Made available in DSpace on 2014-06-12T17:37:50Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo3807_1.pdf: 4896703 bytes, checksum: 14f0352cc5da610361bf13cab5093492 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2008 / Companhia Hidro Elétrica do São Francisco / Considerando a previsão de crescimento da demanda de energia para os próximos anos, não se pode descartar nenhuma das alternativas de aproveitamento energético disponíveis em nosso país. Estudos de viabilidade sobre a conversão de usinas termelétricas de ciclo simples para o ciclo combinado indicam a possibilidade de aumento na potência e na eficiência, em torno de 50 % e, portanto, pode-se inferir que a alternativa da conversão para o ciclo combinado é praticamente inevitável, sendo apenas uma questão de tempo. Utilizando a combinação das melhores tecnologias disponíveis atualmente no mercado, o presente trabalho objetivou a análise de alternativas para conversão de uma usina termelétrica de ciclo simples com 350 MW de potência, geradas por 05 (cinco) turbinas a gás Alstom GT 11DM, em ciclo combinado. A usina é conhecida como UTE Camaçari. Importante aliado na simulação de cenários, programas de computador também são bastante utilizados na simulação de alternativas de ciclos térmicos. Com a utilização do software Thermoflow (Módulos GT PRO e GT Master), foram modeladas diversas alternativas para a implantação do ciclo combinado na UTE Camaçari. Em projetos deste porte, onde há a dependência de diversas variáveis, o regime de operação da planta e as tecnologias para resfriamento do ar de admissão das turbinas a gás demonstraram importância fundamental nos rumos do projeto. A seleção dos parâmetros de temperatura e pressão do vapor no HRSG também teve grande influência nos resultados. A configuração que utilizou sistema fogger para o resfriamento do ar de admissão nas turbinas a gás, com cinco HRSG do modelo vertical e uma turbina a vapor, foi a que apresentou os melhores resultados. Também foi constatada que a disponibilidade de uma poderosa ferramenta computacional, como o Thermoflow, deve estar fortemente aliada a uma sólida base teórica de conhecimentos e à experiência profissional. O conhecimento das condições da usina a ser convertida também tem importância fundamental na seleção das diversas alternativas analisadas durante o projeto. A apresentação das alternativas e seus resultados visam a subsidiar o processo decisório sobre uma futura implantação do ciclo combinado na UTE Camaçari

Submitted by Bianca Neves (oliveirabia1@ymail.com) on 2016-03-21T14:43:18Z No. of bitstreams: 1 Dissertação- Márcia Passos da Costa.pdf: 4698043 bytes, checksum: e525a0de701bd0ad41dede15e91055b5 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2016-03-29T18:12:12Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação- Márcia Passos da Costa.pdf: 4698043 bytes, checksum: e525a0de701bd0ad41dede15e91055b5 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2016-03-29T18:16:23Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação- Márcia Passos da Costa.pdf: 4698043 bytes, checksum: e525a0de701bd0ad41dede15e91055b5 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-29T18:16:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação- Márcia Passos da Costa.pdf: 4698043 bytes, checksum: e525a0de701bd0ad41dede15e91055b5 (MD5) Previous issue date: 2013-04-17 / FAPEAM - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonas / The burning of fossil fuels used for the production and use of electrical energy entails the release of many pollutants in the atmosphere. Among the pollutants noxious to the environment and people's health is cited nitrogen dioxide (NO2) to be freed in any kind of combustion whatever the type of fuel used, but are more likely to be formed during combustion of natural gas due to high temperature. The state of Amazonas is part of the isolated energy system, which consists of 80% of power plants which recently passed the conversion to natural gas. The study site of this research is the area of greatest concentration of thermal power plants in Manaus. This work was conducted to study the levels of NO2 concentration in the surroundings of one of these plants. The influence was investigated of meteorology at the locations