Made available in DSpace on 2010-04-20T20:55:53Z (GMT). No. of bitstreams: 3 68060100580.pdf.jpg: 11727 bytes, checksum: 0d85075879130e826d79f5e3d972ccd2 (MD5) 68060100580.pdf: 463136 bytes, checksum: 77a2de99f310b5b561d6982df5d73bfe (MD5) 68060100580.pdf.txt: 177998 bytes, checksum: 1e34b432622b425fb29f1afc5aa0855d (MD5) Previous issue date: 2008-12-17T00:00:00Z / A geração, transmissão e distribuição de energia elétrica são atividades que muitas vezes são realizadas fora dos limites das unidades fabris, enquanto em grande parte dessas mesmas unidades, a energia térmica (calor através de vapor d’água, por exemplo), é gerada internamente. Existe uma forma de geração distribuída de energia que pode ser realizada dentro da unidade fabril que utiliza o ciclo térmico de cogeração. A cogeração é altamente eficiente e traz grandes vantagens aos usuários como fornecimento contínuo de energia, redução de custos e melhor qualidade de energia. Uma empresa pode optar por executar a atividade de geração de energia internamente como autoprodutor ou contratar um terceiro chamado de produtor independente. Nessa pesquisa exploratória foram entrevistadas pessoas ligadas a essa atividade para se entender como as empresas estão vislumbrando o mercado de energia elétrica no Brasil e como o mercado de geração distribuída através da cogeração está se formando no país, à luz da Transaction Cost Theory (TCT) e da Resource Based View (RBV). A pesquisa apresenta a certeza de que o custo da geração de energia elétrica no país será mais alto no futuro próximo, devido à diversificação de fontes energéticas com a entrada de fontes nucleares, térmicas e renováveis como eólicas e biomassa. Notou-se também que a redução de custos é um item fundamental, muito mais importante que qualquer característica positiva que um ciclo de cogeração possua. Além disso, a visão de longo prazo de ambas as empresas (contratante e terceira) e o contrato de fornecimento de energia assumem grandes responsabilidades na relação entre as empresas.

Esta Tese apresenta o desenvolvimento de um protótipo de um microgerador termoelétrico para captação de energias residuais baseado no Efeito Seebeck com sistema de transferência de calor intercambiável. Neste sentido, desenvolveu-se dois sistemas de transferência térmica, sendo um para captação do calor residual de processos industriais constituído por um módulo denominado captor de calor intercambiável e por outro módulo para resfriar o sistema. Destaca-se que o sistema térmico desenvolvido permite a sua adaptação ao processo industrial por meio da troca do captor de calor, otimizando a transferência térmica para o microgerador termoelétrico. Com base nos dados medidos fez se um tratamento dos dados obtendo-se uma tensão de circuito aberto de Vopen=0,4306xΔT [mV] e uma resistência interna de R0=9,41Ω, com uma tolerância de ΔRint=0,77Ω tal que Rint=R0±ΔRint=9,41±0,77Ω. As medições feitas com a condição de máxima potência de saída foi obtida em um gradiente de temperatura de ΔT=80°C resultando numa potência máxima Pout≈29W. Como resultado obteve-se o protótipo de um microgerador termoelétrico baseado no Efeito Seebeck para captação de energias residuais, customizado e adaptado às características do processo industrial e à respectiva carga (potência e tensão), permitindo a troca e alteração da configuração do sistema de transferência de calor bem como, a reconfiguração do arranjo dos módulos termoelétricos. / This thesis presents the development of a prototype of a thermoelectric microgenerator to energy harvesting based on the Seebeck Effect with interchangeable heat transfer system. In this sense, it developed two heat transfer systems, one for capture of waste heat from industrial processes consisting of a sensor module called interchangeably heat and cool the module to another system. It is noteworthy that the thermal system developed allows its adaptation to industrial process by exchanging the sensor heat, optimizing heat transfer to the thermocouple microgenerator. Based on measured data has a data processing yielding a open circuit voltage of Vopen=0,4306xΔT and an internal resistance of R0=9,41Ω, with a tolerance of ΔRint=0,77Ω such that Rint=R0±ΔRint=9,41±0,77Ω. The measurements made on the condition of maximum output was obtained at a temperature gradient of ΔT=80°C resulting in a maximum power Pout≈29W. As a result we obtained a prototype thermoelectric microgenerator based on Seebeck effect to energy harvesting, energy customized and adapted to the characteristics of industrial process and its load (power and voltage), allowing the exchange and change the configuration of the transfer system heat as well as reconfiguring the arrangement of thermoelectric modules.

