Home

Energia, Economia, Rotas Tecnológicas.

1. a b Figura 01 Localiza o da Comunidade Boa Esperan a A figura 02 mostra a dist ncia em linha reta da sede da Associa o Capim dourado e a comunidade Boa Esperan a Figura 02 Dist ncia em linha reta entre a comunidade boa esperan a e a sede da Associa o Capim dourado 163 Foram atendidas pelo projeto diretamente dez resid ncias que est o mais perto da oficina comunit ria j instalada pela pr pria comunidade A figura 03 mostra a distribui o das casas Esta localiza o foi obtida atrav s de georeferenciamento 5 3 CRIT RIOS DE DECIS O SOBRE O SISTEMA DE GERA O A comunidade Boa Esperan a formada por v rios agrupamentos de casas totalizando 54 casas No entanto devido dispers o o projeto atendeu ao processo produtivo de 10 casas conforme mapa da figura 03 Conforme a tabela 02 a energia el trica necess ria para v rios processos produtivos da comunidade Neste caso o grupo de pesquisa Energia no Meio Rural foi convidado pela comunidade para instalar o projeto GERAR a fim de apoiar o projeto BENEFICIAMENTO DE FRUTOS DO CERRADO DO JALAP O com apoio financeiro do Programa de Apoio ao Agroextrativismo da Amaz nia MMA cujas metas eram e Estrutura o f sica de uma unidade de beneficiamento e Produ o de sab o vegetal e medicinal e leos comest veis e medicinais base de buriti e do coco de pia ava e Beneficiamento do coco de pia ava e
2. 8 0 10 0 12 0 14 0 16 0 18 0 18 1 18 2 18 3 Palmitato Estereato Cis oleatoe Linoleato Linolenato Trans oleato Esed 133 4 185 75 z E E 1 4 16 4 5 4 40 3 I E E pa 10 18 245 256 Dea ame ws m z PS IBTA 9 20 1 4 6 6 E Es ER 80 106 187 196 E E z 0 0 5 6 14 1 9 6 36 4 67 1 13 43 z E E 6 12 248 265 4 6 9 5 4 5 9 7 44 51 13 20 7 5 10 5 os 5 82 1 0 2 6 0 0 2 EM ES 103 140 187 198 E E E 0 03 ERR 1 33 20 43 39 62 5 0 5 1 5 ES kaa 90 119 189 198 E E E DESA 2 RES RAR EIRA E E 104 120 187 195 E E E E rA 58 77 35 46 35 48 F ES NE 117 143 189 194 E E E 3 250188 2 4 6 17 7 30 8 49 57 1 2 10 5 E kard 110 143 186 194 z E E E 3 5 7 6 1 3 6 5 14 43 44 74 E E Fonte KNOTHE et al 2004 modificado KUMAR e SHARMA 2008 PERES et al 2008 ARA JO et al 2007 PENHA et al 2007 MOURA et al 2006 BELLAVER amp ZANOTTO 2004 223 7 2 2 A Rea o de Transesterifica o O termo biodiesel foi utilizado pela primeira vez em um artigo escrito por Wang R em 1988 cujo t tulo era Development of Biodiesel Fuel Sendo assim por motivos hist ricos apenas a transesterifica o leva ao produto comumente denominado de biodiesel apesar de existirem outros m todos de redu o da viscosidade dos leos vegetais e animais tais como uso de misturas bin rias com diesel pir lise microemulsifica o ou mistura co solvente KNOTHE et al 2006 Alguns autores costumam utilizar o termo transesterifica o de f
3. 303 10 3 3 Aspectos Positivos e NCBALIVOS aos sssecsashnpassarsssssRano Ga dr nhSS saia agia has aan s 307 OA TECNOLOGIAS tra a ia ED o a A 310 10 4 1 CaC Alcalina AFC insana adis Ga ousa Reto Aga RED G s DjagaiMa aqu Te cada ali dgrad 313 10 4 2 CaC de Membrana Polim rica PEMFC e ires 313 10 4 3 CaC cida PAPO aaa Sand Ru e A A 314 10 4 4 CaC de Carbonato Fundido MCFOC si eerrrrreeeeereeers 315 10 4 5 CaC de xido S lido SOFC eee 316 10 4 6 CaC de xido S lido de Temperatura Intermedi ria ITSOFO 317 10 4 7 CaC de Metanol Direto DMFC eee rerrrrreeerareerreeeea 317 10 4 8 CaC de Etanol Direto DEFC ce is ieeeeeererrreeeaaaeereeeea 318 10 5 SISTEMAS A BASE DE CACS as ia Es A dA add 318 10 5 1 Processador de Combust vel posses soposssisssans trio poss dao sntada cagada big oan quis ra putas sa n o 319 10 5 2 Pilhade c lulas seua aapa seat ts aid ed asia ud ais aaa da aaa 319 10 5 3 Condicionador de Pol nCIA ssa epa do saida baseadas 320 10 5 4 O Hidrog nio como Combust vel das CaCs o 320 10 5 5 Sistemas M veis e Estacion rios cr rrrerreeeeeeeeerererennaa 321 10 6 CONSIDERA ES FINAIS iu asuissrainsesere as gls aaad Iso queridas Ueba daso qui EoGEn Cansada aa 322 12 GUISA DE PREFACIO 2 Para se entender o que se passa no mundo acad mico necess rio antes de tudo compreender um p