of the sampling sites and the concentrations of NO2. The aim of this study was to monitor the concentration of NO2 from the burning of fossil fuels, using passive method. Samplers were installed at 15 points inside and around a thermal power plant, located in the neighborhood of Mauazinho in Manaus-AM in 2012. Sampling was performed in passive samplers containing o a cellulose filter impregnated with a solution of 5% triethanolamine, Teflon membrane and stainless steel mesh as diffusion barriers. Sets of eight passive samplers were exposed at each sampling point in the period May to October 2012. For quantification of mass of NO2 collected, used the solution of modified Griess-Saltzman and detection at UV-Vis spectrophotometer, with absorbance reading at a wavelength of 540 nm. The exposure time was 30 days. The results of the concentrations of NO2 passive samplers were validated with the data obtained with automated equipment obtained through a survey conducted in 2011, 1 km from the study site by Valois (2012). Were also compared with the standards of CONAMA and WHO. For the interpretation of NO2 and meteorological data were used exploratory techniques of multivariate ACP and AHA. The results found the average levels of NO2 concentration at 15 sampling points in 2012, was 206,86 ± 8,43 μg m-3. The minimum level of NO2 was 85,18 μg m-3 and a maximum of 747,93 μg m-3. Lower values of NO2 concentration are related to the rainy season (84,52 ± 68,08 mm) with lower average temperatures (27,78 ± 0,65 º C), humidity highest average (78,94 ± 10,43%), solar radiation (1362,50 kJ/m2) and insolation (192,4 h), and lowest in the driest months (50,50 ± 27,91 mm) from August to October with temperatures higher (29.09 ± 0.49 º C) and humidity lower (74,27 ± 31,06%), solar radiation (1450,81 kJ/m2) and insolation (215,0 h) higher. The concentration levels of NO2 are in accordance with the standards of CONAMA, but outside the limits set by WHO standards. The NO2 concentration data showed a heterogeneous behavior for each season and a standard deviation of 127,47 μg m-3 indicating dispersion among these. The use of passive samplers for the determination of the concentration of carbon dioxide was effective for obtaining reliable results / A queima de combustíveis fósseis utilizados para produção e uso de energia elétrica causa o lançamento de inúmeros poluentes na atmosfera. Dentre os poluentes nocivos ao meio ambiente e a saúde da população cita-se o dióxido de nitrogênio (NO2) por ser liberado em qualquer espécie de combustão seja qual for o tipo de combustível utilizado, mas há uma maior probabilidade de ser formado durante a combustão do gás natural devido à alta temperatura. O estado do Amazonas faz parte do sistema isolado de energia, o qual é constituído de 80% de usinas termelétricas que recentemente passaram pela conversão para gás natural. O local de estudo dessa pesquisa é a área de maior concentração de usinas termelétricas de Manaus. Neste trabalho, foi realizado o estudo dos níveis da concentração de NO2 no entorno de uma dessas usinas. Foi investigada a influência da meteorologia nos locais dos pontos de amostragem e nas concentrações de NO2. O objetivo do presente trabalho foi o de monitorar a concentração de NO2 proveniente da queima de combustíveis fósseis, utilizando método passivo. Foram instalados amostradores em 15 pontos dentro e no entorno de uma usina termelétrica, localizados no bairro do Mauazinho em Manaus-AM em 2012. A amostragem foi realizada em amostradores passivos, contendo um filtro de celulose impregnado com solução de trietanolamina a 5%, membrana de teflon e tela de aço inox como barreiras de difusão. Conjuntos de oito amostradores passivos foram expostos em cada ponto de amostragem no período de maio a outubro de 2012. Para a quantificação da massa de NO2 coletado, utilizou-se a solução de Griess-Saltzman modificada e detecção em espectrofotômetro UV-Vis, com leitura de absorbância no comprimento de onda de 540 nm. O tempo de exposição foi de 30 dias. Os resultados das concentrações de NO2 dos amostradores passivos foram validados com os dados obtidos com equipamentos automáticos, através de uma pesquisa realizada em 2011, a 1 km do local do estudo por Valois (2012). Também foram