Orientador: Prof° Dr. Marcelo Modesto da Silva / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Energia, 2016. / Existe um crescente interesse mundial pelo uso de biocombustíveis devido à preocupação com impactos ambientais provenientes do uso de fontes não-renováveis, além da busca por diversificação da matriz e redução da dependência em relação aos combustíveis fósseis. Diante desse contexto, destaca-se a biomassa de cana-de-açúcar, que pode ser aproveitada nas usinas para atender as demandas elétrica e térmica do processo. No Brasil quase todas as usinas sucroalcooleiras são autossuficientes em energia térmica, mecânica e elétrica, mas geralmente estes sistemas de cogeração possuem baixa eficiência. No que se refere a novas tecnologias de geração de energia, a gaseificação do bagaço, integrada a um ciclo combinado, se apresenta como uma alternativa promissora para aumentar a eficiência de geração de energia elétrica. Assim sendo, o objetivo principal desta dissertação foi desenvolver um módulo computacional para a simulação do comportamento termodinâmico de sistemas de cogeração BIGCC (Biomass Integrated Gasification Combined Cycle) através da metodologia de análises energética, exergética e custo exergético. A etapa inicial foi executada descrevendo-se um breve panorama do setor sucroalcooleiro brasileiro e uma visão geral do processo de gaseificação. A implementação de um modelo de equilíbrio químico não estequiométrico através da minimização da Energia Livre de Gibbs, utilizando o método dos Multiplicadores de Lagrange, foi realizada no software EES®, bem como versões modificadas desse modelo incluindo a quantidade de carbono não convertido e fração de metano, através do uso de equações empíricas de modo a melhorar os resultados do modelo. Os resultados obtidos foram comparados com outros trabalhos da literatura e mostraram boa concordância. Comparou-se também com simulações realizadas no software Thermoflex®, obtendo bons resultados. A modelagem também foi realizada no software EMSO. Em seguida, realizou-se a implementação de um ciclo de potência BIGCC em quatro etapas: a implementação da configuração proposta no softwareThermoflex® para a realização dos balanços de massa e energia; aplicação da mesma configuração no software EES® para validação e inserção das análises exergética e de custo exergético, utilizando modelo de equilíbrio puro; implementação do modelo modificado para comparação dos resultados e, por fim, simulação com inserção de palha ao gaseificador. / There is a growing interest worldwide for the use of biofuels due to concerns about environmental impacts from the use of non-renewable energies, and the search for diversification of the energy matrix and reducing dependence on fossil fuels. In this context, there is biomass sugarcane, which can be utilized in power plants to meet the electrical and thermal demands of the process. In Brazil almost all sugar and ethanol mills are self-sufficient in thermal, mechanical and electrical energy, but usually these cogeneration systems have low efficiency. With regard to new power generation technologies, gasification of bagasse, integrated with a combined cycle, is presented as a promising alternative to increase the efficiency of power generation. Therefore, the main objective of this thesis was to develop a computer module for the simulation of thermodynamic behavior of BIGCC cogeneration systems (Biomass Integrated Gasification Combined Cycle) using the methodology of energy, Exergy and exergetic cost analysis. The initial step was performed by describing a brief overview of the Brazilian sugar and alcohol sector and an overview of the gasification process. The implementation of a non-stoichiometric chemical equilibrium model by minimizing the free energy of Gibbs, using the method of Lagrange multipliers, was held at EES® software, as well as modified versions of this model including the amount of unconverted carbon and methane fraction, through the use of empirical equations to improve the model results. The results obtained were compared with other work from literature and shown good agreement. It is also compared with simulations in Thermoflex® software, getting good results. The modeling was also performed in EMSO software. Then, the implementation of a BIGCC power cycle in four steps are carried out: the implementation of the proposed configuration in Thermoflex® software for the realization of mass and energy balances; application of the same configuration in EES® software for validation and integration of Exergy and exergetic cost analysis using pure equilibrium model; implementing the modified model to compare the results and finally simulation with straw inserting the gasifier.