4. f Fonte de Pequeno Grande Tecnologia E Interface lt 100 kW N 1 gt 1MW Pequenas turbinas a Combust vel Conexao direta xX g s f ssil e biog s Motores rec procos com geradores Combust vel Janui PIE a Conex o direta X X X s ncronos ou de f ssil e biog s indu o Geot rmica Renov vel Conex o X X direta PCHs Renov vel Conan X X direta E lica Renov vel Inversor X X X Fotovoltaica Renov vel Inversor X X C lulas a j Combust vel Tag xX X xX combust vel f ssil e renov vel Solar t rmica Renov vel Conex o direta X X X Armazemento S Rede el trica Inversor X X X baterias A azena men Rede el trica Inversor X X em capacitores Armazenamento em volantes de Rede el trica Inversor X X in rcia SMES Rede el trica Inversor X X Microturbinas ouse Inversor X X f ssil Fonte RODR GUEZ 2002 modificado a SMES a sigla de superconducting magnetic energy storage armazenamento de energia magn tica em supercondutor Outros autores tentam classificar a GD sob o foco da associa o entre fonte prim ria de energia e tecnologia empregada produzindo diagramas como o mostrado na Figura Ol apresentada por El Khattam e Salama 2004 que adiciona aos aspectos j citados o da tradi o Diagramas desse tipo s o muito teis no entendimento completo de um determinado projeto de GD no caso em tela os autores afirmam ter interesse em focar as microturbinas e as c lulas a combust vel Todav
5. ta ta e e O 6 z 3 Z D D O O a a pes E D D E E O O d Figura 08 Configura es de Sistemas Solares Fotovoltaicos a Sistema Isolado Dom stico Composto por um Sistema H brido Solar F lico b Sistema Isolado N o Dom stico Fornecendo Energia para uma Torre de Comunica o c Sistema Conectado Rede de Forma Distribu da e d Sistema Conectado Rede de Forma Centralizada nos Estados Unidos com Pot ncia de 8 2MW 7 Fonte National Renewable Fner v Tahoratorv NRET 2010 3 3 3 Exemplo de C lculo do Potencial da GDFV A GDFY normalmente instalada em telhados Como as casas normalmente possuem grandes telhados existe rea suficiente para sua instala o Para os edif cios cujo telhado proporcionalmente pequeno em rela o rea constru da comum a instala o dos pain is fotovoltaicos em sua fachada aumentando assim a rea de capta o da irradi ncia solar 88 O potencial fotovoltaico que pode ser instalado em uma casa pode ser estimado da seguinte forma i Verifica se a rea do terreno aqui exemplificado como 300 m ii Considera se de maneira conservadora que pelo menos 2 3 do lote seja ocupado por estacionamento e jardins logo a rea constru da com telhado de 100 m por lote iii Supondo que metade do telhado encontra se em posi o desfavor vel para capta o da irradi ncia solar pode se instalar 50 m de pain is fotovoltaicos em cada un
6. 290 Os processos de produ o de a Si a plasma ocorrem a temperaturas inferiores a 300 C possibilitando o dep sito desses filmes sobre substratos de baixo custo como o vidro o a o inoxid vel e alguns pl sticos RUTHER 2004 Com isso desenvolveram se m dulos solares comercialmente dispon veis que s o flex veis inquebr veis leves semitransparentes e adapt veis a superf cies curvas Com est tica mais atraente o a Si encontra aplica es arquitetonicamente mais favor veis substituindo materiais de cobertura de telhados e fachadas em instala es integradas ao ambiente constru do Essa maior versatilidade ampliou o mercado fotovoltaico Essa tecnologia por estar ainda no in