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Telmo Rocha Engenheiro Electrotécnico, Major em Energia (FEUP)
cogeração
{6.ª PARTE › TRIGERAÇÃO}
A Trigeração é, na prática, uma aplicação mais completa do conceito de Cogeração. Esta solução extremamente eficiente promove a produção simultânea de eletricidade, calor e frio. Na sexta parte deste trabalho, analisam-se os equipamentos utilizados para a produção de frio, pelo aproveitamento do calor excedente produzido em Cogeração. São, ainda, referenciados alguns projetos emblemáticos do recurso a esta forma de produção combinada de energia, no nosso país. (continuação da edição anterior)
6› TRIGERAÇÃO Existem diversas instalações cujas necessidades energéticas, além de eletricidade e calor, são também de frio. Quando se verifica um equilíbrio considerável entre estes três tipos de necessidades, numa dada instalação, está-se perante uma boa candidata à aplicação de um sistema de Trigeração. Assim, a Trigeração é uma solução que promove a produção simultânea destes três elementos, a partir de um único combustível, correspondendo na prática a um processo alargado de Cogeração. O calor que não é aproveitado é então recuperado para obter frio. Na língua inglesa, vulgarmente, designa-se este tipo de sistemas por CCHP, um acrónimo para Combined Cooling, Heating and Power [1]. A Figura 2 ilustra um sistema de Trigeração típico, com os seus diversos componentes, permitindo perceber o princípio de funcionamento associado.
Figura 1 . Diagrama esquemático do princípio de Trigeração [2].
6.1› Produção de frio - Chillers A produção de frio consiste, de facto, na remoção do calor. Tal sucede uma vez que o calor apenas realiza um caminho de um sentido, das temperaturas mais altas para
Figura 2 . Diagrama esquemático de um sistema de Trigeração típico [3].
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água quente e água gelada, um novo posto de seccionamento e transformação e, ainda, depósitos de inércia com acumulação de energia com capacidade de 100.000 L [18]. A central térmica, a água quente e vapor, é constituída por duas caldeiras de vapor a gás natural de 3 t/h, três caldeiras de recuperação dos gases de escape dos motores, produzindo 1,8 t/h e uma caldeira de água quente de 2 MW, estando ainda dimensionada para ampliar a potência de água quente em 4 MW adicionais, se necessário. Relativamente à central de produção de água gelada, está equipada com dois chillers de absorção, perfazendo uma potência de 4,3 MW, e com um chiller elétrico centrífugo de 3 MW [18]. Existe, ainda, uma reserva de 6 MW repartidos por dois chillers elétricos, para fazer face a necessidades extraordinárias [15]. Este equipamento enquadra-se numa parceria entre o SUCH (Serviço de Utilização Comum dos Hospitais) e o Centro Hospitalar de São João, que possui um horizonte temporal de 15 anos. O investimento inicial, na ordem dos 17 milhões de euros, foi realizado na totalidade pelo SUCH. Contudo, a central passará para a propriedade do C. H. de São João no final do contrato estabelecido [15]. A alteração do sistema de queima, passando de um combustível altamente poluente (nafta), utilizado pela velha central, para um combustível fóssil substancialmente mais limpo (gás natural), permitiu a redução drástica da emissão de poluentes e fumos negros, que provocavam uma diminuição considerável da qualidade do ar envolvente e, ainda, a própria degradação exterior do hospital. Este projeto traduz-se numa redução de 3700 t/ano de CO2 emitido para a atmosfera [18]. › Hospital de Santo André (Leiria) Esta unidade hospitalar conseguirá, nos próximos dez anos, uma redução de 30% no consumo energético, o equivalente a uma poupança de 1,5 milhões de euros na fatura energética, por via da produção própria de energia térmica e elétrica, através de uma central de Trigeração. Este sistema faz uso direto do calor recuperado e, em complemento, produz frio, fundamental para a climatização, através de chillers de absorção.