Made available in DSpace on 2015-12-10T14:23:49Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-07-31. Added 1 bitstream(s) on 2015-12-10T14:29:49Z : No. of bitstreams: 1 000854202.pdf: 2437055 bytes, checksum: 513c4c156b8f513318e2cd7882656032 (MD5) / Em decorrência das atuais políticas ambientais aplicadas ao setor sucroalcooleiro, que propõem a proibição da prática da queima dos canaviais, toneladas de biomassa na forma do palhiço da cana-de-açúcar estão sendo deixadas no campo. Assim, em uma realidade de potencial crise energética no país e busca de alternativas sustentáveis na geração de energia, a bioenergia torna-se uma importante solução para este mercado e, portanto, o potencial energético do palhiço passa a ser investigado como um adicional nas centrais de cogeração de energia. Neste contexto, este trabalho propõe um estudo da viabilidade de soluções que visam o aproveitamento do palhiço da cana-de-açúcar em uma usina sucroalcooleira instalada e em operação no estado de São Paulo, gerando, assim, maiores excedentes de eletricidade tanto na safra quanto na entressafra. A fim de fornecer indícios da viabilidade de cada uma das soluções, foram empregadas investigações de caráter termodinâmico, termoeconômico e econômico. Cinco propostas de adequações da planta de cogeração foram analisadas, sendo que, em quatro delas, foram realizadas modificações e melhorias na planta já instalada, enquanto em um caso foi proposta a inserção de uma planta de cogeração paralela alimentada exclusivamente por palhiço. Dentre as soluções analisadas, além de se confirmar o elevado potencial do palhiço para incremento da produção de excedentes de eletricidade, foi possível obter em alguns casos um custo de eletricidade inferior aquele verificado atualmente na planta em operação. Entretanto, através da análise econômica constatou-se que a atual política de preços de venda de eletricidade aplicada ao mercado elétrico brasileiro, com valores frequentemente inferiores àqueles necessários para garantir o retorno de investimentos em ampliação da capacidade instalada, falta de incentivos fiscais e subsídios... / Due to the current environmental policies applied to the sugar and ethanol industry, which propose the prohibition of the canebrake burning act, tons of biomass in the form of sugarcane trash are being left on the field. Thus, in a reality of potential energy crisis in the country and pursuit of sustainable alternatives on the energy generation, the bioenergy suits as an important solution for this market and, therefore, the energy potential of the sugarcane trash comes to be investigated as an additional source at the power cogeneration plants. In this context, this work proposes a study for the viability of solutions which aim a more useful end to the sugarcane trash in an established and operating sugarcane mill in São Paulo state, generating, then, greater electricity surpluses in both harvest and interharvest seasons. In order to provide evidences for the viability of each solution, thermodynamic, thermoeconomic and economic inquiries were applied. Five adjustment proposals of the cogeneration plant were analyzed, wherein, four of them were modified and improved in the already established plant, whilst for the other one, the implantation of an adjunct cogeneration plant, fuelled solely by sugarcane trash, was suggested. Among the studied solutions, in addition to confirming the sugarcane trash's high potential as an increment for the extra electricity production, it was possible to obtain, in some cases, an inferior electricity cost compared to the one verified in the previous operational plant. However, by means of the economic analysis, it was ascertained that the current electricity price policy applied to the Brazilian electric market, with frequently lower prices compared to the ones needed to guarantee the return of the investments on the installed capacity expansion, lack of tax incentive and subsidy to the sector are still impediments for the viability of new projects

Submitted by BENJAMIN KUNTE null (benjamin.kunte@gmail.com) on 2015-12-21T20:22:35Z No. of bitstreams: 1 Benjamin_Dissertation_Final_Version.pdf: 2440898 bytes, checksum: 129503961064a9371fbb24f9408bfbc6 (MD5) / Approved for entry into archive by Cássia Adriana de Sant ana Gatti (cgatti@marilia.unesp.br) on 2015-12-22T13:12:11Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Benjamin_Dissertation_Final_Version.pdf: 2440898 bytes, checksum: 129503961064a9371fbb24f9408bfbc6 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-12-22T13:12:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Benjamin_Dissertation_Final_Version.pdf: 2440898 bytes, checksum: 129503961064a9371fbb24f9408bfbc6 (MD5) Previous issue date: 2015-12-18 / Os métodos mais promissores para reduzir gases de efeito estufa, bem como combater o iminente esgotamento das reservas de energia fóssil, são: a) o uso de combustíveis alternativos obtidos a partir da biomassa, como o biogás ou gás de síntese (syngas); b) o aumento da eficiência do sistema através da redução da percentagem de