Orientador: Pedro Magalhães Sobrinho / Coorientador: José Luz da Silveira / Banca: Eliana Vieira Canettieri / Banca: José Rui Camargo / Resumo: Com o progressivo aumento na demanda de energia, cresce a produção do etanol combustível e a preocupação com a destinação mais racional do seu resíduo - a vinhaça. Composta por alta carga orgânica, a vinhaça tem grande potencial poluidor, desde sua armazenagem, transporte, até sua destinação final, como na prática tradicional de fertirrigação in-natura da lavoura de cana-de-açúcar. O seu uso indiscriminado, traz grande impacto ambiental ao liberar para a atmosfera os gases de efeito estufa (CO2 e CH4) e contaminar o solo, lençol freático e cursos d'água. Para atender às normas ambientais e visões de sustentabilidade, várias alternativas tecnológicas têm sido estudadas e desenvolvidas para neutralizar os efeitos nocivos da vinhaça; elevando o status da vinhaça de resíduo industrial para subproduto industrial. A vinhaça passa a ser considerada como biomassa a ser convertida em outras fontes mais limpas de energia. Usinas de cana-de-açúcar já possuem experiência no uso de biodigestores e desenvolvem projetos para intensificar a conversão de vinhaça em biogás, com a vantagem do resíduo final do processo resultar em biofertilizante de alta qualidade. Para estas usinas, o presente trabalho apresenta a viabilidade técnica e econômica na conversão de 100% da vinhaça gerada, em biogás a ser convertida em potência elétrica por motores de combustão interna (MCI), com resultado favorável para o investimento e venda da energia produzida para a rede de distribuição / Abstract: With the progressive increase of the demand in energy, the production of fuel ethanol grows and so does the concern with one more rational destination of its residue - the vinasse. Composed of high organic load, vinasse has a huge polluting potential, from its storage, transportation, to its final destination, as the traditional practice of its fertigation in the sugarcane crop. Its indiscriminate usage brings a big environmental impact by releasing the greenhouse gases (CO2 and CH4) into the atmosphere and contaminating the soil, water table and watercourses. To comply with the environmental standards and the sustainability visions, many technological alternatives have been studied and developed, elevating it's status from industrial residue to industrial by-product. Vinasse become to be considered as biomass to be converted into other cleaner sources of energy. Sugarcane mills already have experience in biodigestion process and they have been developing projects to intensify the conversion of their vinasse into biogas. Thereby, there is a big advantage, the final process residue results in high quality biofertilizer. For these sugarcane mills, the present work presents the technical and economical feasibility in converting 100% of the generated vinasse into biogas to be converted into electric power by internal combustion engines (IC Engine), with enabling result to investing and energy solding to the distribution network / Mestre

Made available in DSpace on 2017-03-14T14:10:07Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-06-10. Added 1 bitstream(s) on 2017-03-14T14:42:45Z : No. of bitstreams: 1 000879291.pdf: 3371917 bytes, checksum: 0e188d1e01c355958e9d9bc95cc96f96 (MD5) / Essa pesquisa investigou o tema de energias renováveis por meio de um método proposto com a finalidade de rastrear a viabilidade econômico-financeira em duas plantas industriais a partir de biomassa. A primeira, denominada planta industrial unidade sucroenergética (também nomeada neste trabalho como planta I), situada no Estado de São Paulo, Brasil, produz não somente açúcar e álcool, mas também energias (mecânica, térmica e elétrica), sendo estas a partir do bagaço da cana-de-açúcar. Já a segunda, denominada planta industrial central térmica (também chamada neste estudo de planta II), localizada na Comunidade Autônoma de Castilla y León (uma das Comunidades Autônomas que pertence à região norte da Espanha), produz somente energia térmica, representada neste estudo por MWh de energia elétrica. Essa planta II produz energias a partir de resíduos florestais provenientes de podas de árvores (pinheiros). Ambas as plantas pertencem ao Setor de Energias Renováveis a partir da Biomassa. O método proposto de análise, denominado Proposta de Gestão Econômico-Financeira Aplicada em Energias Renováveis a partir da