cio do seu desenvolvimento tem efici ncia bastante menor que a do c Si o que significa que se necessita de quase o dobro da rea em m dulos solares de filmes finos para se obter a mesma pot ncia instalada com pain is de c Si Mesmo considerando o fato de os pain is de filmes finos j terem pre o inferior ao dos pain is de c Si por unidade de pot ncia Wp a rea ocupada para determinada pot ncia instalada deve ser seriamente considerada nas an lises econ micas Sendo assim como material de revestimento que o a Si leva grande vantagem sobre o c Si porque o custo por metro quadrado passa a ter maior import ncia que o custo por Wp crit rio em que aquele j leva vantagem sobre este Neste ponto cabe um melhor escla
7. Em 1883 Gottlieb Daimler e Wilhelm Maybach constru ram um carburador e o associaram a um sistema de igni o tamb m desenvolvido por eles O resultado desta evolu o tecnol gica foi um grande salto na evolu o dos motores de combust o interna O primeiro motor de 254 quatro tempos a queimar gasolina e realmente utiliz vel foi concebido e projetado em 1885 por Gottlieb Daimler s cio de Otto e Langen No mesmo ano Karl Benz alem o tamb m desenvolveu um bem sucedido explos o Os atuais motores conservam se basicamente semelhantes a esses 16 O primeiro ve culo motorizado a ser produzido com prop sito comercial foi um carro com apenas tr s rodas Este foi produzido em 1885 pelo alem o Karl Benz e possu a um motor a gasolina Depois foram surgindo outros modelos v rios deles com motores de dois tempos inventado no ano de 1884 por Gottlieb Daimbler Em 1892 Henry Ford produziu seu primeiro Ford na Am rica do Norte 177 Na mesma poca em 23 de Fevereiro de 1897 Rudolf Diesel registrou a patente de seu motor reator desenvolvido para trabalhar com leo de origem vegetal Tais motores a inje o desde que regulassem a press o no sistema de inje o poderiam funcionar com qualquer tipo de leo tanto derivados de petr leo como o Diesel quanto de origem vegetal como leo de amendoim ou animal como o caso da gordura de porco 18 Atrav s dos trabalhos de Rudolf Diesel buscando desenvolver um mot
8. quando comparada a outras fontes energ ticas os pain is fotovoltaicos para que possam ser utilizados para a gera o el trica a pre os competitivos devem ter baixos custos RUTHER 2004 Descrevem se a seguir as principais caracter sticas de cada uma dessas tecnologias 10 2 5 2 Tecnologia de Sil cio Cristalino c Si O c Si a forma mais tradicional de tecnologia fotovoltaica e representa cerca de 80 dos m dulos comercialmente produzidos tendo se consolidado no mercado por sua extrema 288 robustez e confiabilidade Considerando que o custo de produ o desses m dulos bastante elevado e que as possibilidades de reduzi lo j est o praticamente esgotadas muitos analistas consideram que essa tecnologia pouco competitiva com formas tradicionais de gera o el trica em larga escala No entanto segue ainda sendo a l der entre as tecnologias fotovoltaicas para aplica es terrestres em qualquer escala pois nos principais mercados mundiais Jap o e Alemanha a rea ocupada por um arranjo fotovoltaico uma limita o insuper vel para as tecnologias com menor efici ncia de convers o RUTHER 2004 A cristalinidade do sil cio indica qu o perfeitamente ordenados est o os tomos da estrutura Uma distribui o uniforme dos tomos facilita a passagem dos el trons pela jun o pn ao passo que uma descontinuidade aumenta a probabilidade de o el tron recombinar se com uma lacuna antes de participar d