Assim, a energia térmica é consumida no local e a produção de eletricidade é injetada na rede elétrica nacional [19]. Este equipamento implicou um investimento de 2,7 milhões de euros, realizado pelo Serviço de Utilização Comum dos Hospitais (SUCH), e será gerido em parceria pelo Hospital de Santo André e por esta empresa. No final do prazo contratualmente acordado entre ambas as partes, este equipamento e todas as estruturas anexas passarão para o controlo do Hospital a custo zero [15]. Segundo dados apresentados pelo SUCH, este projeto de Trigeração permitirá reduzir em cerca de 900 toneladas a quantidade de CO2 anualmente libertada para a atmosfera, permitindo alcançar poupanças de aproximadamente 124.000,00 Euros, no primeiro ano, e um total de 1,5 milhões de euros no período de duração deste contrato ESCO [15][19]. › Hospital de São Bernardo (Setúbal) Esta é outra unidade hospitalar que possui um sistema de produção combinada de energia elétrica e térmica (calor/frio). Esta central de Trigeração permitirá poupanças a curto e longo prazo a esta unidade hospitalar. O sistema instalado permite uma produção simultânea de energia elétrica e térmica. A primeira é injetada na rede elétrica, enquanto a segunda é entregue na totalidade ao hospital, para consumo de águas quentes e produzindo, adicionalmente, água gelada para a climatização global do hospital, por via de chillers de absorção [20]. O investimento realizado aproximou-se de 2 milhões de euros, permitindo ao hospital poupar cerca de 1,15 milhões de euros, ao longo dos 10 anos de contrato [20]. Trata-se, também, de uma parceria entre o Serviço de Utilização Comum dos Hospitais (SUCH) e a DALKIA, responsável pela implementação da tecnologia [15]. Este projeto traduziu-se em diversos benefícios diretos para o Hospital de São Bernardo, tais como a diminuição de custos de exploração pela utilização desta tecnologia eficiente, o aumento da potência de frio instalada e a eliminação da central de vapor, conduzindo a uma poupança de energia primária superior a 15 por cento [15].
REFERÊNCIAS [1] Guia de Aplicações de Gestão de Energia e Eficiência Energética. André Fernando Ribeiro de Sá. Editora Publindústria. 2008; [2] COGEN Portugal. Manual de Apoio ao Cogerador. Consulta online em http://www.cogenportugal. com/ficheirosUpload/Manual_de_Apoio_ao_ Cogerador.pdf; [3] LNEG. Trigeração em Edifícios. João Farinha Mendes. Consulta online em http://www.lneg.pt/ download/1828; [4] Ciclo frigorífico de compressão. Luis Filipe Roriz. Consulta online em http://web.ist.utl.pt/luis.roriz/; [5] Centro de Estudos em Economia da Energia, dos Transportes e do Ambiente. Tecnologias de MicroGeração e Sistemas Periféricos. Consulta online em http://www.ceeeta.pt/site/index.html; [6] Southern California Gas Company. New Buildings Institute. Absorption Chillers. Consulta online em http://www.newbuildings.org/downloads/ guidelines/AbsorptionChillerGuideline.pdf; [7] Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho”. Departamento de Física e Química. Consulta online em http://www.fqm.feis.unesp.br/ docentes/newton/Introdu%E7%E3o%20%E0%20 Termodin%E2mica%20-%20Expans%E3o%20 Joule%20Thonson.pdf; [8] Refrigeração. Fabrício, Jair e Lucas. 2006; [9] LED Illumination Solutions, Ltd. Johannesburg, Gauteng. Consulta online em http://www.lightingsolutions.co.za/solar-solutions/solar-panels; [10] DBDMART. Consulta online em http://www. dbdmart.com/absorptionchiller/product.detail. php?lang=th&id=468675; [11] Treehugger. Consulta online em http://www. treehugger.com/files/2008/12/steinway-solar-airconditioning.php; [12] Weatherite Manufacturing Limited. Adsorption chiller technology. Consulta online em http:// www.weatherite-manufacturing.com/edit/files/ brochures/ADsorption%20chiller%20brochure.pdf; [13] Solair Project. Consulta online em http://www. solair-project.eu/142.0.html; [14] Seminário COGEN Portugal: Micro-cogeração em Portugal. 10-12-2009. Fundação Dr. António Cupertino Miranda. Porto; [15] SUCH – Serviço de Utilização Comum dos Hospitais. Consulta online em http://www.somos. pt/pt-PT/equipas/energia.aspx; [16] Climaespaço. Consulta online em http://www. climaespaco.pt/bt_clima_inf.tec.htm; [17] Jesus Ferreira Consultores. Consulta online em http://www.jesusferreira.com.pt/ficheiros_artigos/ Trigera%C3%A7aoRedesUrbanas.pdf; [18] Centro Hospitalar de São João. Consulta online em http://www.chsj.pt/PageGen.aspx?WMCM_Pagin aId=28015&noticiaId=32462&pastaNoticiasReq Id=28007; [19] Hospital de Santo André. Consulta online em http:// www.hsaleiria.minsaude.pt/ComunicacaoImagem/ NoticiasEventos/Central+de+Cogera%C3%A7%C3 %A3o+Trigera%C3%A7%C3%A3o+do+HSA+garan te+diminui%C3%A7%C3%A3o+de+30+por+cento +no+consumo+energ%C3%A9tico.htm; [20] O Setubalense. Consulta online em http://www. osetubalense.pt/noticia.asp?idEdicao=639&id=216 53&idSeccao=4708&Action=noticia.
(continua na próxima edição)