Biomassa, partiu dos Postulados Teóricos de Kaplan e Anderson (2008; 2007; 2004), de Kaplan e Cooper (1988), de Gitman (2004); Van Horne (1993) e de Allora et al (1995). Os resultados apresentados foram de grande relevância ao setor, como as informações geradas pelo projeto modelo-piloto-I, que atribuiu 24,81% dos custos operacionais ao produto energia elétrica e 75,19% aos produtos álcool e açúcar. A capacidade não-utilizada dessa planta apresentou-se na ordem de 7.097.752 minutos, equivalente a 24,57% do total da capacidade ... / This research investigated the topic of renewable energy through a proposed method in order to trace the economic and financial viability of two industrial plants from biomass. The first, called 'sugarcane unit industrial plant' (also named as plant I in this text), located in São Paulo State, Brazil, produces not only sugar and alcohol, but also energy (mechanical, thermal and electrical), and these types of energy are produced from sugarcane bagasse. The second, called 'industrial thermal power plant' (also named as plant II), located in Castilla y León (one of the Autonomous Communities in Northern Spain), produces only thermal energy, indicated by MWh. Plant I produces energy out of forest residues from pruning pine trees. Both plants belong to Biomass Renewable Energy. The proposed method of analysis entitled as 'Proposal of Applied Economic and Financial Management in Biomass Renewable Energy' is based on Kaplan's and Anderson's (2008, 2007, 2004), Kaplan's and Cooper's (1988), Gitman's (2004); Van Horne's (1993) and Allora's et al (1995) theoretical postulates. The ...

Orientador: Osmar de Carvalho Bueno / Coorientador: José Giacomo Baccarin / Coorientador: Gregório Antolín Giraldo / Banca: Wilson Kendy Tachibana / Banca: David Pereira Lopes Santos / Banca: Gregorio Antoniolin Giraldo / Resumo: Essa pesquisa investigou o tema de energias renováveis por meio de um método proposto com a finalidade de rastrear a viabilidade econômico-financeira em duas plantas industriais a partir de biomassa. A primeira, denominada "planta industrial unidade sucroenergética" (também nomeada neste trabalho como planta I), situada no Estado de São Paulo, Brasil, produz não somente açúcar e álcool, mas também energias (mecânica, térmica e elétrica), sendo estas a partir do bagaço da cana-de-açúcar. Já a segunda, denominada "planta industrial central térmica" (também chamada neste estudo de planta II), localizada na Comunidade Autônoma de Castilla y León (uma das Comunidades Autônomas que pertence à região norte da Espanha), produz somente energia térmica, representada neste estudo por MWh de energia elétrica. Essa planta II produz energias a partir de resíduos florestais provenientes de podas de árvores (pinheiros). Ambas as plantas pertencem ao Setor de Energias Renováveis a partir da Biomassa. O método proposto de análise, denominado "Proposta de Gestão Econômico-Financeira Aplicada em Energias Renováveis a partir da Biomassa, partiu dos Postulados Teóricos de Kaplan e Anderson (2008; 2007; 2004), de Kaplan e Cooper (1988), de Gitman (2004); Van Horne (1993) e de Allora et al (1995). Os resultados apresentados foram de grande relevância ao setor, como as informações geradas pelo projeto modelo-piloto-I, que atribuiu 24,81% dos custos operacionais ao produto energia elétrica e 75,19% aos produtos álcool e açúcar. A capacidade não-utilizada dessa planta apresentou-se na ordem de 7.097.752 minutos, equivalente a 24,57% do total da capacidade ... / Abstract: This research investigated the topic of renewable energy through a proposed method in order to trace the economic and financial viability of two industrial plants from biomass. The first, called 'sugarcane unit industrial plant' (also named as plant I in this text), located in São Paulo State, Brazil, produces not only sugar and alcohol, but also energy (mechanical, thermal and electrical), and these types of energy are produced from sugarcane bagasse. The second, called 'industrial thermal power plant' (also named as plant II), located in Castilla y León (one of the Autonomous Communities in Northern Spain), produces only thermal energy, indicated by MWh. Plant I produces energy out of forest residues from pruning pine trees. Both plants belong to Biomass Renewable Energy. The proposed method of analysis entitled as 'Proposal of Applied Economic and Financial Management in Biomass Renewable Energy' is based on Kaplan's and Anderson's (2008, 2007, 2004), Kaplan's and Cooper's (1988), Gitman's (2004); Van Horne's (1993) and Allora's et al (1995) theoretical postulates. The ... / Doutor