9. 2 por ser um hidrocarboneto f ssil emite grande quantidade de CO poluindo a atmosfera e ainda derivada do petr leo sendo uma fonte de energia finita A gasolina incorporada com o etanol tem como principal vantagem a substitui o de aditivos com metais pesados como o chumbo e o mangan s e MTBE al m de reduzir a emiss o de mon xido de carbono e hidrocarbonetos Como desvantagem existe a redu o da pot ncia e torque do motor redu o do poder calor fico do combust vel e aumento da corros o 22 J a utiliza o isolada do etanol tem sua principal vantagem no rendimento do motor devido a sua maior octanagem em rela o gasolina permitindo eleva o na taxa de compress o e aumentando o rendimento total Para uma mesma taxa de compress o a pot ncia aumenta 2 porque 5 da gua de composi o do etanol evaporam se dentro do cilindro aumentando a press o dentro dele 15 Um motor utilizando somente etanol ter 24 de pot ncia a mais que o motor a gasolina Num motor a gasolina 27 da energia fornecida aproveitada enquanto que no motor a etanol atinge 34 e o torque relacionado diretamente com a pot ncia ser correspondentemente 24 superior 15 Outra vantagem da utiliza o isolada do etanol que a mat ria prima utilizada para sua produ o renov vel portanto virtualmente inesgot vel al m de reduzir em 66 15 a emiss o de CO quando comparado a gasolina 9 6 CONSIDERA ES FINAIS
10. Esse fato associado ao enorme avan o tecnol gico dos ltimos anos abre razo vel espa o para a expans o da gera o distribu da GD tendo como um dos focos principais o fornecimento de energia el trica a quem ainda n o tem acesso a ela No Brasil a discuss o acerca desse tema imprescind vel porque o pa s a ainda tem a necessidade de suprir energia el trica a expressiva parcela de sua popula o b tem o compromisso legal da universaliza o do acesso energia el trica c piorou a qualidade ambiental da sua matriz energ tica nos ltimos anos d pode ter a seguran a h drica necess ria sua principal fonte de gera o de energia el trica comprometida pelas mudan as clim ticas anunciadas e est suscet vel ao aumento do risco de que ocorra desabastecimento de energia el trica e ao aumento da inseguran a para toda a sociedade com fortes impactos econ micos em raz o da insufici ncia de g s natural e de gua nos reservat rios e f possui enorme potencial a ser explorado nessa rea Dessa forma com a considera o de que o tema GD bastante importante controverso e n o consolidado faz se necess rio que ele seja amplamente debatido a come ar por uma profunda discuss o conceitual Este cap tulo reconhecendo essa necessidade discutiu de forma in dita o conceito de GD e conceitos e aspectos relacionados a ela prop s novas classifica es de aspectos relativos GD prop s uma
11. Os ve culos flex fuel t m dominado o mercado brasileiro automobil stico por duas raz es principais 1 as tecnologias aplicadas pela ind stria automobil stica permitem que o pre o de mercado deste ve culo se equipare aos autom veis convencionais 261 2 biocombust vel etanol carburante v m mantendo seu pre o competitivo com o da gasolina O rendimento satisfat rio do etanol no autom vel flex fuel se d principalmente pela sua elevada octanagem que promove o aumento na pot ncia do motor e o torna eficiente Entretanto necess rio considerar que no conjunto dos fatores o etanol possui rendimento final aproximadamente 30 inferior ao da gasolina ou seja se com 1 litro de gasolina um autom vel percorre 10 km com 1 litro de etanol o mesmo autom vel s percorreria 7 km Desta forma o que influencia a escolha entre os combust veis o pre o de mercado de cada um sendo que para o abastecimento utilizando etanol s ser economicamente vi vel se o pre o do biocombust vel for no m nimo 30 inferior ao da gasolina Considerando a diferen a de rendimento entre os dois combust veis em viagens longas abastecer o ve culo utilizando gasolina proporcionaria ao motorista a possibilidade de fazer menos paradas para reabastecimento Algumas pessoas optam por abastecer utilizando os dois combust veis concomitantemente entretanto esta mistura n o provoca diferen as no rendimento do autom vel podendo o cliente median
