Orientador: José Ângelo Cagnon / Banca: Antonio Carlos Delaiba / Banca: Edwin Avólio / Resumo: As usinas de açúcar e álcool do Brasil, apresentam um grande potencial para geração de energia elétrica excedente através da cogeração. Para que esse potencial seja explorado em sua plenitude é necessário que ocorra nas usinas uma implementação de tecnologias mais eficientes energeticamente. Tais implementações compreendem entre outras, substituição de caldeira que operam a pressão de 21 kg/'cm POT.2' à temperatura do vapor de '300 GRAUS' C por caldeiras que operam a pressões e temperaturas mais elevadas, como por exemplo, 64 hg/'cm POT.2' à temperatura de '480 GRAUS' C e substituição das turbinas a vapor de simples estágio por de multi-estágio ou motores elétricos. Tomando-se como base o software MATLAB/SIMULINK, o objetivo deste trabalho... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The sugar and alcohol mills in Brazil own a great potential for generation of exceeding electric through co-generation. For this potential to be exploited to its fullest the mills need to implement more efficient technologies for electricity. Such implementations comprise, among others, the replacement of boilers that operate under the pressure of 21 kg/'cm POT.2' and steam temperature of '300 GRAUS' C by boilers that operate under pressure of 64 hg/'cm POT.2' and temperature of '480 GRAUS' C and replacement of single stage steam turbines by multiple stage or electric motors. Using as tools for the software MATLAB/SIMULINK, the goal of this work is to present a program for the analysis of the co-generation process in a sugar and alcohol mill. The program allows through the inlet data collected in a model plant, in according with the industrial configuration of production. In case... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:29:53Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2005-05Bitstream added on 2014-06-13T19:25:34Z : No. of bitstreams: 1 nascimento_lc_me_guara.pdf: 1312840 bytes, checksum: ca1b5c02fd0bab86aca91dd348b35fd1 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Universidade Estadual Paulista (UNESP)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:10Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-08Bitstream added on 2014-06-13T18:40:02Z : No. of bitstreams: 1 delcarlo_fr_me_guara.pdf: 764020 bytes, checksum: 13ef2c57c767e8dcc46f6f5a069a44fe (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Uma das questões mais importantes, do ponto de vista da cogeração, é a definição dos custos dos produtos obtidos a partir da operação de uma determinada configuração, como forma de garantir-se ou não a viabilidade de um empreendimento. Do ponto de vista da modelagem de sistemas energéticos, há atualmente uma tendência para que sejam empregados equacionamentos baseados na Segunda Lei da Termodinâmica, uma vez que os mesmos computam o valor econômico dos insumos e dos produtos numa base que leva em conta as perdas (irreversibilidades) de cada fluxo, ao passo que os modelos baseados na Primeira Lei da Termodinâmica não distinguem essa parcela dos fluxos, mascarando a real contribuição de cada um deles. Neste projeto de pesquisa são identificados os valores reais de custos de investimento, operação e manutenção dos principais componentes de um ciclo combinado associado a um sistema de refrigeração por absorção e realizado seu equacionamento a partir dos conceitos de análise energética e exergética para uma posterior análise de custos baseada em diferentes metodologias para que se atestem suas vantagens e desvantagens nas aplicações de cogeração. Pelo presente estudo pode-se realizar uma avaliação real a partir de valores coletados com fornecedores com base nos modelos tradicionais de análise econômica, bem como comparar alguns dos modelos de alocação de custos descritos na literatura. / One of the most important questions regarding to the cogeneration issue is the cost definition obtained through the operation of a certain configuration as a form to guarantee the viability of a certain enterprise. From the viewpoint of power systems modeling, there is currently a tendency of developing analysis based on the Second Law of Thermodynamics, once it considers the economic value of inputs and also of the products on a basis that takes into account the irreversibility of each flow. On the other hand, the models based on the First Law of Thermodynamics does not distinguish this part of the flows, hiding the real contribution of each one. In this dissertation it can be identified the real investment amount, operation, and maintenance on the main components of a combined cycle associated to an absorption cooling system and its equations based on energetic and exergy analysis concepts for an afterwards cost analysis based on different methodologies in order to state their advantages and disadvantages on cogeneration applications. Through the current study it is possible to consider a real evaluation using the data, which was obtained with some suppliers, based on traditional economic analysis models, in such a way that is possible to compare some of the cost allocation models described on the classic literature.