energia útil perdido para o ambiente. Enquanto a otimização da eficiência de uma determinada máquina da central elétrica, por exemplo, turbina a gás ou compressor, é um desenvolvimento muito demorado, a cogeração pode rápida e significativamente aumentar a eficiência global da central. Neste trabalho, análise termodinâmica, econômica e de emissões de um sistema de cogeração baseado em uma microturbina a gás de 200 kW combinado com uma caldeira de recuperação são conduzidas. Além disso, a operação de biogás e syngas é comparada com a operação de gás natural para investigar a pertinência destes dois combustíveis alternativos para o uso em micro turbinas a gás. A central de cogeração proposta mostrou-se tecnicamente viável para todos os combustíveis, porque a microturbina selecionada é disponível em várias versões, específicas para cada combustível, com sistemas de injeção de combustível otimizados. A central apresentou eficiências energéticas globais de 50,9%, 48,6% e 47,9% para operação com gás natural, biogás e syngas, respectivamente. Devido aos preços muito elevados do gás natural e do syngas, a central de cogeração apresentou viabilidade econômica apenas no caso de operação com biogás, com curtos períodos de retorno de aproximadamente 2,8 anos e alta economia anual esperada. Além disso, o biogás tem a maior eficiência ecológica e, portanto, apresentou-se como a melhor alternativa aos combustíveis fósseis. / The most promising methods to reduce greenhouse gases as well as counteract against the imminent depletion of fossil fuels are: a) the use of alternative fuels obtained from biomass, such as biogas or bio-syngas; b) enhancing the power plant efficiency by decreasing the percentage of useful energy lost to the environment. Whereas efficiency optimisation of a particular machine in a power plant, e.g. gas turbine or compressor, is a very longsome development, cogeneration can quickly and significantly increase the overall efficiency of a power plant. In this work, energetic, exergetic, emissions and economic analyses of a cogeneration system consisting of a 200 kW micro gas turbine combined with a heat recovery steam generator are introduced and conducted. Furthermore, biogas and syngas operation are compared to natural gas operation, to investigate the adequacy of these two alternative fuels for use in micro gas turbines. The proposed cogeneration plant proved to be technically feasible for all fuels, because the selected micro gas turbine Capstone C200 is available in various, fuel-specific versions with optimised fuel injection systems. The plant presented overall energetic efficiencies of 50.9%, 48.6% and 47.9% for natural gas, biogas and syngas operation, respectively. Due to very high natural gas and syngas prices, the cogeneration plant presented economic feasibility only in case of biogas operation, with short payback periods of approximately 2.8 years and high expected annual saving. Moreover, biogas has the highest ecologic efficiency and was therefore found to be the best alternative to fossil fuels.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:31:35Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-08-27Bitstream added on 2014-06-13T19:41:56Z : No. of bitstreams: 1 fodra_m_dr_botfca.pdf: 694068 bytes, checksum: 6043762edceb94dcd4fa85411d184300 (MD5) / Universidade Estadual Paulista (UNESP) / A disponibilidade de energia elétrica, em quantidades suficientes e a preços competitivos, é um fator decisivo para o desenvolvimento econômico. A venda de energia elétrica excedente, produzida em um sistema de co-geração, pode ser vista como uma alternativa para a criação de uma fonte adicional de receita para as empresas do setor sucroalcooleiro, bem como, contribuir para a complementação da matriz elétrica brasileira com fontes renováveis. Este trabalho teve como objetivo avaliar a viabilidade econômica da realização de investimentos para a implantação de uma central de co-geração de energia elétrica, movida a bagaço de cana-de-açúcar, com a finalidade de venda de energia elétrica cogerada excedente a preços de mercado. A empresa objeto deste estudo foi uma usina sucroalcooleira, localizada no Estado de São Paulo. Utilizou-se o método do estudo de caso para a avaliando-se o potencial do investimento sob a ótica do VPL, Payback e TIR, complementando-se os resultados com o Resultado Contábil. Foram criados três cenários alternativos para refletir o grau de risco em cada tipo de situação estudada: mais provável, otimista e pessimista, cada qual com suas premissas. A inserção dos elementos de risco do projeto em cada cenário foi realizada com emprego de Simulações de Monte Carlo. A avaliação pelo VPL indicou que no cenário pessimista ocorreram aproximadamente 80% de probabilidades de obtenção de VPL positivo. No cenário mais provável e no otimista, estas probabilidades foram maiores... / The availability of the electrical energy, in sufficient quantities and the competitive prices is a crucial factor to the economic development. The sale of the excess electrical energy, produced in a system of cogeneration