Orientador: Gilberto De Martino Jannuzzi / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-18T21:42:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nogueira_LarissaGoncalves_M.pdf: 2506781 bytes, checksum: 2b63fc90bfa86344fd1d43917510b57c (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Apesar da geração de energia elétrica no mundo ainda ser majoritariamente oriunda de combustíveis fósseis e não renováveis, várias políticas de incentivo ao uso de fontes renováveis alternativas de energia têm sido desenvolvidas. Dentre estas fontes, a geração de energia elétrica a partir de sistemas fotovoltaicos conectados à rede se destaca devido à elevada taxa de crescimento dos últimos anos; pelas expressivas reduções de preço e por ser uma das tecnologias chave para a geração descentralizada de energia elétrica em áreas remotas. Alguns dos benefícios da geração distribuída a partir de sistemas fotovoltaicos conectados à rede são: postergação de investimentos em expansão nos sistemas de distribuição e de transmissão; baixo impacto ambiental e tempo reduzido de implantação; redução no carregamento das redes e de perdas; e diversificação da matriz energética. No entanto, observa-se que a fonte tem sido mais bem aproveitada em países com baixos índices de irradiação solar. Chile e Brasil, por exemplo, possuem excelente potencial solar e oportunidades semelhantes de investimento na tecnologia, mas restringiram a utilização da fonte basicamente a sistemas isolados. Neste contexto, algumas iniciativas no Brasil e Chile têm visado o desenvolvimento da energia solar fotovoltaica. Esta dissertação tratou de analisar comparativamente as principais barreiras enfrentadas pela geração distribuída a partir de sistemas fotovoltaicos conectados à rede e, em seguida, sugeriu, através de cenários, quais mecanismos de incentivo seriam mais adequados para a promoção desta tecnologia / Abstract: Despite the generation of electricity in the world is still mainly coming from non-renewable fossil fuels, various policies to encourage the use of alternative renewable energy sources have been developed. Among these sources, electricity generation from photovoltaic systems connected to the grid has shown high rate of growth in recent years, due to the significant price reductions and also for being one of the preferred technologies for decentralized electricity generation in remote areas. Some of the benefits of distributed generation from photovoltaic systems connected to the grid are: postponement of investments needed for expanding distribution and transmission systems, low environmental impact and reduced time to deployment, reduction in network load and losses, improvement of voltage levels during heavy load and electric matrix diversification. Nevertheless, it is observed that the source has been utilized better in countries with low levels of solar radiation. Chile and Brazil, for example, have excellent solar potential and similar opportunities to investment in the technology, but the source use has been basically restricted to isolated systems. However, many initiatives in Brazil and Chile have targeted the development of solar photovoltaic systems in these countries. This thesis has the objective to analyze the major barriers faced by distributed generation from photovoltaic systems connected to the grid and then suggest, through scenarios, which mechanisms would be more appropriate for the promotion of this technology / Mestrado / Planejamento de Sistemas Energeticos / Mestre em Planejamento de Sistemas Energéticos

Orientador: Adriano Wagner Ballarin / Coorientador: Saulo Philipe Sebastião Guerra / Banca: José Otávio Brito / Banca: Eder Aparecido Garcia / Banca: Vlademir Eliodoro Costa / Banca: Hernando Alfonso Lara Palma / Resumo: O aproveitamento da madeira na forma de cavacos para geração de energia requer uma cadeia produtiva mais eficiente nas diversas etapas que a compõe: colheita, baldeio, cavaqueamento, transporte, estocagem e sistemas de conversão. A umidade da madeira é fundamental no planejamento das operações florestais desta cadeia, pois condiciona o volume a ser cavaqueado, o número de caminhões necessários para transporte da matéria-prima, o tempo de estocagem no campo, entre outros, o que impacta economicamente a cadeia. No Brasil, seus