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CONEM 2022
XI Congresso Nacional de Engenharia Mecânica - CONEM 2022
Análise Exergética de uma central de cogeração acionada por biogás em uma edificação no Piauí
Submission Author:
Ana Lívia Formiga Leite , PI
Co-Authors:
Ana Lívia Formiga Leite, Carlos Antonio Cabral Santos
Presenter: Ana Lívia Formiga Leite
doi://10.26678/ABCM.CONEM2022.CON22-0217
Abstract
A geração de energia elétrica é um dos fatores de maior importância para o mundo atualmente. Em um cenário em que novos equipamentos são desenvolvidos de forma cada vez mais acelerada e com uma configuração inteligente, a demanda de eletricidade é crescente. No Brasil, a maior parte da energia é gerada por hidrelétricas. Porém, essa fonte não garante um grau de segurança energética confortável para o país, pois depende principalmente da frequência das chuvas na região dos reservatórios. Tendo isso em vista, o uso de fontes de energia alternativas é necessário. Nas últimas décadas, uma fonte que vêm recebendo um destaque e é tida como a energia do futuro é o biogás. O biogás é um combustível oriundo da digestão anaeróbia da matéria orgânica, podendo esta ser proveniente de aterros sanitários, estações de tratamento de esgoto, produção agrícola e resíduos sólidos. Por isso, este trabalho tem como objetivo a análise exergética de um sistema de cogeração cujo combustível é o biogás. O potencial energético do biogás é variável, de acordo com a porcentagem de metano existente, sendo de grande relevância a análise exergética e energética dos sistemas que o utilizam. Um sistema de cogeração é caracterizado por produzir dois tipos de energia a partir de uma única fonte. O sistema em estudo deste trabalho é composto por um motor de combustão interna movido a biogás acoplado a um gerador para a produção de eletricidade e por um trocador de calor, que recebe o rejeito térmico do motor para o aquecimento de água. Este sistema é aplicado a uma edificação residencial situada no Piauí. A análise exergética, além de quantificar os fluxos de calor e de potência, avalia a qualidade da energia transferida, com a determinação da exergia destruída em cada componente do sistema. A potência elétrica disponível pela queima do biogás é de 5,22 kW e a energia térmica dos gases de exaustão é de 25,65 kW. A exergia destruída do motor é superior que a do trocador de calor. No entanto, a eficiência exergética do motor apresentou um valor de 32%, enquanto o valor da eficiência exergética do trocador de calor encontrado foi baixo, o que indica que a transferência de energia não ocorre com qualidade. Existem outras configurações de cogeração que podem favorecer o uso da energia disponível pelo biogás.
Keywords
Exergia, Geração distribuída, biocombustível