comparadas com aos padrões do CONAMA e da OMS. Para a interpretação dos dados de NO2 e meteorológicos foram utilizadas as técnicas exploratórias multivariadas de ACP e AHA. O resultado encontrado da média dos níveis da concentração de NO2, nos 15 pontos de amostragem, no ano de 2012, foi de 206,86 ± 8,43 μg m-3. O nível mínimo de NO2 foi de 85,18 μg m-3 e o máximo de 747,93 μg m-3. Os valores mais baixos da concentração de NO2 relacionam-se ao período chuvoso (84,52 ± 68,08 mm) com temperaturas médias mais baixas (27,78 ± 0,65 ºC), umidade média mais elevada (78,94 ± 10,43%), radiação solar (1.362,50 kJ/m2) e insolação (192,4 h), e as mais baixas nos meses menos chuvosos (50,50 ± 27,91 mm) de agosto a outubro com temperatura mais elevadas (29,09 ± 0,49 ºC) e umidade mais baixas (74,27 ± 31,06%), radiação solar (1.450,81 kJ/m2) e insolação (215,0 h) mais altas. Os níveis da concentração de NO2 encontram-se em conformidade com os padrões do CONAMA, porém fora dos limites estabelecidos pelos padrões da OMS. Os dados da concentração de NO2 apresentaram um comportamento heterogêneo para cada estação do ano e desvio padrão de 127,47 μg m-3 indicando dispersão entre esses. O uso dos amostradores passivos na determinação da concentração de dióxido de carbono mostrou-se eficiente para a obtenção de resultados confiáveis

Submitted by Nara Lays Domingues Viana Oliveira (naradv) on 2015-06-12T22:36:19Z No. of bitstreams: 1 000006AB.pdf: 9859828 bytes, checksum: 7298da927fa0f798beed1d1cb69fcb2a (MD5) / Made available in DSpace on 2015-06-12T22:36:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000006AB.pdf: 9859828 bytes, checksum: 7298da927fa0f798beed1d1cb69fcb2a (MD5) Previous issue date: 2012 / CNPQ – Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Neste trabalho, foi realizada a simulação do ciclo térmico da Usina Termoelétrica São Jerônimo – UTSJ. A Usina, muito antiga, possui caldeira do tipo grelha. Na mesma Usina foi instalada uma caldeira experimental de leito fluidizado, para funcionar em paralelo com a existente. O trabalho é iniciado com a modelagem de um ciclo de Rankine simples e segue evoluindo até se estabelecer a configuração mais adequada e representativa na tarefa de simular o modo de trabalho da Usina Termelétrica São Jerônimo – UTSJ. Desta forma, foram adotadas as considerações mais convencionais na prática de projeto de centrais termelétricas cujos sistemas térmicos baseiam-se no ciclo de Rankine. As simulações, que se caracterizam pela resolução simultânea das equações que modelam o ciclo e seus componentes, foram efetuadas através de programa IPSE-pro®. As simulações foram aplicadas para a obtenção dos resultados mais importantes na análise de sistemas térmicos, tais como rendimento térmico do ciclo, potência, vazões mássicas do sistema, calor trocado no gerador de vapor e no condensador, entre outros. Por fim, com objetivo de melhorar o rendimento térmico da planta, são apresentadas algumas alternativas ao sistema atual, tais como o aumento de eficiência da caldeira mediante substituição ou a adição de uma caldeira em paralelo à original. / In this work was made the simulation of the thermal cycle of São Jerônimo - UTSJ thermal power plant. The power plant, very old, has a grate boiler. In the same power plant was installed an experimental fluidized bed boiler, workingin parallel with the existing one. The work starts with the modeling of a simple Rankine cycle and evolves up to establish the most suitable and representative configuration to simulate the mode the work of São Jerônimo –UTSJ thermal power plant. Therefore, in this work it was adopted the more conventional considerations in the design practice for thermal power plants whose systems are based on the Rankine cycle. The simulations, which are characterized by the simultaneous solving of equations that model the cycle and its components, were made through the IPSE-pro® software. The simulations were applied to obtain the main results on the analysis of thermal systems such as, thermal efficiency of the cycle, power, system mass flow, heat exchanged in the steam generator and condenser, among others. Finally, in order to improve the thermal efficiency of the plant, some alternatives to the actual system were presented.