efeitos ainda não foram mensurados por completo e algumas dúvidas ainda persistem, como a escolha na configuração das operações florestais menos onerosas e a umidade final entregue na indústria. Considerando este gargalo na produção florestal brasileira, o trabalho teve como objetivo principal investigar a umidade da madeira e quantificação de seu efeito nos custos da cadeia de produção de cavacos de madeira de Eucalyptus para geração de energia. Para alcançar esse objetivo, foi analisado o comportamento da umidade nas pilhas estocadas em diferentes formas (toras e cavacos) e estações do ano (época seca e chuvosa). O efeito da umidade no volume de madeira colhido nas três cadeias de operações florestais propostas e os seus respectivos custos operacionais foram determinados para abastecimento de uma termelétrica de referência. Os resultados encontrados inviabilizam o armazenamento da madeira na forma de cavacos ao ar livr... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The use of the wood in the form of chips for energy generation requires a more efficient production supply chain in the several steps that compose it: harvesting, forwarding, storage, chipping, transport and conversion systems. The moisture content of the wood is fundamental to plan the forestry operations of the production supply chain. Since the former affects the harvesting season and the volume to be chipped, the number of trucks needed to transport the raw material and the time of storage in the field, the chain is economically affected as well. In Brazil, the moisture wood content effects have not been fully evaluated yet. The lack is because the use of wood for energy requires the transformation into woodchips and therefore some concerns rise up in the choice of the less expensive forest operation and the final wood moisture to be delivered to the industry. The main objective was to investigate the wood moisture content and quantifying its effect on the costs of Eucalyptus woodchip supply chains for power generation. The wood moisture content in piles stored in different forms (logs and chips) and seasons of the year (dry and rainy season) were analysed. The effect of moisture content on the volume of wood harvested in the three forestry supply chains proposed and their respective operating costs were determined to supply a biomass power plant. The preliminary results made it impossible to store the wood in the form of chips in outdoor conditions (final moisture content of 53.5%, wet basis), except when stored under cover (final moisture content of 34.3%, wet basis). On the other hand, after 160 days of storage in the autumn and winter, logwood piles reached an average moisture content of 31.1% (wet basis). There was an increase in the ash content of the biomass stored in the field as well in the net caloric value for all the diameter classes evaluated. The predicted moisture content models of ... / Doutor

Orientador: José Antonio Perrella Balestieri / Coorientador: José Alexandre Matelli / Banca: Maurício Araújo Zanardi / Banca: Pedro Teixeira Lacava / Resumo: A necessidade do desenvolvimento de tecnologias baseadas em fontes de energia renováveis é crescente em todo o mundo, de modo a diversificar a matriz energética dos países, bem como atender às rigorosas legislações ambientais e acordos internacionais para redução na emissão de poluentes. Estudos que permitam a implantação desta tecnologia no Brasil, levando-se em conta as características específicas dos biocombustíveis disponíveis, devem ser realizados com vistas à diversificação da matriz energética do país. Diversas tecnologias em fase de desenvolvimento sobre o uso de biomassa na geração de energia têm sido apresentadas na literatura técnica, das quais as plantas industriais de ciclo combinado com gaseificação integrada (IGCC) surgem como uma importante inovação tecnológica. Nesta tecnologia se obtém um combustível gasoso, rico em gás hidrogênio, a partir de biomassa sólida, elevando com isso a eficiência global do processo em relação à sua queima direta numa caldeira convencional. O objetivo deste trabalho é desenvolver um modelo termodinâmico e de equilíbrio químico, a partir de bagaço de cana, relativamente a uma configuração de ciclo combinado com gaseificação integrada (IGCC), associado com análise de custos exergéticos e emissão de CO2, por meio do método da penalidade exergética. Por meio da análise de penalidades exergéticas é realizada a