No mundo da energia, existem várias maneiras de produzir eletricidade. Isso pode ser usado combustíveis fósseis (petróleo, carvão, gás natural ...) para produzir energia elétrica de várias maneiras. O problema de usá-los é a poluição que eles produzem no planeta e que são recursos exauríveis ao longo do tempo. A energia também pode ser produzida através de fontes renováveis (solar, eólica, geotérmica, hidráulica ...) e assim não agrediríamos o meio ambiente e são fontes inesgotáveis.

O que temos claro quando se trata de produção de energia, de qualquer fonte, é que devemos ter Eficiência Energética. Aproveitaremos assim poucos recursos e poderemos gerar energia e qualidade suficientes. Um sistema de alta eficiência usado hoje para geração de energia é Cogeração.

O que é cogeração?

Pois bem, a cogeração é um sistema de produção de energia altamente eficiente, pois, simultaneamente, durante o processo de geração, energia elétrica e energia térmica ao mesmo tempo da energia primária. Essa energia primária geralmente é obtida pela queima de combustíveis fósseis, como gás ou petróleo.

Vantagens da cogeração

A vantagem da cogeração, além de sua alta eficiência energética, é que tanto o calor gerado quanto a energia elétrica podem ser usados ​​em um único processo. Na forma convencional, seria necessária uma usina para a produção de eletricidade e uma caldeira convencional para a geração de calor. A cogeração é realizada em locais próximos ao ponto de consumo, por isso evita-se mudanças de tensão de energia elétrica, transporte de longa distância e melhor aproveitamento de energia. Em redes elétricas convencionais, estima-se que podem se perder entre 25 e 30% da eletricidade gerado durante o transporte.

Outra vantagem de sua alta eficiência energética é que se a energia dos gases de exaustão da combustão for utilizada para resfriamento por sistemas de absorção, é chamada de Trigeração.

Na produção convencional de eletricidade, ela geralmente é gerada por um alternador, acionado por um motor elétrico ou por uma turbina. Dessa forma, o aproveitamento da energia química do combustível, ou seja, sua eficiência térmica, é de apenas 25% a 40%, já que o resto deve ser dissipado na forma de calor. Porém, o sistema de cogeração é muito mais eficiente. Durante a geração, você pode aproveitar 70% da energia através da produção de água quente e / ou aquecimento. Mesmo em usinas termelétricas, a eletricidade pode ser gerada novamente usando vapor pressurizado.

Elementos de cogeração

Analisando o exposto, podemos apontar as principais características da cogeração. Pode tirar proveito dos vários tipos de energia que são gerados, por isso tem um potencial de desempenho muito maior do que um centro convencional. Isso nos ajuda um pouco em sustentabilidade ambiental. Embora não sejam fontes renováveis ​​de energia, nos ajudam a usar menos combustível no processo, portanto, menos quantidade de matéria-prima é usada. Isso também reduz os custos de produção e isso leva a um aumento na competitividade para produtores. Por fim, nos ajuda na sustentabilidade ambiental, pois quanto menor o consumo de combustível fóssil, menor será o impacto no meio ambiente. Ao produzir energia em locais próximos ao consumo, também economiza matéria-prima e espaço na fabricação da infraestrutura de seu transporte.

O principal elemento da cogeração é o motor a gás ou turbina. Sempre que falamos em cogeração e suas diversas aplicações, geralmente começamos com esse elemento primário. Para realizar um estudo da energia gerada na cogeração para algum tipo de projeto, deve-se primeiro calcular as necessidades de calor para determinar o tipo de máquinas e o tamanho que podem produzir a energia necessária.

É interessante notar que durante a análise das necessidades do processo produtivo elas não devem se restringir ao estudo das necessidades atuais. Ou seja, uma futura análise deve ser realizada sobre as possibilidades de mudança no aproveitamento do calor que possibilitem a instalação de uma planta de cogeração. mais eficiente e, portanto, mais lucrativo economicamente falando.