This study presents an environmental assessment of a bi-fuel Thermal Power Plant (TPP) in the Brazilian Amazon Region. The TPP was originally designed to use Heavy Fuel Oil (HFO), but with the Natural Gas (NG) extraction from Amazon basin, the TPP was modified to use NG and HFO concomitant. For observation of differences, it was performed a comparative study of this power plant in two situations: using only heavy fuel oil and using HFO and NG concomitantly. The life cycle assessment methodology was conducted from “cradle-to-gate”. The CML baseline method was used to assess the midpoint impacts. Primary data were collected by personal visits for environmental emissions, wastewater, fuel used, and technical specifications. Eleven impacts categories were considered and Monte Carlo (MC) Analysis was used to assess and to obtain robust results. The study shows that upstream processes have more impacts except global warming potential, eutrophication, acidification, human toxicity and photochemical oxidation where TPP showed the major contribution. The bi-fuel conversion resulted in lower power plant contributions in the impacts as, for example, a reduction of 61.1 % in Eutrophication Potential. In addition, throughout the life cycle the bi-fuel power plant, when the operation is compared with HFO only, has six potential impacts lower. In addition, MC analysis showed that Eutrophication Potential and Acidification Potential (AP) are smaller in the bi-fuel operation in 100% of the cases. Besides, it is an interesting observation that global warming results by MC analysis showed that there are no statistic differences between the two modes of operation. / Este estudo apresenta uma avaliação ambiental de uma Usina Termelétrica (UTE) bicombustível na região amazônica brasileira. A UTE foi originalmente desenvolvida para usar Óleo Combustível Pesado (HFO, em inglês), mas com a extração de Gás Natural (GN) da bacia Amazônica, a UTE foi modificada para utilizar GN e HFO concomitantemente. Para observação das diferenças, foi realizado um estudo comparativo desta UTE em duas situações: utilizando somente HFO e usando HFO e GN concomitantemente. A metodologia de Avaliação do Ciclo de Vida foi conduzida do “berço-ao-portão”. O método CML baseline foi utilizado para avaliar os impactos midpoint. Dados primários foram coletados através de visitas pessoais para as emissões ambientais, efluentes hídricos, combustíveis utilizados e especificações técnicas da UTE. Onze categorias de impactos foram consideradas e análise de Monte Carlo (MC) foi empregada para fornecer maior robustez aos resultados. O estudo mostrou que processos à montante têm maiores impactos, exceto para Potencial de Aquecimento Global (PAG), Eutrofização, Acidificação, Toxicidade Humana e Oxidação Fotoquímica, onde a UTE apresentou as maiores contribuições. A conversão para o modo bicombustível resultou em menor contribuição da UTE nos impactos, como por exemplo, a redução de 61,1% em Potencial de Eutrofização (PE). Além disso, a UTE bicombustível tem, ao longo do ciclo de vida, quando comparada à operação somente com HFO, seis potenciais impactos menores de onze impactos avaliados. Além disso, análise de MC mostrou que o PE e o Potencial de Acidificação (PA) são menores na operação bicombustível em 100% dos casos. Ainda, uma interessante observação é que os resultados do PAG pela Análise de MC mostram que não há diferenças estatísticas entre os dois modos de operação.

This study presents an environmental assessment of a bi-fuel Thermal Power Plant (TPP) in the Brazilian Amazon Region. The TPP was originally designed to use Heavy Fuel Oil (HFO), but with the Natural Gas (NG) extraction from Amazon basin, the TPP was modified to use NG and HFO concomitant. For observation of differences, it was performed a comparative study of this power plant in two situations: using only heavy fuel oil and using HFO and NG concomitantly. The life cycle assessment methodology was conducted from “cradle-to-gate”. The CML baseline method was used to assess the midpoint impacts. Primary data were collected by personal visits for environmental emissions, wastewater, fuel used, and technical specifications. Eleven impacts categories were considered and Monte Carlo (MC) Analysis was used to assess and to obtain robust results. The study shows that upstream processes have more impacts except global warming potential, eutrophication, acidification, human toxicity and photochemical oxidation where TPP showed the major contribution. The bi-fuel conversion resulted in lower power plant contributions in the impacts as, for example, a reduction of 61.1 % in Eutrophication Potential. In addition, throughout the life cycle the bi-fuel power plant, when the operation is compared with HFO only, has six potential impacts lower. In addition, MC analysis showed that Eutrophication Potential and Acidification Potential (AP) are smaller in the bi-fuel operation in 100% of the cases. Besides, it is an interesting observation that global warming results by MC analysis showed that there are no statistic differences between the two modes of operation. / Este estudo apresenta uma avaliação ambiental de uma Usina Termelétrica (UTE) bicombustível na região amazônica brasileira. A UTE foi originalmente desenvolvida para usar Óleo Combustível Pesado (HFO, em inglês), mas com a extração de Gás Natural (GN) da bacia Amazônica, a UTE foi modificada para utilizar GN e HFO concomitantemente. Para observação das diferenças, foi realizado um estudo comparativo desta UTE em duas situações: utilizando somente HFO e usando HFO e GN concomitantemente. A metodologia de Avaliação do Ciclo de Vida foi conduzida do “berço-ao-portão”. O método CML baseline foi utilizado para avaliar os impactos midpoint. Dados primários foram coletados através de visitas pessoais para as emissões ambientais, efluentes hídricos, combustíveis utilizados e especificações técnicas da UTE. Onze categorias de impactos foram consideradas e análise de Monte Carlo (MC) foi empregada para fornecer maior robustez aos resultados. O estudo mostrou que processos à montante têm maiores impactos, exceto para Potencial de Aquecimento Global (PAG), Eutrofização, Acidificação, Toxicidade Humana e Oxidação Fotoquímica, onde a UTE apresentou as maiores contribuições. A conversão para o modo bicombustível resultou em menor contribuição da UTE nos impactos, como por exemplo, a redução de 61,1% em Potencial de Eutrofização (PE). Além disso, a UTE bicombustível tem, ao longo do ciclo de vida, quando comparada à operação somente com HFO, seis potenciais impactos menores de onze impactos avaliados. Além disso, análise de MC mostrou que o PE e o Potencial de Acidificação (PA) são menores na operação bicombustível em 100% dos casos. Ainda, uma interessante observação é que os resultados do PAG pela Análise de MC mostram que não há diferenças estatísticas entre os dois modos de operação.