comparação entre a tecnologia IGCC e o ciclo a vapor tradicionalmente empregado no setor sucro-alcooleiro, verificando-se que a nova tecnologia apresenta vantagens técnicas e ambientais em relação à tecnologia tradicional / Abstract: The development of technology based in energy renewable sources is increasing worldwide in order to diversify the energy mix and satisfy the rigorous environmental legislation and international agreements to reduce pollutant emission. Considering the specific characteristics of biofuels available in Brazil, studies regarding such technologies should be carried out aiming the diversification of the energy mix. Several state-of-the-art technologies for power generation from biomass have been presented in the technical literature, and the industrial plants with integrated gasification combined cycle (IGCC) emerge as a major technological innovation. By obtaining a fuel gas rich in hydrogen from solid biomass, the IGCC presents a higher overall efficiency of the process than the direct burning of the solid fuel in a conventional boiler. The objective of this study is to develop a thermodynamic and chemical equilibrium model of an IGCC configuration for sugarcane bagasse, associated with an exergetic cost analysis and a CO2 emission analysis through, the method of exergy penalties. Through such analysis it is performed an exergetic penalty comparison between the IGCC technology and the steam cycle traditionally employed in the sugarcane sector. It is verified that the proposed technology presents technical and environmental advantages compared to traditional technology / Mestre

Orientador: Júlio Santana Antunes / Coorientadores: José Luz Silveira; Wendell de Queiróz Lamas / Banca: Celso Eduardo Tuna / Banca: Daniel Travieso Pedroso / Banca: José Rui Camargo / Banca: Ederaldo Godoy Junior / Resumo: Neste trabalho de tese é desenvolvido metodologias de análise exergoeconômica-ambiental aplicado em motores-gerador operando com biogás para produção simultânea de energia elétrica e água quente. O método desenvolvido tem como objetivo mensurar o custo das emissões de CO2 para esse sistema, assim como estudar a sua influência no custo de operação pela técnica do custo de manufatura exergético. O método é aplicado a motores de combustão interna operando a biogás, com capacidade de produção de energia elétrica variando entre 4 kW a 2 MW, utilizando ou não a água da jaqueta para produção de água quente, dependendo do tipo de refrigeração do motos (a ar ou a água). Dois métodos são aplicados para análise exergoeconômica-ambiental, o primeiro baseado no método da distribuição de custo pelos fluxos exergéticos unitários dos produtos e outro baseado nos incrementos exergéticos dos componentes do sistema. Conclui-se que ambos os métodos são satisfatórios para avaliar o impacto do custo da emissão de poluentes e que a influência deste no custo de manufatura exergético incrementa entre 9,4 % e 19,6 % em relação aos métodos tradicionais que não consideram o custo da poluição ao meio ambiente / Abstract: In this thesis an econometric-environmental analysis methodology applied in generator-engines operating with biogas for the simultaneous production of electric energy and hot water is developed. The method developed has the objective of measuring the cost of CO2 emissions for this system, as well as to study its influence on the cost of operation by the technique of exergy cost of manufacture. The method is applied to internal combustion engines operating with biogas, with a production capacity of electric energy ranging from 4 kW to 2 MW, using or not the jacket water to produce hot water, depending on the type of engine cooling (air or water cooled). Two methods are applied for exergoeconomic-environmental analysis, the first one based on the method of cost distribution by the unitary exergy flows of the products and another based on the exergetic increments of the system components. It is concluded that both methods are satisfactory to evaluate the impact of the emission cost of pollutants and that the influence of this in the cost of exergético manufacture increases between 9,4% and 19,6% in relation to the traditional methods that do not consider the cost of pollution / Doutor

Orientador: Deyse Elisabeth Ortiz Suman Carpenter. / Dissertação (Mestrado em Química) - Programa de Pós-Graduação em Química, Centro de Ciências Exatas e Naturais, Universidade Regional de Blumenau, Blumenau.