12. RURALTINS Instituto de Desenvolvimento Rural do Tocantins Ruraltins estima atender cerca de 30 mil agricultores neste ano de 2010 Assessoria de Imprensa 2010 Dispon vel em lt http jornalestrondo com br noticias interna asp id 388 gt Acesso em 22 de Mar o de 2010 SANGA G A Avalia o de impactos de tecnologias limpas e substitui o de combust veis para coc o em resid ncias urbanas na Tanz nia Campinas UNICAMP 2004 125p Disserta o Mestrado SANTOS F C et al Projeto Forter Diagn stico R pido e Dialogado em Comunidades Tradicionais de Natividade Tocantins Planaltina DF Embrapa Cerrados 2004 33 p Documentos Embrapa Cerrados ISSN 1517 5111 132 Dispon vel em lt www cpac embrapa br baixar 1183 t gt Acesso em 18 de Mar o de 2010 SCHUMACHER E F Small is Beautiful Blond amp Briggs London 1973 Servi o de Apoio s Micro e Pequenas Empresas SEBRAE MS Ag ncia Sebrae de not cias Projeto Mandala apresentado a Marcos Palmeira e ndio Xavante 2004 Dispon vel em lt http asn interjornal com br noticia kmf noticia 2289615 amp canal 199 gt Acesso em 28 de Mar o de 2010 Secretaria da Agricultura Pecu ria e Abastecimeto SEAGROY TO RELAT RIO DAS EDIFICA ES A ES E PROJETOS SEAGRO ANO 2007 Secretaria da Agricultura Pecu ria e Abastecimeto SEAGROYTO Balan o Social Ano 2009 Palmas 2009 Dispon vel em lt http www seagro to gov br co
13. WALTER A C S BAJAY S V NOGUEIRA L A H 1993 Cogera o e Produ o Independente de Eletricidade nas Usinas de A car e lcool sua Viabilidade Segundo a L gica dos Diferentes Atores Envolvidos Anais do VI Congresso Brasileiro de Energia Rio de Janeiro WILKINSON W H Absorption Cooling A Viable Option for Today and Tomorrow ASHRAE Journal p 41 44 fev 1994 WILLIAMS R amp LARSON E D 1992 Advanced Gasification Based Biomass Power Generation and Cogeneration In Fuels and Electricity from Renewable Sources of Energy 15 Edited by Johansson T B Kelly H Reddy A K N amp Williams R Island Press Washington WYLEN Van G J SONNTAG R E Fundamentos da Termodin mica Cl ssica S o Paulo Edgar Bliicher 1995 589p ZANINI S A 1986 Equipamentos Pesados Pequenas Centrais Termel tricas cat logo t cnico Sert ozinho ZUKOWSKI JR J C Estudo de sensibilidade em um sistema de refrigera o por absor o gua am nia Campinas Faculdade de Engenharia Mec nica Universidade Estadual de Campinas 1999 237 p Tese Doutorado ZUKOWSKI JR J C et al Instala o de uma pequena central termel trica a biomassa e cogera o com sistema de refrigera o por absor o alternativa para pequenas comunidades agr colas isoladas In AGRENERGD 5 2004 Campinas Anais Campinas 2004 76 CAPITULO HI IMPACTOS DA GERA O DISTRIBU DA EM REDES DE DISTRIBUI O 11 IMPACT
14. comparar as vantagens e desvantagens do uso destes combust veis considerando suas caracter sticas t cnicas Esse tema se justifica pelo fato das constantes d vidas t cnicas entre os poss veis compradores que gostariam de adquirir um autom vel com essa tecnologia As d vidas s o referentes efici ncia proporcionada pela nova tecnologia e principalmente pelos rendimentos caracter sticos dos combust veis utilizados Por m pertinente demonstrar que mesmo existindo d vidas sobre a tecnologia e os combust veis esses tipos de autom veis s o os mais vendidos no Brasil e tende a ser cada vez mais aceito pelo mercado automobil stico brasileiro 250 9 2 BIOCOMBUST VEIS E A IND STRIA AUTOMOBIL STICA BRASILEIRA Os primeiros passos rumo ao etanol de cana de a car foram dados ainda nos anos 1920 quando se deu in cio produ o de lcool carburante 6 Seu uso como combust vel s aconteceu de forma efetiva em 1931 quando a adi o de 5 v v de lcool et lico anidro combust vel AEAC gasolina tornou se obrigat ria A partir de 1966 essa quantidade aumentou para 10 Posteriormente como resposta crise mundial do petr leo foi proposto o uso direto de lcool et lico hidratado combust vel AEHC em ve culos automotivos leves Em 1975 foi criado o Programa Nacional do lcool PRO LCOOL que teve como objetivo garantir o suprimento de combust vel para o pa s buscando substituir a gasolina por