This study presents an environmental assessment of a bi-fuel Thermal Power Plant (TPP) in the Brazilian Amazon Region. The TPP was originally designed to use Heavy Fuel Oil (HFO), but with the Natural Gas (NG) extraction from Amazon basin, the TPP was modified to use NG and HFO concomitant. For observation of differences, it was performed a comparative study of this power plant in two situations: using only heavy fuel oil and using HFO and NG concomitantly. The life cycle assessment methodology was conducted from “cradle-to-gate”. The CML baseline method was used to assess the midpoint impacts. Primary data were collected by personal visits for environmental emissions, wastewater, fuel used, and technical specifications. Eleven impacts categories were considered and Monte Carlo (MC) Analysis was used to assess and to obtain robust results. The study shows that upstream processes have more impacts except global warming potential, eutrophication, acidification, human toxicity and photochemical oxidation where TPP showed the major contribution. The bi-fuel conversion resulted in lower power plant contributions in the impacts as, for example, a reduction of 61.1 % in Eutrophication Potential. In addition, throughout the life cycle the bi-fuel power plant, when the operation is compared with HFO only, has six potential impacts lower. In addition, MC analysis showed that Eutrophication Potential and Acidification Potential (AP) are smaller in the bi-fuel operation in 100% of the cases. Besides, it is an interesting observation that global warming results by MC analysis showed that there are no statistic differences between the two modes of operation. / Este estudo apresenta uma avaliação ambiental de uma Usina Termelétrica (UTE) bicombustível na região amazônica brasileira. A UTE foi originalmente desenvolvida para usar Óleo Combustível Pesado (HFO, em inglês), mas com a extração de Gás Natural (GN) da bacia Amazônica, a UTE foi modificada para utilizar GN e HFO concomitantemente. Para observação das diferenças, foi realizado um estudo comparativo desta UTE em duas situações: utilizando somente HFO e usando HFO e GN concomitantemente. A metodologia de Avaliação do Ciclo de Vida foi conduzida do “berço-ao-portão”. O método CML baseline foi utilizado para avaliar os impactos midpoint. Dados primários foram coletados através de visitas pessoais para as emissões ambientais, efluentes hídricos, combustíveis utilizados e especificações técnicas da UTE. Onze categorias de impactos foram consideradas e análise de Monte Carlo (MC) foi empregada para fornecer maior robustez aos resultados. O estudo mostrou que processos à montante têm maiores impactos, exceto para Potencial de Aquecimento Global (PAG), Eutrofização, Acidificação, Toxicidade Humana e Oxidação Fotoquímica, onde a UTE apresentou as maiores contribuições. A conversão para o modo bicombustível resultou em menor contribuição da UTE nos impactos, como por exemplo, a redução de 61,1% em Potencial de Eutrofização (PE). Além disso, a UTE bicombustível tem, ao longo do ciclo de vida, quando comparada à operação somente com HFO, seis potenciais impactos menores de onze impactos avaliados. Além disso, análise de MC mostrou que o PE e o Potencial de Acidificação (PA) são menores na operação bicombustível em 100% dos casos. Ainda, uma interessante observação é que os resultados do PAG pela Análise de MC mostram que não há diferenças estatísticas entre os dois modos de operação.

