renováveis para geração elétrica permitiu o uso de microturbinas a gás (MTG) em aplicações de geração distribuída (GD) e cogeração energética. Estudos para previsão do comportamento de microturbinas aplicadas neste contexto demandam o uso de modelos dinâmicos. Dentre os diversos modelos de microturbinas a gás existente na literatura, selecionou-se três modelos dinâmicos de microturbinas a gás: o mais recorrente na literatura, modelo de Rowen; o modelo simples, modelo GAST; um modelo que representativo das equações termodinâmicas, modelo Termomecânico. Entretanto, carecem de estudos que permitam representar a mesma microturbina sob os mesmos aspectos utilizando modelos diferentes de microturbinas e que busquem estabelecer relações paramétricas maneira que possam verificar alguma correlação entre eles e, ainda, não há poucos estudos acerca do impacto do uso de modelos simplificados de MTG em aplicações de GD e Cogeração. Pois, os trabalhos na literatura de microturbinas a gás tipicamente abordam o problema da GD e cogeração energética em separado. Este trabalho visa contribuir com análises acerca da aplicabilidade de modelos de MTG para estudos simultâneos de GD e cogeração energética, buscando encontrar correlação entre as equações e parâmetros que regem os tais modelos e, ainda, elucidar o impacto de simplificações nos modelos de MTG para os estudos de GD e cogeração. Estes modelos foram avaliados quanto às possíveis relações analíticas e paramétricas entre si, bem como quanto às suas características operativas estáticas e dinâmicas. A microturbina foi considerada conectada à rede elétrica via inversor de frequência e operando em cogeração energética representada por um motor Stirling realizando o aproveitamento térmico dos gases de exaustão. A primeira avaliação dos modelos e das simplificações foi realizada de forma qualitativa e comparativa, elucidando as principais diferenças de modelagem de cada modelo de MTG. Posteriormente, foi executada análise estática das equações que preveem o torque e a temperatura. Por fim, foi avaliado a aplicação dos modelos em GD e cogeração com auxílio de simulação dinâmica envolvendo testes que induziram a MTG a mudanças no ponto de operação da geração elétrica, bem como a reação do sistema a um cenário de falta elétrica na rede. As análises dos resultados da simulação permitiram concluir que os três modelos de microturbinas compõem três filosofias diferentes de modelagem que não possuem relações algébricas diretas entre si, mas que possuem relações paramétricas. A principal diferença entre os modelos resulta da distinta modelagem do sistema de combustível da microturbina. Frente aos resultados obtidos, o modelo GAST apresentou resultados mais semelhantes ao modelo de Rowen, ao contrário do modelo Termomecânico. As simplificações de modelos dinâmicos de MTG se mostraram sensíveis à consideração do sistema de combustível, pois sua ausência impacta na representação dos fenômenos de cogeração e GD.

A descentralização do setor de eletricidade brasileiro associado à premente necessidade de aumento da oferta de energia elétrica tem fomentado a busca por fontes alternativas para produção de energia elétrica. Este fato motiva empresas do setor sucroalcooleiro a produzir eletricidade a partir da queima do bagaço de canade- açúcar em sistemas de cogeração, elevando dessa forma a capacidade de geração de energia elétrica exatamente no período de menor oferta hídrica. A geração de eletricidade a partir da biomassa canavieira revela-se uma opção interessante, pois além de ser produzida de forma distribuída e próxima aos centros consumidores, tem criado oportunidades a destilarias e usinas de açúcar para aumentarem seus portfólios de produtos. Nesse aspecto, o presente estudo se propõe a apresentar e discutir possibilidades de cogeração de energia elétrica em usinas autônomas (destilarias) em diferentes condições de processo e operação. Para atender a estes propósitos, foram definidos cenários de cogeração e desenvolvidos modelos para simulação e análise da produção de energia térmica e elétrica bem como estimar os impactos ambientais associados, considerando um sistema de cogeração que opera através do ciclo Rankine, que é o sistema mais utilizado pelas usinas brasileiras. Os cenários foram analisados a partir das técnicas de Análise Exergética (Análise Termodinâmica de Primeira e Segunda Lei) e Avaliação de Ciclo de Vida (ACV). Adotou-se para o caso da avaliação ambiental um enfoque do berço ao portão da fábrica, conforme diretrizes metodológicas descritas nas normas ISO 14040 e 14044. A unidade funcional adotada foi gerar 1,0 MWh de eletricidade excedente em sistema de cogeração energética. O sistema de produto compreende as cargas ambientais da etapa industrial e da produção agrícola