Elementos em uma planta de cogeração

Em uma planta de cogeração existem elementos que são comuns por serem essenciais. Entre eles temos os seguintes:

1. O mais importante de tudo é a fonte primária da qual obteremos energia. Nesse caso, eles vêm de combustíveis fósseis como gás natural, diesel ou óleo combustível.
2. Outro elemento muito importante é o motor. É responsável por converter a energia térmica ou química em energia mecânica. Dependendo do tipo de planta que vai ser instalada e do uso que vai ser dado a ela, encontramos motores como turbinas a gás, vapor ou alternativos.
3. Uma planta de cogeração precisa um sistema para aproveitar a energia mecânica. Normalmente é um alternador que transforma energia em energia elétrica. Mas também há casos em que o sistema de uso é um compressor ou uma bomba onde a energia mecânica é utilizada diretamente.

1. Você também precisa de um sistema de utilização de calor que é gerado. Podemos encontrar caldeiras que são responsáveis ​​por recuperar o calor dos gases de exaustão. Eles também podem ser secadores ou trocadores de calor.
2. Embora a cogeração seja muito eficiente, parte da energia não será aproveitada. Por isso é necessário um sistema de refrigeração. Como parte da energia térmica não será usada na planta, esse calor deve ser evacuado. Torres de resfriamento são usadas para isso. Podem ser condensadores de gás ou trocadores de calor cujo objetivo é minimizar a quantidade de calor que é desperdiçada e que é descarregada na atmosfera.
3. Tanto o sistema de resfriamento quanto o uso do calor gerado requerem um sistema de tratamento de água.
4. Leva um sistema de controle para cuidar das instalações.
5. Na planta de cogeração você não pode perder um sistema elétrico que permite o abastecimento dos equipamentos auxiliares da planta. Ou seja, a exportação ou importação de energia elétrica necessária para manter o equilíbrio energético. Isso possibilita alimentar a usina em situações de deficiência elétrica da rede externa. Desta forma, estará imediatamente disponível quando as condições de serviço forem restauradas.

Depois de conhecer os elementos mais importantes das plantas de cogeração, passamos a ver os diferentes tipos de plantas que existem.

Tipos de usinas de cogeração

• Planta de cogeração com motor a gás. Nele eles usam como combustível gás, diesel ou óleo combustível. Eles são muito eficientes na produção de energia elétrica, mas menos eficientes na produção de energia térmica.
• Centrais de cogeração de turbinas a gás. Nessas usinas, o combustível é queimado em um turbo gerador. Parte da energia é transformada em energia mecânica, que será transformada com o auxílio do alternador em energia elétrica. Seu desempenho elétrico é inferior ao dos motores alternativos, mas têm a vantagem de permitir uma fácil recuperação do calor, que está quase totalmente concentrado em seus gases de exaustão, que se encontra a uma temperatura em torno de 500ºC, ideal para a produção de vapor em uma recuperação caldeira.
• Centrais de cogeração com turbinas a vapor. Neste tipo de planta, a energia mecânica é produzida por a expansão do vapor de alta pressão que vem de uma caldeira convencional. Esse tipo de uso da turbina foi o primeiro a ser utilizado na cogeração. No entanto, hoje sua aplicação tem se limitado como complemento às instalações que utilizam combustíveis residuais como a biomassa.
• Centrais de cogeração em ciclo combinado com turbina a gás e vapor. A aplicação de turbinas a gás e a vapor é chamada "Ciclo combinado".

• Centrais de cogeração com motor a gás e turbina a vapor. Nesse tipo de planta, o calor retido nos gases de escape do motor é recuperado por meio da caldeira de recuperação. Isso produz vapor que é usado em uma turbina a vapor para ser capaz de produzir mais energia elétrica ou mecânica.

Benefícios da cogeração

Como vimos, a cogeração apresenta inúmeras vantagens. Nós os listamos com base nos benefícios que obtemos com isso.

1. Benefícios para o país e a sociedade. Encontramos uma economia de energia primária usando menos combustíveis fósseis. As emissões de poluentes para a atmosfera são reduzidas e o desenvolvimento regional é criado com a promoção da criação de empregos.
2. Benefícios para o usuário que se compromete com a cogeração. Maior eficiência e confiabilidade na produção de energia. Cumpre as regulamentações ambientais. O preço da conta de luz diminui, reduzindo os custos de produção. Há uma qualidade superior no processo energético e, portanto, aumenta a competitividade.
3. Benefícios para a empresa fornecedora de energia elétrica. Os custos de transmissão e distribuição de energia são evitados por ser consumida próxima ao local de geração. E eles têm uma margem de planejamento maior no setor elétrico.

Com tudo isso, espero ter podido informar vocês sobre o que é cogeração e que ela seja útil para vocês.