Estudo teórico e experimental de uma microplanta de cogeração a gas natural de 100 KVA instalada no Hospital Univeristário da UFSC

Abstract

A energia ocupa posição estratégica no mercado nacional, podendo ser considerada como insumo essencial à realização de praticamente todas as atividades humanas e ao desenvolvimento da sociedade. É compreensível a preocupação crescente e a importância de novos projetos de implantação ou ampliação da matriz energética brasileira, tanto em nível de geração e transmissão como também de distribuição. Tais considerações são oportunas ao se propor também a geração distribuída ou plantas de cogeração como alternativas energéticas, onde se busca melhorar os procedimentos de conversão reduzindo perdas e garantindo uso racional de energia. Este trabalho apresenta os resultados experimentais e modelo de análise exergoeconômico de uma planta compacta de cogeração para geração de energia elétrica e água quente. A planta foi projetada e construída no âmbito do Programa de Racionalização do Uso da Energia (FINEP/PRUEN/UFSC), com a finalidade de atender parcialmente as demandas de energia elétrica e de água quente utilizada nos serviços do Hospital Universitário da UFSC. É constituída por um moto gerador de 80 kWe a gás natural, ciclo Otto, e um sistema de recuperação do calor rejeitado tanto na água de arrefecimento do motor como nos gases de exaustão. Os resultados experimentais comprovaram bom aproveitamento da energia contida no combustível. Operando com uma potência média de 40 kWe, a planta de cogeração atingiu um índice de utilização da energia primária em torno de 58%, o que representa um aumento de 150% comparado com a eficiência do moto gerador operando em ciclo simples. Também foi mostrado que para um nível médio de geração de potência de 40 kWe, a energia contida nos gases de exaustão é da ordem de 36 kWt a uma temperatura de 520 °C, o que viabiliza a utilização de uma máquina de refrigeração por absorção para a produção de água gelada ou até mesmo gelo. Dispondo de gás natural no local e operando a micro planta de cogeração no horário de ponta, podem-se obter economias anuais da ordem de R$ 22.000,00 devido à geração de energia mais barata que a fornecida pela concessionária local e devido ao óleo combustível evitado no aquecimento da água de serviço do Hospital Universitário.