da cana-de-açúcar. Especialistas no setor e pesquisadores da área sugerem concentrar esforços de melhoria de desempenho termodinâmico na elevação das propriedades de estado do vapor na saída da caldeira de 20 bar até 100 bar, e simulação de sistemas de cogeração com reaquecimento e regeneração, que são melhorias técnicas próprias de centrais termelétricas, mas com potencial de aproveitamento pelo setor sucroalcooleiro. Os cenários foram projetados com base em diferentes combinações dessas condições considerando duas possibilidades de utilização da biomassa como fonte de energia térmica: exclusivamente bagaço de cana-de-açúcar; e uma composição de bagaço e palha. A comparação dos desempenhos termodinâmicos e ambientais dos cenários ocorreu principalmente em termos da geração específica de eletricidade, da eficiência exergética, do perfil destruição de exergia ao longo do ciclo e dos perfis de impactos ambientais potenciais. Os resultados obtidos indicam que a eficiência exergética é aumenta com a elevação das funções de estado do vapor superaquecido na alimentação da turbina, e ao aumento do grau de complexidade do ciclo Rankine, conseguido à medida que arranjos com reaquecimento e regeneração são integrados ao ciclo. Esses arranjos mostraram-se efetivos na melhoria dos desempenhos exergético e ambiental dos sistemas de cogeração a partir da queima do bagaço e da palha da cana-de-açúcar. Em termos de desempenho ambiental, observou-se a redução sistêmica de efeitos negativos associada ao aumento da eficiência do ciclo termodinâmico. Os resultados da ACV ratificaram também, que a melhoria da eficiência exergética do sistema é seguida de redução de impactos ambientais. Os melhores resultados ambientais, tanto em termos relativos, como absolutos, foram obtidos aproveitando a palha como fonte de energia térmica na caldeira, na condição de geração de vapor a 100 bar e 511 oC, com ciclo Rankine que utiliza reaquecimento e regeneração simultaneamente, numa proposta chamada de ciclo Resultante, cuja redução de impactos ambientais ocorreu entre 5,3% e 15,6% nas categorias analisadas. / The decentralization of the Brazilian electricity sector in association with the internal electricity supply crisis has encouraged companies in the sugarcane industry to produce electricity by burning sugarcane bagasse in cogeneration plants. This approach reduces the environmental impact of the sugarcane production and has opened up opportunities for distilleries and annex plants to increase their product portfolios. Potential scenarios for technically and environmentally improving the cogeneration performance were analyzed by using Thermodynamic analysis and Life Cycle Assessment (LCA). The method used in this study aimed to provide an understanding and a model of the electrical and thermal energy production and the environmental impacts of conventional vapor power systems which operate with Rankine cycle that are commonly used by Brazilian distilleries. Vapor power system experts have suggested focusing on the following technical improvement areas: increasing the properties of the steam from 20 to 100 bar, regeneration and reheating. The case scenarios were projected based on different Rankine cycle configurations and two possibilities of biomass utilization: only sugarcane bagasse or sugarcane bagasse with straw. The LCA was carried out according to ISO 14040 and 14044 regulations, with focus from cradle to gate. A Functional unit of: \"To delivery 1.0 MWh of electricity to the power grid using cogeneration system\" was defined. The product system covers the environmental burdens of the industrial stage and the agricultural production of sugarcane. Thermodynamic evaluation indicated that the energy efficiency and the potential net power exported to the grid increase as the pressure at which the vapor leaves the boiler increases. From the LCA, it was noted that the improved energy performance of the system is accompanied by reduced environmental impacts for all evaluated categories. In addition, vapor production at 100 bar and 511 °C resulted in greater environmental gains, both in absolute and relative terms. Reheating and regeneration concepts were found to be considerably effective in improving the energy and environmental performance of cogeneration systems by burning sugarcane bagasse and straw. For the evaluated categories, the results indicated that the proposed modifications are favorable for increasing the efficiency of the thermodynamic cycle and for decreasing the environmental impacts of the product system. The best results were obtained using bagasse and straw in the boiler furnace and using reheat-regenerative Rankine cycle. In this case it was noted a reduction between 5.3% and 15.6% over all impact categories analysed.

