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CONEM 2022
XI Congresso Nacional de Engenharia Mecânica - CONEM 2022
Análise termodinâmica de um sistema de poligeração de alto desempenho
Submission Author:
José Luciano B Moreira , CE
Co-Authors:
José Luciano B Moreira, Adriano Marques, Carlos Marlon Silva Santos
Presenter: José Luciano B Moreira
doi://10.26678/ABCM.CONEM2022.CON22-0052
Abstract
Sistemas de poligeração de energia são utilizados com o intuito de suprir demandas relacionadas à energia elétrica, resfriamento e calor para processo. Este tipo de sistema apresenta eficiência energética global superior aos sistemas utilizados em plantas industriais onde a produção de energia acontece de forma centralizada. O aumento da eficiência energética atingido em sistemas de poligeração contribui para o desenvolvimento sustentável, seguindo objetivos da COP26. Neste contexto, o presente trabalho tem o objetivo de dimensionar uma planta industrial de poligeração de alto desempenho composta por um motor de combustão interna, que utiliza biogás como combustível, conectado a um gerador de energia elétrica, um sistema de refrigeração por absorção (usando amônia e água como fluidos de trabalho) e um sistema de armazenamento de energia térmica que utilizam calor residual proveniente dos gases de exaustão do motor. Ainda faz parte desta planta industrial, painéis fotovoltaicos equipados com um trocador de calor que utiliza água como fluido de resfriamento. A água aquecida pelos painéis, além de aumentar a eficiência da conversão de energia solar para elétrica, também fornece energia térmica ao sistema para armazenamento de água quente. De posse da configuração dos equipamentos e dos dados de entrada, foi feita a análise termodinâmica do sistema, considerando regime permanente de operação. Foram apresentados os resultados dos fluxos energéticos e exergéticos para cada um dos pontos de entrada e saída em cada volume de controle. A partir da execução dos balanços de energia e massa, foram obtidos resultados relacionados a capacidade de produção de energia elétrica, frio e calor da planta, além do valor da eficiência energética da unidade. Como principal resultado o estudo sugere uma planta de poligeração com eficiência energética de 65,51 %, que apresenta valores de produção de energia elétrica, calor e frio equivalente a 536,4 (kW), 322,9 (kW) e 31,7 (kW), respectivamente. A eficiência energética alcançada e os insumos utilizados contribui para uma operação econômica e ecologicamente sustentável.
Keywords
Alto desempenho, biogás, Eficiência enérgetica, Energia Solar, poligeração