can be seen as an alternative to the creation of an additional source of revenues for power plants of alcohol sector, besides contributing to the complementation of the Brazilian electrical headquarter with renewable sources. The task has had the aim of evaluating the economic feasibility of the investment achievement to the implementation of a cogeneration electrical central, moved by the excess of bagasse cane sugar focusing on the excess electrical energy sale to prices of the market. The power plant which has been studies was the alcohol plant, located in the state of São Paulo. It has been used the method of study of case, evaluating the potential of the investment under the viewpoint of the Net Present Value (NPV), Payback and Internal Rate of Return (IRR), complementing the results of the Accounting Results (AC). It has been created three alternative scenarios to reflect the level of the risk of every studied situation. The most likely, optimistic and pessimistic, each one with its assumptions. The insertion of the elements of risk of the project in each scenario has been made with the use of Monte Carlo Simulations. The evaluation by NPV has shown that in the pessimist scenario has occurred approximately 80 per cent of the probabilities of the obtention of the positive NPV. On the most likely scenario and also the optimistic, these probabilities have been more than 90 per cent. The analysis on the Payback has shown that the liquid flow discounted of the cash of the product allows the recovery of the invested capital in approximately 5.26 years in the pessimist scenario. In the most likely scenario has... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:31:40Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-04-08Bitstream added on 2014-06-13T19:42:06Z : No. of bitstreams: 1 silva_af_dr_guara.pdf: 1092023 bytes, checksum: cb59493fa90bda03330a50b22b035818 (MD5) / Nesta tese foram desenvolvidos modelos multiobjetivos de Programação por Metas, para auxiliarem no planejamento de colheita de cana de açúcar, e no planejamento agregado da produção, incluindo a cogeração de energia elétrica, de uma usina sucroalcooleira. O desenvolvimento dos modelos baseou-se nos métodos clássicos de seleção de processos e dimensionamento de lotes, representando o sistema de produção de açúcar, álcool, melaço e derivados. Os modelos determinístico e sob incerteza da Programação por Metas contemplam decisões da etapa agrícola, das fases de dimensionamento da frente de corte, escolhas de talhões, carregamento e transporte de cana e, principalmente, decisões de moagem, escolha do processo produtivo, incluindo a cogeração de energia elétrica. As decisões são tomadas em períodos semanais e o horizonte de planejamento são as semanas de safra e entressafra. Além disso, esta tese explora a aplicação de modelos de Programação por Metas sob incerteza para tratar incertezas inerentes aos parâmetros utilizados no processo decisório da usina, que foi o objeto da pesquisa, realizando, desta forma, uma análise de sensibilidade nas limitações e na matriz tecnológica. Para tratar os modelos de Programação por Metas, determinística e sob incerteza, utilizou-se uma linguagem de modelagem algébrica e um solver de última geração de Programação Matemática. Os testes e validações dos modelos foram realizados com a colaboração de profissionais da usina estudada que está localizada no Estado de Minas Gerais. Nesta tese foi possível verificar a adequação dos modelos propostos quando aplicados para apoiar decisões envolvidas no planejamento de colheita e no planejamento agregado da produção, incluindo a cogeração de energia elétrica. Os resultados computacionais são apresentados e analisados, comparando o planejamento executado pela empresa e os resultados obtidos com os modelos / For this thesis, multi-objective models from Goal Programming were applied in order to assist in planning the harvesting of sugarcane and aggregate production planning, including electrical cogeneration in sugarcane milling companies. Model development was based on classical methods of process selection and plot dimensions, representing the sugar, alcohol, molasses and derivatives production processes. While considering levels of uncertainty, the deterministic models cover decisions regarding the agricultural and plot dimensioning stages of the front cut, stands, loading and transportation of sugar cane – especially milling decisions– and choice of production processes including the cogeneration of electricity. Decisions are made on a weekly basis and the planning horizons are the weeks of harvest and season. In addition, this thesis explores the application of Goal Programming models to deal with the uncertainties inherent to the parameters used in the decision making process for the plant covered by this investigation, thus making a sensitivity analysis on the limitations and the technological matrix. To solve the Goal Programming models under certainty and uncertainty, an algebraic modeling language and a solver of last generation of Mathematical Programming was used. A study was conducted at the plant located in the southeastern Brazilian state of Minas Gerais. In this thesis, the adequacy of the proposed models was verified when applied to support decisions involved in planning the harvest and aggregate production planning, including cogeneration of electricity. Computational results are presented and analyzed, comparing the planning performed by the company and the results obtained with the models