Made available in DSpace on 2015-04-17T14:49:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2605589 bytes, checksum: d958d98e8d432a97a6c6392aa35de6d0 (MD5) Previous issue date: 2011-09-12 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / This work aimed to study the energy capacity of the cake originating from malt beer at different moisture levels for energy, through description and analysis of economic viability. Sample collection was made in a company located in the city of João Pessoa-PB. Physical and chemical analysis were carried out to determine the chemical composition, where it was found their consumption potential for both animal feed and for human consumption. The immediate analysis showed high levels of volatile materials and low content of fixed carbon. The samples were characterized according to the humidity, higher calorific value and density. Moisture content were obtained (50%, 40%, 30%, 20% and 15%) and gross calorific value ranging from 2656 to 5025 kcal.kg-1 for the highest and lowest humidity respectively. The proposed regression model was able to express in more than 98% the relationship between higher calorific value and moisture content, and more than 92% compared to gross calorific value and density. With regard to economic feasibility, can be seen that all schemes of work proposed for the new working configuration of boilers were viable and the most profitable decreased by 49.98% in the cost of natural gas, that is, an economy R$ 3,900,842.00 per year. You can check that the malt bagasse as an energy source is feasible. / Este trabalho teve como objetivo estudar a capacidade energética do bagaço de malte oriundo de cervevf jarias em diferentes níveis de umidade para fins energéticos, mediante caracterização e análise de viabilidade econômica. A coleta da amostra foi feita em uma empresa situada na cidade de João Pessoa-PB. Foram realizadas análises físico-químicas para determinação da composição centesimal, onde foi constatado seu potencial de consumo tanto para ração animal como para alimentação humana. A análise imediata apresentou elevados teores de materiais voláteis e baixos teores de carbono fixo. As amostras foram caracterizadas de acordo com a umidade, poder calorífico superior e densidade. Foram obtidas umidades de (50%, 40%, 30%, 20% e 15%) e poder calorífico superior variando de 2.656 a 5.025 kcal.kg-1 para a maior e menor umidade respectivamente. Os modelos de regressões propostos puderam expressar em mais de 98% a relação entre poder calorífico superior e teor de umidade e mais de 92% a relação poder calorífico superior e densidade. Com relação à viabilidade econômica, pode-se perceber que todos os regimes de trabalho propostos para a nova configuração de trabalho das caldeiras foram viáveis e o regime mais rentável apresentou uma redução de 49,98% nos custos com gás natural, ou seja, uma economia de R$ 3.900.842,00 por ano. Pode-se verificar que o bagaço de malte é viável como fonte energética.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:35:40Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006-04Bitstream added on 2014-06-13T18:47:03Z : No. of bitstreams: 1 reis_ja_dr_guara.pdf: 3822491 bytes, checksum: c9fd5a88d775153288d737de07be90be (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Este trabalho desenvolve o projeto, aqui entendido como a seleção das unidades que atendam às exigências de obtenção de eletricidade, calor e frio, e a montagem de um sistema de cogeração que usa um motor de pequeno porte associado a uma máquina de absorção e trocadores de calor que satisfarão tais exigências de uma maneira a mais econômica possível, isto é, otimizado em termos de custos. Aplicando-se um método de obtenção dos custos associados à exergia, cria-se um quadro de custos exergéticos para a obtenção de cada produto, e a soma de cada custo constitui o que chama-se de custo de manufatura exergética. O estudo demonstra que é possível aplicar esse método e identificar os pontos de deficiência de um sistema térmico como o mostrado e ,com isso, tomar medidas que venham a melhorar seu desempenho. Essa otimização física não se utiliza de conhecidos algoritmos de otimização matemática, utilizando-se de dados físicos e termodinâmicos medidos, O método permite identificar a forma operacional (basicamente a rotação do motor) que apresente