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:10Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2004Bitstream added on 2014-06-13T20:00:03Z : No. of bitstreams: 1 florentino_fs_me_guara.pdf: 3087569 bytes, checksum: 1b6c330a3ac53a8983793b216fc537a2 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Universidade Estadual Paulista (UNESP) / Com os avanços humanos observados desde os tempos pré-históricos houve uma crescente necessidade de se obter cada vez mais energia, de modo a sustentar o desenvolvimento das civilizações e de seus meios de produção. Atualmente grande parte do consumo energético mundial é proveniente de fontes não renováveis de energia, ou seja, fontes energéticas cuja formação pela natureza ocorre num tempo muito maior do que a velocidade com que são consumidas, tornando-se passíveis de se esgotarem, além das substâncias indesejáveis e dos impactos ambientais decorrentes de sua utilização. O presente trabalho enfoca a aplicação de uma forma renovável de energia na utilização em pequenas comunidades ou propriedades rurais. O objetivo geral é a obtenção de um produto de valor energético originado da biomassa que possa suprir as necessidades energéticas do local considerado (granja de frangos de corte), com o emprego de um processo de transformação adequado. Para efetuar o aproveitamento da energia contida na biomassa em benefício do local onde ela é disponível, duas tecnologias são apresentadas e comparadas quanto a aplicabilidade nas condições locais, realizando-se uma análise sobre a quantidade e forma de energia produzidas, a quantidade e forma de energia necessárias no local, a possibilidade do emprego de um sistema de cogeração para satisfazer tais condições, os custos do investimento e o tempo de retorno do capital. / With the human advances observed since the pre-historic ages have grown the needing of more and more quantities of energy to feed the development of the civilizations and their production ways. Nowadays, a big part of the world energetic demand is obtained from unrenewable energy sources, that means sources of energy formed naturally during a time so much longer than their consumption velocity, being possible to become exhausted, moreover undesirable products are generated and environmental impacts are caused by their utilization. The present work studies an aplication of a renewable source of energy in small villages or properties. The general objective is the obtainment of an energetic product from the biomass, to supply the local energy needings (broiler chicken farm), employing an adequate transformation process. To make the biomass energy profit, looking for the benefit of the place where the biomass is available, two technologies of are presented and compared as regards the quantity and kind of produced energy, the quantity and kind of necessary energy in the place, the possibility of the utilization of a cogeneration system to satisfy the local conditions, the costs of the investment and the pay-back period.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:10Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2004-04Bitstream added on 2014-06-13T20:39:47Z : No. of bitstreams: 1 carvalho_mb_me_guara.pdf: 1667182 bytes, checksum: 466e1d7987c5db03c6d55f35bb29386b (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Universidade Estadual Paulista (UNESP) / Neste trabalho analisa-se a viabilidade técnica e econômica da instalação de sistemas de cogeração, com emprego de turbinas a gás e dois diferentes tipos de trocadores de calor: um utilizando vidro e o outro convencional. Os sistemas são aplicados em uma indústria de transformação de cevada em malte, de médio porte, localizada no Vale do Paraíba. Para cada tipo de tecnologia empregada, seja por operação em paridade elétrica ou térmica, seleciona-se diferentes turbinas comercialmente disponíveis no mercado. Os resultados demonstram que existe viabilidade técnica e econômica para o emprego desta tecnologia na