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:35:41Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-03-15Bitstream added on 2014-06-13T19:05:51Z : No. of bitstreams: 1 delcarlo_fr_dr_guara.pdf: 631762 bytes, checksum: 5276c4d08ffccec04ea448af7a38df27 (MD5) / A descentralização na geração de energia tem sido proposta em nível mundial para diferentes situações como forma de se alcançar maior confiabilidade de geração elétrica e melhores condições ambientais. Nesse sentido, em diversos países (o Brasil inclusive) tem sido proposta a utilização de sistemas de geração distribuída, com incentivo ao emprego de fontes renováveis de energia, sendo a microcogeração e a minigeração algumas das possibilidades tecnológicas disponíveis. Comprovar a elegibilidade econômica de uma alternativa de minigeração, utilizando métodos que permitam avaliar o custo exergoeconômico em busca de substituir tecnologias consagradas pela instalação de novas tecnologias, é objeto principal perseguido neste trabalho. A superestrutura de minicogeração analisada é composta de células-combustível e motores de combustão interna com fins de geração de energia para um condomínio multirresidencial. A Teoria do Custo Exergético (TCE) foi utilizada e avalia com precisão os custos exergoeconômicos que, aliados aos métodos financeiros orçamentários (taxa interna de retorno, valor presente líquido, tempo de retorno), permitem a demonstração da viabilidade econômica. Aliado a estes métodos, como complemento na tomada de decisão, há o estudo de otimização multitemporal, que permite a seleção de apenas um dos doze equipamentos propostos, além de indicar qual o melhor combustível a ser utilizado como fonte primária de energia. A modelagem da superestrutura demonstra também a possibilidade de comercialização dos produtos com a concessionária, permitindo tanto vender o excedente de produção quanto comprar energia elétrica em alguns momentos, respeitando as flutuações de consumo ao longo do dia e em sazonalidades distintas. É possível constatar que as células-combustível entregam... / Decentralization in power generation has been proposed worldwide for different situations as a way to achieve greater reliability of electricity generation and improved environmental conditions. Thus, in many countries (including Brazil) the use of distributed generation systems has been proposed, encouraging the use of renewable energy sources, the micro and mini-generation being some of the technological available possibilities. The main object pursued in this work is to check the eligibility of an economic mini-generation alternative based on methods to evaluate the exergoeconomic cost of replacing consecrated technologies by new technologies. The superstructure is comprised of fuel cells and internal combustion engines for the purpose of generating energy to a residential condominium. The Exergetic Cost Theory was used and accurately assess the exergoeconomic costs that, coupled with financial budgeting methods (internal rate of return, net present value and payback time), allow demonstrating the economic viability. In addition to these methods, a multi-temporal optimization method, which allows the selection of only one of the twelve proposed equipment, besides indicating the best fuel to be used as a primary energy source, was also modeled. The modeling of the superstructure also demonstrates the possibility of commercializing products with the concessionaire, allowing both sell excess production as buying electricity at times, respecting the fluctuations of consumption throughout the day and in different seasons. It can be seen that the fuel cells deliver more expensive electricity when compared with combustion engines, but these costs are equated with the delivery volume of hot water at more affordable costs. The data show that it is more advantageous to use the hydrogen-powered fuel cell to compose the... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-12-02T11:16:53Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-07-30Bitstream added on 2014-12-02T11:21:15Z : No. of bitstreams: 1 000798880.pdf: 1604138 bytes, checksum: 0bac43d696a76f30babea284c17c75c9 (MD5) / A cogeração tem uma grande aceitação no setor sucroalcooleiro, pois o combustível empregado (bagaço ou palha de cana) é um subproduto de fabricação. Tais sistemas geram potência mecânica ou elétrica e vapor, que são utilizados no próprio processo industrial. Porém, este tipo de geração de energia no setor encontrase muito aquém de seu potencial. Uma das alternativas tecnológicas que poderá vir a melhorar a oferta de excedentes do setor sucroalcooleiro é o uso de gaseificadores de biomassa associados a ciclos combinados. Este trabalho se baseia em dados reais de uma Usina Sucroalcooleira que utiliza o processo de cogeração com turbina a vapor de condensação com duas extrações. A partir de modificações no processo da usina, foram estudados os benefícios da integração da tecnologia de gaseificação em leito fluidizado associada a ciclo combinado. Para efeito de análise da incorporação desta configuração, construiuse, inicialmente, um modelo energético dos equipamentos que compõem o sistema de cogeração, tendo como variável de decisão a quantidade de biomassa processada pela usina. Posteriormente, realizouse o estudo exergético do sistema. A partir de uma abordagem econômica dos equipamentos, foi possível realizar o estudo exergoeconômico que se baseia no Método da Análise Funcional Termoeconômica desenvolvido por Frangopoulos (1983). Foi possível avaliar a viabilidade desta tecnologia para o setor sucroalcooleiro brasileiro permitindo gerar inovações na cadeia produtiva do etanol e corroborando para o desenvolvimento do setor e para o aumento da oferta de eletricidade no país / The cogeneration has a wide acceptance in the sugarcane industry, because the fuel used (sugarcane bagasse or straw) is a byproduct of the manufacturing process. Such systems generate electrical or mechanical power and steam, which are used in the industrial process itself. However, this type of power generation is far below its potential. One of the technological alternatives which may improve the supply of surplus to the sugarcane sector is the use of biomass gasifiers associated with combined cycles. This work is based on real data from a sugar and alcohol plant that uses the process of cogeneration with condensing steam turbine with two extractions. From the plant process modifications, the benefits of integration of fluidized bed gasification technology associated with combined cycle were studied. For purposes of analysis of the incorporation of this technology, initially built up an energy model of equipment that compose the cogeneration system, having the amount of biomass processed by the plant as a decision variable. Subsequently, we carried out the study of the exergetic system. From an economic approach of the equipment, it was possible to perform the exergeticeconomic study that is based on the Thermoeconomic Functional Analysis Method developed by Frangopoulos (1983). It was possible to assess the viability of this technology for the Brazilian sugarcane sector allowing to generate innovations in the ethanol production chain and supporting the development of the sector and to increase the supply of electricity in the country

Made available in DSpace on 2014-12-02T11:16:54Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-02-28Bitstream added on 2014-12-02T11:20:57Z : No. of bitstreams: 1 000801044.pdf: 2058949 bytes, checksum: a2fbd6a1a0679568a16266345bbce966 (MD5) / No presente trabalho foram apresentadas diferentes simulações para a operação de uma planta sucroalcooleira produtora de açúcar, etanol e bioenergia, a qual passou por uma ampliação recente, havendo momentaneamente a necessidade de compra de bagaço para atender aos contratos de venda de energia. Para tanto, foram considerados variações na moagem (de 1.500.000 até 1.800.000 toneladas de cana por safra) e no mix de produção (de 40 a 80 %), mantendo-se a potência gerada em 39,3 MW e 45 MW para cada situação. Além disso, também foi considerada o efeito da variação da taxa condensação na turbina (entre 50 e 70 t/h). Para cada caso são apresentadas análises termodinâmica, termoeconômica e econômica, identificando as vantagens e desvantagens de cada situação, incluindo a verificação da viabilidade e atratividade do empreendimento. Os resultados mostram que a ampliação da termoelétrica geram benefícios tanto para a produção de açúcar e etanol, através do aumento da capacidade de moagem, como, também, proporciona uma possibilidade de ganho na comercialização de energia através do aumento de mais de 82 % na energia exportada / In this work, different simulations for the operation of a sugarcane mill that produces sugar, ethanol and bioenergy, which has undergone a recent expansion requiring purchase of bagasse to meet energy sales contracts, were carried out. For this was taking into account the variations in the milling (from 1,500,000 to 1,800,000 tons of cane by harvest) and in the sugar-alcohol production mix (from 40 to 80 %), keeping the power output of 39.3 MW and 45 MW for each situation. Furthermore, the effect of the variation in the turbine condensation rate (from 50 to 70 t/h) was also considered. For each case, thermodynamic, thermoeconomic and economic analyzes are presented, identifying the advantages and disadvantages of each situation, including the viability and attractiveness of the investment. The results show that the expansion of plant generates benefits both for the production of sugar and ethanol, by increasing the milling capacity, as provides a chance to gain on sale of energy through the increase of over 82 % in the energy exported