Sistemas de cogeração e trigeração: 8.ª parte - potencial de aplicação de cogeração (continuação)

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artigo tĂŠcnico

sistemas de cogeração e trigeração 8.ÂŞ PARTE – POTENCIAL DE APLICAĂ‡ĂƒO DA COGERAĂ‡ĂƒO (CONTINUAĂ‡ĂƒO) Telmo Rocha Engenheiro ElectrotĂŠcnico, Major em Energia (FEUP)

(continuação da edição anterior)

7.5. Caraterização do potencial de aplicação de Cogeração no setor da Hotelaria

tes alvo da empresa de serviços energÊticos (ESCO), os hotÊis, motÊis, estalagens, pensþes e restaurantes de dimensþes consideråveis. Estas instalaçþes possuem necessidades elÊtricas e tÊrmicas relevantes e que ocorrem em simultâneo. Contudo, considera-se que os hotÊis e os motÊis serão as instalaçþes com maior potencial para sistemas de Cogeração, uma vez que as restantes apresentam necessidades reduzidas, quer em termos de eletricidade, quer no que diz respeito a calor.

Estes dois tipos de necessidades dependem bastante do tipo de sistema de climatização existente, isto Ê, os casos em que existe um sistema centralizado e os casos em que a climatização Ê efetuada atravÊs de unidades individuais, uma vez que as curvas de carga serão distintas.

Neste tipo de instalaçþes, os diagramas de carga são substancialmente diferentes nos dias de verão e nos dias de meia-estação ou inverno.

Relativamente ao consumo de eletrici

de diferença de consumos, entre diferentes instalaçþes hoteleiras, em termos de ordem de grandeza, em função da dimensão (årea e número de quartos). Contudo, as curvas de carga apresentam geralmente uma forma se

e do sistema de climatização existente.

No que concerne às necessidades tÊrmicas, estas relacionam-se sobretudo com a climatização. Considera-se que os hotÊis de 5 e 4 estrelas possuem toda a sua superfície www.oelectricista.pt o electricista 41

climatizada. Neste âmbito, a situação dos hotÊis de 3 estrelas, bem como dos motÊis

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mente possuem parte da sua ĂĄrea climatiza

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ainda, a mais recente associação do conceito SPA !

implica o aumento substancial das suas necessidades tĂŠrmicas.

A maior parte destas instalaçþes Ê alimentada em MÊdia Tensão, o que pode por

vezes implicar um obståculo à implementação de algumas soluçþes de Cogeração de menor dimensão.

Mais uma vez, o preço a que o abastecimento de gås natural Ê negociado Ê crucial para a economia do projeto. Se não se obtiver uma tarifa de gås natural vantajosa, serå em princípio mais económico consumir eletricidade da rede, nos períodos com menores necessidades tÊrmicas, do que recorrer à produção própria de eletricidade [1].

exemplo de aplicação – hotelaria O hotel “Heathrow Marriottâ€? ĂŠ um hotel de luxo de grandes dimensĂľes, situado em Londres, no Reino Unido. Tem uma capacidade de 390 quartos, possuindo ainda uma piscina interior e um ginĂĄsio [4].

Foi instalado um sistema de Cogeração, no sentido de reduzir a fatura energÊtica da instalação. Trata-se de um motor a gås natural, com uma potência elÊtrica de 400 kWe, com um período mÊdio de funcionamento diårio de 17 horas, com um rendimento global próximo dos 80%. O calor Ê produzido sob a forma de ågua quente e vapor, sendo usado no sistema de AQS, na climatização e na piscina [5].

Esta unidade de Cogeração permite uma Poupança de Energia Primåria (PEP) de cerca de 2,3 MWh/ano em termos de eletricidade, e uma PEP de aproximadamente 3,4 MWh/ano, na produção de calor. Isto traduz-se em poupanças anuais superiores a 55.000 ₏.

A referida unidade assegura tambÊm uma redução de cerca de 2.500 t/ano nas emissþes de CO2. O investimento foi da ordem dos 500.000 ₏, com um período de retorno previsto de cerca de 9 anos.

Entretanto, dado o sucesso desta implementação, o “Marriot Groupâ€?, empresa proprietĂĄria deste hotel, instalou mais 22 unidades de Cogeração similares, em outras unidades hoteleiras sob o seu controlo [4].

Figura 5 Sistema de Cogeração a gĂĄs natural, no Hotel “Heathrow Marriottâ€?, em Londres, Reino Unido [4].

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artigo tĂŠcnico lado, a inĂŠrcia tĂŠrmica dessa massa de ĂĄgua serĂĄ tambĂŠm maior. Se se estiver perante uma piscina de menores dimensĂľes, nĂŁo serĂĄ necessĂĄrio um sistema com tanta potĂŞncia, mas a massa de ĂĄgua possuirĂĄ menos inĂŠrcia tĂŠrmica. Assim, a dimensĂŁo da piscina influencia nĂŁo sĂł o sistema a escolher mas tambĂŠm o seu modo de funcionamento [6] e [7].