Submitted by Silvana Teresinha Dornelles Studzinski (sstudzinski) on 2015-11-30T14:46:17Z No. of bitstreams: 1 Sérgio Luiz Bohrer Filho_.pdf: 1393460 bytes, checksum: 335661e44d51f93aa77abb3a780e6e5a (MD5) / Made available in DSpace on 2015-11-30T14:46:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sérgio Luiz Bohrer Filho_.pdf: 1393460 bytes, checksum: 335661e44d51f93aa77abb3a780e6e5a (MD5) Previous issue date: 2015-10-14 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / PROSUP - Programa de Suporte à Pós-Gradução de Instituições de Ensino Particulares / Este trabalho apresenta um estudo de viabilidade de inserção de energia solar térmica na matriz elétrica brasileira, através de integração de um campo de energia termosolar concentrada com uma usina termelétrica de ciclo combinado localizada na Região Centro-Oeste. A atual conjuntura do setor elétrico, que apresenta crescimento do despacho termelétrico e consequente elevação dos custos de geração de energia elétrica, provocados principalmente por períodos de Energia Natural Afluente (ENA) abaixo da média, justifica o desenvolvimento de fontes alternativas. O objetivo principal deste estudo é apresentar um modelo de empreendimento de produção de eletricidade por meio de fonte solar térmica, compatível à realidade tecnológica e econômica do mercado de energia. O estudo baseia-se na simulação de integração de um campo solar com tecnologia de concentração Fresnel linear e geração direta de vapor superaquecido, junto à Usina Termelétrica Luís Carlos Prestes (UTE-LCP), no município de Três Lagoas, no estado de Mato Grosso do Sul. O desempenho do campo solar é verificado através do software System Advisor Model (SAM) da National Renewable Energy Laboratory (NREL) e a produção adicional de termeletricidade é determinada com base na análise de eficiência do ciclo de Rankine da UTE-LCP. Por fim, é realizada a análise financeira do projeto através de ferramentas de engenharia econômica, onde identifica-se um custo nivelado da energia elétrica (LCOE) de pelo menos 139,24 USD MW-1h-1, uma redução de 42,7% em relação às estimativas de custo internacionais para usinas heliotérmicas. Análises de sensibilidade indicam que o custo do capital tem impacto crítico sobre o LCOE, fato atribuído ao caráter de alta dependência dos recursos de capital da tecnologia solar térmica. / This work presents a study of concentrated solar power insertion in the Brazilian energy matrix, through integration of the solar energy with Luís Carlos Prestes Thermoelectric Power Plant (UTE-LCP) in Três Lagoas city. The current situation of the Brazilian electricity sector, which has presented strong growth of thermoelectric dispatch in recent years and the consequent increase in the cost of electricity generation, justifies the development of alternative energy sources. The purpose of this study is to present a model of electricity generation through thermal solar source compatible to technological and economic realities of the energy market. The study is based on evaluation of the linear Fresnel reflector with direct steam generation, because this configuration has investment, operation and maintenance attractive costs. The performance of the solar field is simulated in the System Advisor Model software (SAM) of the National Renewable Energy Laboratory (NREL). The predict performance is used with UTE-LCP operational database to estimate the additional electricity generation. Finally, the financial analysis is carried out through economic engineering tools, which identifies a Levelized Cost of Electricity (LCOE) of the 139.24 USD MW-1h-1 at least. This LCOE is 42.7% less than cost estimates for Concentrating Solar Power plants. Sensitivity analysis indicates that the cost of capital has critical impact on the LCOE, which was attributed to the character of high dependence on Concentrating Solar Power (CSP) capital resources.