15. es qu micas da c lula Al m disso podem ser utilizados diferentes tipos de combust vel desde o H at o metano ou o mon xido de carbono sendo que a natureza das emiss es varia conforme a mistura do combust vel H a expectativa de que seja poss vel dentro de pouco tempo a constru o modular de centrais de grande porte com densidade energ tica de cerca de 1 MW m e efici ncia de 50 a 60 Devido alta temperatura de opera o as SOFCs s o adequadas para operarem em esquema de ciclo combinado em que o combust vel n o submetido rea o qu mica que sai da c lula queimado em uma turbina a g s Uma vez que a temperatura dos gases de exaust o da ordem de 500 C a 900 C o calor residual pode ser utilizado para gerar vapor podendo se com isso atingir efici ncia global de cerca de 80 10 4 6 CaC de xido S lido de Temperatura Intermedi ria ITSOFC Um consider vel esfor o de pesquisa realizado com o objetivo de abaixar a temperatura de opera o das SOFCs o que permitiria o uso de materiais mais baratos estenderia o campo de aplica o das SOFCs por exemplo tra o em ve culos e aumentaria a confiabilidade e a vida til da c lula Temperaturas de opera o abaixo de 800 C s ser o poss veis com a aplica o de novos materiais nos componentes da CaC Para o desenvolvimento desse tipo de CaC pesquisam se novos eletr litos com boa condutividade em temperaturas abaixo de 800
16. evitando se o seu elevado custo e a manuten o necess rios pois pelo fato de os sistemas estarem conectados rede el trica nos per odos de radia o solar insuficiente ou inexistente a rede convencional supre a demanda da instala o Nesse caso a conex o rede feita por meio de inversores de pot ncia que devem satisfazer a diversas exig ncias de qualidade da energia e de seguran a para que n o afetem negativamente a rede qual est o conectados SEVERINO 2008 Figura 04 Sistema para Bombeamento de Agua Figura 06 Sistema para Centro de Sa de 281 Os sistemas fotovoltaicos conectados rede el trica podem ser classificados em dois grandes grupos a os que est o integrados arquitetonicamente s edifica es como por exemplo no telhado ou na fachada de um pr dio estando localizados junto ao ponto de consumo total ou parcial da energia gerada e b os que est o instalados de forma centralizada em determinado local como em uma usina geradora convencional estando localizada a certa dist ncia dos consumidores aos quais se conectam por meio de linhas el tricas de transmiss o e ou de distribui o 10 2 3 O Efeito Fotovoltaico O efeito fotel trico fotoel trico ou ainda fotovoltaico relatado por Edmond Becquerel f sico franc s em 1839 consiste no surgimento de uma diferen a de potencial nos extremos de uma estrutura de material semicondutor produzida pela a