os menores custos. A compreensão dos aspectos gerais da cogeração, das tecnologias envolvidas, com suas vantagens e desvantagens, torna possível aplicar a avaliação exergética associada a conceitos econômicos,e, com essa análise, tomar-se medidas que melhorem o desempenho do sistema em estudo. / This work develop the design of a cogeneration system with a small internal combustion engine coupled with an absorption refrigeration unit utilised in the production of a refrigeration effect, heating effect and electrical power generation with the utilization of exhaust waste heat, in a most possible economic way, i.e., optimized within limits of costs. By developing a method of costs associated to exergy, raises an exergetic costs for each unit, and the total costs is called manufacture exergetic cost. This study demonstrate that the appliance of this method identify the failures in the system and indicate where applies measures that improves its performance. This optimization do not utilizes mathematical algorithms, it is a physical optimization that use thermodynamics and physical data. The objective of this method is to identify the operational form that introduces the smaller cost. This compact cogeneration system have an internal combustion engine coupled with two heat exchangers and an absorption engine. The comprehension of general aspects of cogeneration technologies, its advantages and disadvantages turn possible to apply the exergetic evaluation associated with economic concepts to improve the performance of the system.

Resumo: Este trabalho desenvolve o projeto, aqui entendido como a seleção das unidades que atendam às exigências de obtenção de eletricidade, calor e frio, e a montagem de um sistema de cogeração que usa um motor de pequeno porte associado a uma máquina de absorção e trocadores de calor que satisfarão tais exigências de uma maneira a mais econômica possível, isto é, otimizado em termos de custos. Aplicando-se um método de obtenção dos custos associados à exergia, cria-se um quadro de custos exergéticos para a obtenção de cada produto, e a soma de cada custo constitui o que chama-se de custo de manufatura exergética. O estudo demonstra que é possível aplicar esse método e identificar os pontos de deficiência de um sistema térmico como o mostrado e ,com isso, tomar medidas que venham a melhorar seu desempenho. Essa otimização física não se utiliza de conhecidos algoritmos de otimização matemática, utilizando-se de dados físicos e termodinâmicos medidos, O método permite identificar a forma operacional (basicamente a rotação do motor) que apresente os menores custos. A compreensão dos aspectos gerais da cogeração, das tecnologias envolvidas, com suas vantagens e desvantagens, torna possível aplicar a avaliação exergética associada a conceitos econômicos,e, com essa análise, tomar-se medidas que melhorem o desempenho do sistema em estudo. / Abstract: This work develop the design of a cogeneration system with a small internal combustion engine coupled with an absorption refrigeration unit utilised in the production of a refrigeration effect, heating effect and electrical power generation with the utilization of exhaust waste heat, in a most possible economic way, i.e., optimized within limits of costs. By developing a method of costs associated to exergy, raises an exergetic costs for each unit, and the total costs is called manufacture exergetic cost. This study demonstrate that the appliance of this method identify the failures in the system and indicate where applies measures that improves its performance. This optimization do not utilizes mathematical algorithms, it is a physical optimization that use thermodynamics and physical data. The objective of this method is to identify the operational form that introduces the smaller cost. This compact cogeneration system have an internal combustion engine coupled with two heat exchangers and an absorption engine. The comprehension of general aspects of cogeneration technologies, its advantages and disadvantages turn possible to apply the exergetic evaluation associated with economic concepts to improve the performance of the system. / Orientador: José Luz Silveira / Coorientador: Edson Bazzo / Banca: Pedro Magalhães Sobrinho / Banca: Julio Santana Antunes / Banca: Jose Rui Camargo / Banca: Newton Galvão de Campos Leite / Doutor