referida indústria. O período de amortização do capital investido é relativamente pequeno em relação à vida útil dos equipamentos empregados. PALAVRAS-CHAVES: Cogeração, Gás Natural, Conservação de Energia, Turbina a Gás. / The purpose of this work is to analyses the technical and economic feasibility to install cogeneration systems, using gas turbine associated with two different kinds of heat exchanger: the first utilize glass heat exchanger and second utilize conventional heat exchanger. These systems are being applied in medium sized barley transformation industry into malt located in Vale do Paraíba . To each kind of technology, is made a comparison in cogeneration operating in electric parity or thermal parity. Different turbines commercially available are chosen. The results show that there are technical and economic feasibility to make use of this technology in the industry in question. The pay-back period of investment is determinate as a function of annual interest rate, electricity tariff and fuel price. Key Words: Cogeneration, natural gas, energy conservation, Gas turbines.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:10Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2003-06Bitstream added on 2014-06-13T18:59:52Z : No. of bitstreams: 1 costa_aas_me_guara.pdf: 2059273 bytes, checksum: b8ab2fd24ffac7e626369adad28e0f50 (MD5) / Neste trabalho é apresentada uma proposta de sistema de cogeração utilizando motor de combustão interna à gás natural, visando otimizar a utilização da energia primária em um estudo de caso de uma empresa produtora de chapas pré-pintadas. Este grupo moto-gerador foi adquirido para suprir a escassez de energia elétrica no ano de 2001 no Brasil, e hoje tem sua operação inviável economicamente se utilizado somente como gerador. Para isso realizou-se uma auditoria energética na empresa em questão, uma análise do mercado energético atual, da legislação vigente sobre cogeração, da viabilidade técnico-econômica da implementação do sistema proposto, das perspectivas de expansão do parque industrial da empresa e dos aspectos estratégicos no que diz respeito a diversificação na obtenção da energia elétrica. Estudou-se também as características do sistema elétrico existente e as características dos equipamentos responsáveis pela geração de energia térmica. O estudo realizado buscou propor a melhor forma de utilização do grupo moto-gerador, com o menor impacto no sistema elétrico atual e sem prejuízos para o processo de produção. Os resultados deste trabalho convergiram para um sistema de cogeração compacto que melhor se adaptou às particularidades da empresa estudada. Além da vantagem financeira que este trabalho constatou, também existem vantagens técnicas e estratégicas. Assim sendo, este trabalho proporciona o suporte técnico necessário para a tomada de decisões de como melhor aproveitar o potencial energético do equipamento adquirido pela empresa em questão e para outras empresas que apresentam um panorama semelhante. / In this work is presented a proposal of a cogeneration system using internal combustion engine using natural gas, with the objective to improve the employment of the primary energy in the case study in a manufacturer company of pre-painted metallic sheets. This moto-generation group was acquired in 2001 in order to supply the lack of providing of the electrical energy that Brazil confronted in the same year and now its utilization is not economic feasibility. An energetic audit has been carried out in the industry, an analysis of current energy market, the rules cogeneration's legislation, a technical economic feasibility of the cogeneration system proposed an analysis regarding the company's expansion plan and the flexibility for supplying energy of the other sources. This work also analysed the existent electrical system and the characteristics of the equipment responsible for the thermal energy generation. This work has focused on a better utilization of the moto-generation group with a minimum number of changes in the electrical system and without causing any disturbance damages for the manufacture's production process. The results of this work indicated that a compact cogeneration system is the best solution considering the characteristics of the enterprise studied. Besides the financial advantages verified, there are technical and strategic advantages. So, this work will give technical support for decisions about the best advantage the energetic potential of the equipment acquired by company in matter and for other companies that present a similar panorama.