Orientador: Teófilo Miguel de Souza / Coorientador: José Luz Silveira / Banca: Ivonete Ávila Francisco / Banca: José Grandinetti / Banca: Márcio Zamboti Fortes / Banca: José Rui Camargo / Resumo: A preocupação com o meio ambiente e com a qualidade do ar tem sido o foco de vários trabalhos nos meios acadêmico e governamental, sabendo-se que e um dos grandes fatores dessa degradação é o meio de transporte. O poder aquisitivo do cidadão brasileiro unido à facilidade da compra de novos carros está crescendo a cada ano, com isso o número de veículos por habitante também tem aumentado; nesse sentido, é essencial que novas tecnologias mais eficientes e com melhor rendimento sejam estudadas e analisadas. Partindo deste conceito, nota-se que os carros elétricos são uma alternativa inteligente para diminuir a degradação provocada pelos combustíveis fósseis. A produção de energia elétrica por meio de fontes renováveis tais como fotovoltaica, biogás, etc., aliada ao baixo custo de manutenção e à longa vida útil, está se tornando uma alternativa atrativa. Neste trabalho são aplicadas metodologias para dimensionamento e análise do custo da geração de energia elétrica através de fontes renováveis: fotovoltaicas e biogás. Considera-se também o custo operacional do carro elétrico sendo abastecido com a eletricidade fornecida por essas fontes e pela energia da concessionária rede, comparado ao custo operacional de um carro de motor de combustão interna. Também é determinado o CO2eq emitido pela utilização da usina fotovoltaica, usina a biogás, energia da rede e pela gasolina e etanol utilizado no carro de MCI. Foi ainda calculado o passivo ambiental associado a cada tipo de tecnologia ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The concern about the environment and the quality of the air has been the focus of several studies in both academic and government fields, showing that one of the main responsible ones for the degradation of the environment is transportation. The acquisition power of Brazilian people coupled with the ease of buying new vehicles is growing every year; as a result, the rate of vehicles per inhabitant has also increased; in this sense, it is of essence that new and more efficient technologies be studied and analyzed. Starting from this concept, electric vehicles are a smart alternative to reduce the degradation caused by fossil fuels. The production of electricity from renewable sources such as photovoltaic, biogas, etc., combined with the fact that those systems have low maintenance costs and long service life is becoming an attractive alternative. In this study, methodologies are applied to calculate and analyze the costs of electricity generation by renewable sources: solar and biomass energy. It is also considered the operating cost of the electric car being fed with the electricity provided by these sources and by grid energy, compared to the operating cost of an internal combustion engine car. The CO2eq emitted by the use of the photovoltaic plant, the biogas plant, the grid energy and the gasoline and ethanol used in the ICE car is also determined. It was also calculated the environmental liabilities associated with each type of renewable electricity generation technology... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Orientador: Fernando Pinhabel Marafão / Co-orientador: Pedro Miguel Rebelo Resende / Banca: Roberto Wagner Lourenço / Banca: Diego Colon / Resumo: Esse trabalho apresenta um estudo sobre o cenário da utilização da energia elétrica no Brasil, considerando dados sobre a oferta e a demanda, bem como sobre as principais fontes envolvidas na matriz elétrica do país. Sabe-se que quase 70% da eletricidade consumida no país é proveniente de usinas hidrelétricas, porém com a falta de chuvas dentro da normalidade, que ocorre desde 2013, tem sido necessário comprovar a oferta com a produção termelétrica, fazendo aumentar o custo de geração que é repassado para o consumidor. Também são apresentados nesse trabalho, o potencial de geração das principais fontes de energia renováveis no país, com análise de custos de instalação, incentivos existentes para o crescimento dessas fontes e discussões sobre a necessidade da inserção afetiva das mesmas na matriz elétrica brasileira, visando atender a crescente demanda. De posse do potencial energético através de fontes renováveis e baseando-se em experiências internacionais, particularmente através do estudo de caso da China e da Alemanha, o trabalho surge ainda possíveis medidas para o crescimento da utilização de energia solar, eólica e outras, na geração de energia elétrica, fator considerado essencial para o crescimento econômico e sustentável do país / Abstract: The main goal of this work is to study and to map the electrical energy scenario in Brazil, considering the supply, demand and the different primary energy sources in the country. It is well skown that almost 70% of the electrical energy consumed in Brasil comes from hydroelectric plants, however, since 2013 and due to the lack of abundant rain for keeping the hydroelectric normal parameters, it has become necessary to apply thermoelectric plants, consequently increasing the energy costs. For this reason, different energy sources are studied in this work as alternatives for the current generation system in Brazil, considering the different aspects such as: installation costs, normative and financial incentives and future demand. Furthermore, to better understand the potential of renewable energy in Brazil, some comparisons using the German and Chinese scenarios have been done, allowing to suggest short and long term actions for increasing the sustainable energy market, pointing out solar and wind power sources as essential for the economic and environmental development / Mestre