Desenvolvimento de sistema supervisório para automação e controle de sistema de cogeração de energia

Abstract

Nos últimos anos, observa-se um entusiasmo crescente em relação às energias renová- veis. Esse entusiasmo é impulsionado por uma consciência global sobre a importância da transição para fontes mais sustentáveis. Nesse cenário, as pequenas centrais termelétricas ganham destaque como uma resposta eficiente para atender às necessidades de energia elétrica e térmica de indústrias, sendo particularmente valiosas em diversos setores que demandam calor para os processos produtivos, maximizando a eficiência energética. Essas pequenas centrais termelétricas são alimentadas muitas vezes por fontes de energia reno- vável como a biomassa, e permitem uma produção flexível e descentralizada de energia. O presente trabalho apresenta o desenvolvimento de elementos que regem a automação e a operação de alguns dos principais componentes de uma pequena central termelétrica, como um gerador de energia elétrica, uma turbina a vapor e uma caldeira. São apresen- tados elementos do desenvolvimento dos softwares que são executados em Controladores Lógicos Programáveis (CLPs) para o controle destes componentes, tendo um enfoque principalmente no software do gerador. Também é apresentado parte do desenvolvimento e resultados parciais do sistema de supervisão e aquisição de dados que será usado para operar a pequenas centrais termelétricas. A fonte primária para a geração de energia tér- mica e energia elétrica no projeto alvo deste trabalho será biomassa, mais especificamente, cascas de arroz que atualmente são um resíduo da usina de beneficiamento de arroz e serão usados para a geração de energia renovável.

In recent years, there has been a growing enthusiasm for renewable energies. This enthusi- asm is driven by a global awareness of the importance of transitioning to more sustainable sources. In this scenario, small-scale combined heat and power systems gain prominence as an efficient solution to meet the electrical and thermal energy needs of industries, proving particularly valuable in various sectors that require heat for productive processes, maximizing energy efficiency. These small-scale combined heat and power systems are often powered by renewable energy sources such as biomass, allowing for flexible and decentralized energy production. This paper presents the development of elements go- verning the automation and operation of some of the key components of a small-scale combined heat and power system, such as an electric power generator, a steam turbine, and a boiler. Elements of the software development executed on Programmable Logic Controllers (PLCs) for controlling these components are presented, with a primary focus on the generator’s software. Additionally, part of the development and partial results of the Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA) system, which will be used to operate the small-scale combined heat and power system, are also presented. The primary source for thermal and electrical energy generation in the target project of this work will be biomass, more specifically, rice husks that are currently a byproduct of rice processing plants and will be used for renewable energy generation.