O presente trabalho apresenta uma comparação das eficiências energética e exergética de três alternativas diferentes de montagem de sistemas de co-geração de energia que empregam o gás natural como combustível. O caso estudado é uma situação real de um curtume que utiliza lenha como combustível para geração de sua energia térmica e compra energia elétrica da distribuidora. A primeira alternativa é composta por um motor de combustão interna a ciclo Otto, a segunda emprega uma turbina a gás a ciclo Brayton e a terceira usa um gerador de vapor superaquecido juntamente com uma turbina a vapor em contrapressão. Para simulação das plantas é utilizado um software comercial que foi alterado, ficando capacitado para calcular exergias físicas e químicas de plantas de utilidades, cálculos exergoeconômicos, tais como taxas de custo das correntes e eixos, e também de determinar para cada equipamento os valores das variáveis usadas para a avaliação e o melhoramento do desempenho de plantas. Após as modificações o programa foi testado resolvendo um problema conhecido e cuja solução encontrada foi comparada com o da bibliografia. Foram obtidos resultados muito próximos ao padrão usado para comparação, os desvios encontrados são desprezíveis para os objetivos deste trabalho. A planta com melhor eficiência energética e exergética é aquela com motor ciclo Otto, seguida pela montagem que emprega a turbina a gás e finalmente, o conjunto gerador de vapor e turbina a vapor. São calculados os custos de insumos: investimentos necessários para construção das plantas, os custos de operação e manutenção e os custos com combustível. A partir destes valores são resolvidos os sistemas de equações para determinar as taxas de custos das correntes e eixos. Para as três plantas as variáveis de decisão são modificadas buscando aumentar a eficiência exergética e diminuir os custos dos produtos de co-geração. A metodologia para avaliação e melhoramento do desempenho das plantas é empregada e observa-se que é na terceira configuração é onde as modificações tiveram maior impacto, seguida pela primeira planta e por último a segunda alternativa.

Submitted by Eduarda Figueiredo (eduarda.ffigueiredo@ufpe.br) on 2015-03-10T12:59:15Z No. of bitstreams: 2 TESE FINAL 02122013.pdf: 5675809 bytes, checksum: 1c382c84dbe1c048e487d0da5e505be8 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-10T12:59:16Z (GMT). No. of bitstreams: 2 TESE FINAL 02122013.pdf: 5675809 bytes, checksum: 1c382c84dbe1c048e487d0da5e505be8 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2012-02 / Professor Charamba / Neste trabalho foi estudado um sistema de micro-cogeração a gás natural para utilização no pólo gesseiro do Araripe, Pernambuco, Brasil. Para análise de desempenho do sistema foi utilizada uma planta de micro-cogeração do Laboratório COGENCASA do departamento de engenharia mecânica da UFPE. Na análise testou-se o sistema para potências da turbina a gás de 10 , 15 , 20 e 23kW em conjunto com um recuperador de calor. Com estes resultados experimentais modelou-se a turbina a gás por meio da identificação do sistema, gerando um modelo dinâmico do equipamento. Para o recuperador de calor utilizou-se a modelagem fenomenológica aplicada à função de transferência para gerar o modelo dinâmico do recuperador. Foram feitos testes de carga nos modelos, aplicados a um controlador preditivo (MPC), onde se procedeu ao projeto, análise de parâmetros e estabilidade do controlador. De posse destes resultados foram feitas análises energéticas e exergéticas da planta aplicada a um estudo de caso envolvendo uma fábrica calcinadora de gesso da região. O estudo mostra que a viabilidade do sistema está atrelada ao preço do gás natural praticado para a região do Araripe. A introdução de técnicas modernas de controle e análise termoeconômica traria uma redução de consumo de energia de 23% em relação aos sistemas tradicionais, o que, aliado aos benefícios ambientais, torna a cogeração um sistema atrativo para o polo gesseiro do Araripe.