Submitted by Cleide Dantas (cleidedantas@ufpa.br) on 2014-04-07T13:52:52Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_AnaliseComputacionalCampos.pdf: 8199135 bytes, checksum: 4e41ee450e20c1b754db24b43b82d5fa (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva (arosa@ufpa.br) on 2014-06-16T13:18:05Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_AnaliseComputacionalCampos.pdf: 8199135 bytes, checksum: 4e41ee450e20c1b754db24b43b82d5fa (MD5) / Made available in DSpace on 2014-06-16T13:18:05Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_AnaliseComputacionalCampos.pdf: 8199135 bytes, checksum: 4e41ee450e20c1b754db24b43b82d5fa (MD5) Previous issue date: 2008 / A simulação numérica do escoamento de ar em ambientes internos é na atualidade o método mais apropriado para análise de conforto térmico em ambientes internos. O escoamento de ar nesses ambientes configura-se como um escoamento complexo, pois, em regra geral, é uma combinação de escoamentos cisalhantes livres (jatos) e cisalhantes de parede, além disso, esses escoamentos são governados por forças de inércia e forças de empuxo, caracterizando-o como de convecção mista. A combinação desses mecanismos cria um escoamento com características complexas, como zonas de recirculação, vórtices, descolamento e recolamento de camada-limite dentre outras. Portanto, a precisão da solução estará diretamente ligada, principalmente, na habilidade do modelo de turbulência adotado de reproduzir as características turbulentas do escoamento de ar e da transferência térmica. O objetivo principal do presente trabalho foi a simulação computacional do ambiente térmico interno do galpão que abriga os geradores e motores Wärtzilä da Usina Termelétrica Santana no estado do Amapá. A formulação matemática baseada na solução das equações gerais de conservação inclui uma análise dos principais modelos de turbulência aplicados ao escoamento de ar em ambientes internos, assim como os processos de transferência de calor associados. Na modelagem numérica o método de volumes finitos é usado na discretização das equações de conservação, através do código comercial Fluent-Airpak, que foi usado nas simulações computacionais para a análise dos campos de velocidade e temperatura do ar. A utilização correta do programa computacional foi testada e validada para o problema através da simulação precisa de casos retirados da literatura. Os resultados numéricos foram comparados a dados obtidos de medições experimentais realizados no galpão e apresentou boa concordância, considerando a complexidade do problema simulado, o objetivo da simulação em face da diminuição da temperatura no interior do galpão e, também, em função das limitações encontradas quando da tomada das medições experimentais. Além disso, foram feitas simulações de estratégias de melhoria do ambiente térmico da Usina, baseadas na realidade levantada e nos resultados da simulação numérica. Finalmente, foram realizadas simulações do protótipo de solução proposto para a diminuição da temperatura interna do galpão o que possibilitará um aumento, na faixa de 20 a 30%, do tempo de permanência no interior do galpão. / The numerical simulation of the airflow in internal environments is in the present time the most appropriate method for analysis of thermal comfort indoors. The airflow in these environments is configured as a complex one, therefore, in general, it is a combination of free-shear flow (jet) and of wall-shear flow, moreover, these are governed by inertia and buoyancy forces, characterizing a situation of mixing convection. The combination of these mechanisms creates an airflow with complex characteristics, as recirculation zones, vortices, detachment and re-attachment of boundary layer amongst others. Therefore, the precision of the solution will be directly connected, mainly, with the ability of the adopted turbulence model to reproduce the turbulent characteristics of the airflow and thermal transfers. The main objective of the present work was the computational simulation of the internal thermal environment of the enclosure which shelters the generators and the Wärtzilä engines of the thermo-electric power plant of Santana in the state of Amapá (Brazil). The mathematical formulation based on the solution of the general equations of conservation includes an analysis of the principal models of turbulence applied to the airflow inside the enclosure, as well as the heat transfer processes associated. The finite-volume numerical method is used in the discretization of the conservation equations, through the Fluent-Airpak software, for the analysis of the distribution of air velocity and temperature fields. The correct use of the software was tested and validated by successfully simulating problems solved by other authors. The numerical results of the airflow in the enclosure were compared with the experimental data and presented a good agreement, by considering the complexity of the simulated problem and the limitations and difficulties found during measurements. Moreover, simulations are presented of strategies for improvement of the thermal environment, based on the actual reality and on the results of the numerical simulations. Finally, simulations of a prototype solution are presented with the reduction of the internal temperature in the enclosure. This solution allows an increase of the exposure time inside the enclosure, from 20 up to 30%, and improves the thermal comfort of the thermo-electric power plant.