7.7. Caraterização do potencial de aplicação de Cogeração em Centros empresariais e grandes edifícios de escritórios em geral Neste setor, os clientes alvo da ESCO são os grandes edifícios de escritórios. Quanto maior for o índice de climatização de um dado edifício de escritórios, mais apetecível serå a implementação de uma solução de Cogera $

do consumo energÊtico deste tipo de instalaçþes estå associada a essa necessidade & " '

&cios ligados ao ramo da banca como os de

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que existe, por norma, climatização da maior parte do espaço útil.

Por outro lado, devem diferenciar-se os casos em que, durante a noite, o consumo de

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em que existe um consumo moderado.

Relativamente às necessidades de eletricidade, relacionam-se sobretudo com a iluminação, a existência de aparelhagem elÊtrica diversa (informåtica, por exemplo) e com formas de climatização altamente consumidores de energia elÊtrica, uma situação que deve ser tida em conta. A variação do consumo elÊtrico não Ê idêntica em todos os edifícios, dependendo fundamentalmente do

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implica um consumo elÊtrico. Nos edifícios com a maior parte da sua årea climatizada, observam-se maiores picos de consumo nos meses de verão, devido ao funcionamento intensivo do ar-condicionado, algo que deve ser considerado ao projetar o sistema de Cogeração. Quando existe uma menor årea climatizada, os consumos tendem a ser mais uniformes ao longo de todo o ano.

A forma como este tipo de edifĂ­cios ĂŠ alimentado pode variar, sendo nuns casos em MĂŠdia TensĂŁo e noutros em Baixa TensĂŁo.

As necessidades tÊrmicas, normalmente, devem-se apenas à climatização, quando esta Ê efetuada atravÊs de aquecimento central e não por dispositivos elÊtricos. Em geral estes edifícios não têm grandes necessidades de AQS. Assim, as poupanças obtidas com a instalação de sistemas de Cogeração em edifícios empresariais tornam esta aplicação atrativa.

Contudo, os estudos indicam que tal apli * + preços de abastecimento de gås natural bastante vantajosos. As instalaçþes com maior potencial são aquelas em que a climatização Ê efetuada por aquecimento central, de modo a aproveitar totalmente o calor gerado.

A rentabilização deste tipo de investimentos Ê mais problemåtica em edifícios de pequenas e mÊdias dimensþes, mas trata-se de um segmento de mercado promissor, nomeadamente, em instalaçþes com superfícies superiores a 4.000 m2 [7].

exemplo de aplicação – edifícios empresariais Aquando da mudança dos escritórios do Parlamento de Vlaams, na BÊlgica, para o edifício La Poste, foi instalado um sistema de Cogeração com o objetivo de reduzir as despesas associadas aos consumos de energia. Trata-se de um edifício apenas de escritórios, com uma dimensão total consideråvel, de aproximadamente 40.000 m2.

As necessidades energÊticas deste edifício são, fundamentalmente, de índole tÊrmica, estando relacionadas com o aquecimento central. É necessårio garantir uma temperatura no circuito de cerca de 90°C. Foi, então, instalada uma unidade de Cogeração, constituída por um motor a gås natural, com uma potência elÊtrica de 341 kWe e uma potência tÊrmica de 476 kWt, que funciona 2.500 h/ano.

O investimento foi de 390.000 â‚Ź. Contudo, este esteve a cargo da empresa “Sibelgaâ€?, que efetuou um contrato de fornecimento de calor com o Parlamento. Esta modalidade, na altura inovadora, de contrato ESCO permitiu que esta instalação usufruĂ­sse desta

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equipamento Ê da responsabilidade da ESCO. Este contrato tem a duração de 15 anos.

Assim, ambas as partes obtiveram proveitos. Por um lado, o Parlamento viu reduzida a sua fatura em gĂĄs natural e, por outro, a empresa “Sibelgaâ€? ĂŠ remunerada pela venda do calor e, ainda, vende a eletricidade produzida Ă concessionĂĄria da rede elĂŠtrica, conseguindo deste modo amortizar o seu investimento em cerca de 7 anos.

Este projeto permitiu, ainda, uma redução de 85 t CO2/ano, por via da PEP anual de 391 MWh [8].

ReferĂŞncias [1]

Seminårio COGEN Portugal: Micro-cogeração em Portugal. 10 de dezembro de 2009. Fundação Dr. António Cupertino Miranda. Porto;

[2] International Energy Agency. Combined Heat and < = >

investment; 3]

Centro de Estudos em Economia da Energia, dos Transportes e do Ambiente. Estudo do Mercado Potencial para a Aplicação das Tecnologias de Micro-geração em Portugal;

[4] International Journal of Energy Sector Management; [5] COGEN Europe. Small scale CHP fact sheet â&#x20AC;&#x201C; United Kingdom; [6] IndĂşstria e Ambiente â&#x20AC;&#x201C; Revista de informação tĂŠc & "? @V" ' X <

â&#x20AC;&#x201C; Evolução e Constrangimentos. Ibrahim Gulyurtlu, Isabel Cabrita, AntĂłnio Baeta Neves, David Salema; [7] Unave. Projeto de Sistemas de Biomassa SĂłlida.

2009; [8] Cogen Challenge. Best Practice Factsheets.

Figura 7 Sistema de Cogeração a gås natural, no edifício do Parlamento, em Vlaams, BÊlgica [8].

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(continua na próxima edição)