Submitted by Eduarda Figueiredo (eduarda.ffigueiredo@ufpe.br) on 2015-03-10T14:07:42Z No. of bitstreams: 2 DISSERTAÇÃO Petronio Silva.pdf: 4709684 bytes, checksum: 9cb3791378a118740304e450608f3adb (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-10T14:07:42Z (GMT). No. of bitstreams: 2 DISSERTAÇÃO Petronio Silva.pdf: 4709684 bytes, checksum: 9cb3791378a118740304e450608f3adb (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2012-08 / Sistemas de cogeração podem gerar energia térmica ou elétrica a partir de uma ou mais fontes de energia. São bastante utilizados nas centrais de utilidades das indústrias e edifícios comerciais, com a finalidade de gerar e distribuir vapor, água gelada ou eletricidade a diversos tipos de processos. Apesar de eficientes, podem se tornar financeiramente arriscados quando submetidos a alterações nos parâmetros originais de projeto. Diminuições na demanda ou aumento de preços dos combustíveis, por exemplo, podem transformar um projeto tecnicamente ótimo em um fracasso econômico. O objetivo do presente trabalho é ilustrar que projetos baseados em sistemas de cogeração, ao contrário do que comumente se acredita, são muito robustos para suportar mudanças financeiras, desde que tenham flexibilidade técnica para se ajustarem às novas condições. Como ilustração da robustez dos sistemas de cogeração, usou-se neste trabalho um sistema composto por: um motor, três tipos de caldeiras e dois tipos de chillers. A principal característica desse sistema é que é possível combinar o uso dos equipamentos de várias maneiras diferentes, gerando inúmeras configurações de operação capazes de atender as demandas. As demandas de água gelada, eletricidade e vapor são variáveis ao longo dos dias. A otimização foi realizada pelo método clássico da Programação Linear, minimizando o VPL (Valor Presente Líquido) nas possíveis configurações de operação. Uma série de estudos de casos foram realizados no intuito de investigar o comportamento do sistema geral otimizado quando submetido a alterações financeiras. As principais conclusões são que o sistema de cogeração proposto pode suportar um aumento de até 374% na tarifa de combustível e um aumento de até 93% na tarifa de energia elétrica. Outra conclusão importante é que os sistemas de cogeração são robustos no que se refere às variações da tarifa de combustível e eletricidade após os primeiros dez anos de operação.

Orientador: Waldyr Luis Ribeiro Gallo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-22T23:46:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 EspiritoSanto_DenilsonBoschierodo_M.pdf: 10294077 bytes, checksum: 0db40a9a0748e0e93afebb671b9dc97e (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: Buscando formas mais eficientes de aproveitamento de recursos naturais energéticos, novas tecnologias têm sido descobertas e mesmo as antigas tecnologias têm sido desenvolvidas. Dentro do grupo das que têm sofrido desenvolvimento, a cogeração ocupa local de destaque, mostrando-se ser viável em diversas aplicações do setor industrial e terciário. Este trabalho trata da aplicação de sistemas de cogeração em um hospital, que é o caso mais comum de sistemas de cogeração dentro do setor terciário. Inicialmente são identificados os sistemas utilizadores e consumidores de energia no hospital de clínicas da Universidade Estadual de Campinas e quantificadas as necessidades energéticas dos principais sistemas. De posse das informações das características operacionais, procurou-se propor algumas possibilidades de conservação de energia, visando a redução de custos operacionais. Foi também desenvolvida uma metodologia de caráter técnico e econômico para o estudo de implantação de sistemas de cogeração com motores de combustão interna a gás natural, dimensionados para atender a demanda de base das necessidades de eletricidade do HC. Finalmente, analisa-se a viabilidade técnico-econômica de sistemas de cogeração, apontando para a situação atual, o seu futuro e as principais barreiras a serem vencidas para a sua difusão / Abstract: Searching for more efficient uses of energy natural resources, new technologies have been devised and old ones developed. Within the latter group the co-generation of energy is outstanding. It shows to be feasible for several applications in the industrial as well as in the tertiary sectors. This work deals with the application of co-generation systems in a hospital, which is the most oommoncase of co-generation system within the tertiary sector. First, user's systems and energy consumers were identified in the Clinic Hospital of the State University of Campinas (Unicamp) and later the demand of energy of the main systems were quantified. Based on the information about operational characteristics, there were proposed some measures for energy conservation aiming at the reduction of operational costs. In the last part of this work, a methodology of both technical and economic analysis was developed, for the study of implementation of co- generation systems using internal combustion engines fueled by natural gas. These were designed to meet the base load of electricity of the hospital. As a result of the above mentioned analysis, it was concluded that the oo-generation can be both technical and economically feasible. It was also discussed the state-of-the-art, the future and the major obstacles tê.~be overcome for cogeneration diffusion in this country / Mestrado / Termica e Fluidos / Mestre em Engenharia Mecânica