Submitted by Nadir Basilio (nadirsb@uninove.br) on 2018-04-13T17:49:06Z No. of bitstreams: 1 Hernani Tabarelli Matias.pdf: 1127572 bytes, checksum: 065ab8d88caa33ce41de09494ab4b48a (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-13T17:49:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Hernani Tabarelli Matias.pdf: 1127572 bytes, checksum: 065ab8d88caa33ce41de09494ab4b48a (MD5) Previous issue date: 2017-08-22 / Brazil's energy and electrical matrix is one of the cleanest and most renewable in the world. Its planning and expansion considers factors such as sector performance, economic and social development. Investments in infrastructure that are aligned with the country's development policies as well as the sustainable development of the energy sector are needed. The Mines and Energy’ Ministry foresees significant participation of renewable sources in the energy matrix, but a country's energy system, particularly electric power, must rely on several sources of primary energy for maintenance and stability of the available energy in the transmission networks, because renewable sources are subject to weather and seasonality. Thus, fossil sources such as coal are used in thermoelectric plants and there is a forecast of an increase in the supply of electric energy by this source until the year 2030. This type of energy generation has as main disadvantage the pollution and environmental impact resulting from exploitation, processing and combustion of coal, such as greenhouse gas emissions, fly and bottom ashes, acidification of water resources, among others, due to the quality of the national mineral coal. In this context, the objective of this work is to study the aspects related to sustainability in the generation of electric energy by coal combustion through a unique case study of the Thermoelectric Complex located in south region of Brazil. The choice is justified because it is the largest thermoelectric complex in installed capacity in Brazil. This study has an exploratory and qualitative approach. Documents of the energy sector and environment, reports of the object of study, semi-structured interview with environment worker and a technical visit complete the sources of evidence used in this study that were analyzed the contents and triangulated. The main results of the research are the impacts on the environment, such as groundwater contamination and atmospheric emissions, ash generation and management. Among the benefits found are the development of local companies and suppliers, employment generation and technical and scientific knowledge. It is concluded that a well-structured environmental management system is an important tool so that the pros and cons of this form of electric power generation are communicated and mitigated, besides evidencing the importance of this enterprise for the regional development, since it is an important mover of the local economy. / A matriz energética e elétrica do Brasil é uma das mais limpas e renováveis no mundo. Seu planejamento e expansão consideram fatores, tais como o desempenho setorial, econômico e social. Para tal, são necessários investimentos em infraestrutura que estejam alinhados às políticas de desenvolvimento do país, bem como do desenvolvimento sustentável do setor energético. O Ministério de Minas e Energia prevê a participação expressiva de fontes renováveis na matriz energética, mas o sistema energético, particularmente o elétrico, de um país deve valer-se de fontes diversas de energia primária para manutenção e estabilidade da energia disponível nas redes de transmissão e distribuição, pois as fontes renováveis estão sujeitas às intempéries e sazonalidades. Dessa forma, fontes fósseis como o carvão mineral são utilizadas em usinas termelétricas e há previsão de aumento de oferta de energia elétrica por essa fonte até o ano de 2030. Este tipo de geração de energia tem como principal desvantagem a poluição e impacto ambiental decorrente da exploração, beneficiamento e combustão do carvão mineral, como as emissões de gases do efeito estufa, as cinzas leves e pesadas, acidificação dos recursos hídricos entre outros, devido a qualidade do carvão mineral nacional. Neste contexto, o objetivo deste trabalho é estudar os aspectos relacionados à sustentabilidade na geração de energia elétrica por combustão de carvão mineral, por meio de estudo de caso único do Complexo Termelétrico localizado na região sul do Brasil. A escolha se justifica por ser o maior complexo termelétrico em capacidade instalada no Brasil, da importância econômica para a região e estabilidade do Sistema Interligado Nacional. Este estudo tem caráter exploratório e abordagem qualitativa. Como fontes de evidencias foram realizados o levantamento do referencial teórico, documentos do setor energético e meio ambiente, relatórios do objeto de estudo, entrevista semiestruturada com funcionária do setor de meio ambiente e uma visita técnica. Os dados foram analisados e triangulados para a conclusão do estudo. Como principais resultados da pesquisa estão os impactos ao meio ambiente, tais como a contaminação de águas subterrâneas e emissões atmosféricas, geração de cinzas e sua gestão. Entre os benefícios encontrados destacam-se o desenvolvimento de empresas e fornecedores locais, geração de emprego e conhecimento técnico e cientifico. Conclui-se que um sistema de gestão ambiental bem estruturado é uma ferramenta importante para que os prós e contras dessa forma de geração de energia elétrica sejam comunicados e mitigados, além de evidenciar a importância desse empreendimento para o desenvolvimento regional, pois é um importante movimentador da economia local.