17. o de sab es como mostrado nas equa es a seguir e os cidos graxos livres presentes reagiriam em meio alcalino promovendo as rea es de saponifica o e Equa o qu mica mostrando a rea o de hidr lise etapa que antecede a rea o de saponifica o RCOOCH D H20 RCOOH l CH 0H D ster alqu lico gua cido graxo livre lcool e Equa o qu mica representando a rea o de saponifica o RCOOH l NaOH aq gt RCOO Na H20 l Acido graxo livre base sab o gua Teoricamente a transesterifica o do leo vegetal ocorre por uma rea o revers vel em que um ster transformado em outro pela mudan a na por o alc xi cuja otimiza o depende de fatores como a raz o molar lcool leo a concentra o e o tipo de catalisador a acidez da mat ria prima a temperatura press o e tempo de rea o a agita o do meio reacional e o ndice de umidade presente no leo Contudo durante a produ o de steres alqu licos de leos vegetais a rea o reversa consideravelmente negligenci vel porque o glicerol formado na rea o n o misc vel no produto levando a um sistema de duas fases Com isso do ponto de vista termodin mico a fregii ncia de colis es entre as mol culas dos produtos reduzida drasticamente inviabilizando a rea o reversa DORADO et al 2004 No processo de transesterifica o as rea es ou etapas que ocorrem s o
18. C principalmente as cer micas base de c rio Ce dopadas com gadol nio Gd H ainda um longo caminho a ser percorrido no desenvolvimento desse tipo de CaC 10 4 7 CaC de Metanol Direto DMFC Esse tipo de CaC n o precisa de reformador para a produ o de hidrog nio pois o metanol diretamente oxidado no anodo A principal aplica o prevista para a DMFC a substitui o das baterias de equipamentos eletr nicos como telefones celulares e microcomputadores que poder o funcionar por longos per odos desde que haja alimenta o com metanol Em princ pio existem duas maneiras diferentes de se alimentar essa CaC com o metanol na 317 forma l quida ou na forma vaporizada No segundo caso a temperatura de opera o maior que no primeiro A temperatura de opera o mais alta aumenta a resist ncia do catalisador contamina o por CO e acelera a cin tica de oxida o do metanol melhorando o desempenho da c lula Todavia aumenta a complexidade do sistema devido necessidade de um vaporizador de combust vel e de umidifica o da membrana Outra aplica o em fase de avalia o para a DMFC a automotiva principalmente por eliminar a necessidade do reformador e assim simplificar o processo de produ o de energia el trica e aumentar a efici ncia energ tica total do sistema Como j mencionado as DMFCSs encontram se em est gio de desenvolvimento incipiente em rela o s PEMFC alimentada
19. baterias as CaC n o s o exaur veis e n o necessitam de recarga O processo que se desenvolve em uma CaC exatamente o inverso do que ocorre na eletr lise da gua a hidr lise por isso a CaC e o hidrolisador aqui chamado simplesmente de eletrolisador s o dispositivos duais entre si conforme mostrado na figura 11 C lula a combust vel Eletrolisador Eletricidade gt Consome Eletricidade Calor Calor E gua Produz Eletricidade 2 Calor gua Produz gua ES H e O ES a as hidrog nio e oxig nio Figura 11 Dualidade entre CaC e Eletrolisador Fonte REIS 2003 Ao contr rio do que ocorre nas m quinas e motores convencionais as CaCs convertem a energia qu mica do combust vel diretamente em energia el trica sem que haja combust o Conseqientemente as CaCs s o capazes de produzir energia el trica com maior efici ncia pois apresenta um est gio de convers o a menos mais silenciosamente pois n o utiliza explos o nem rota o e sem polui o pois possui como produtos da opera o apenas eletricidade gua e calor A figura 12 esquematiza a diferen a entre esses dois processos de gera o el trica Convers o por meio de processo convencional AA Energia Energia Energia t rmica mec nica Energia qu mica do ie 208 el trica combust vel Convers o por meio de c lulas a combust vel Figura 12 Compara o entre a Co
20. capaz de suprir apenas uma fra o da demanda local de energia sendo que o restante da energia necess ria seria ainda suprida pelos sistemas el tricos convencionais conforme pode ser visto em todas as defini es exemplo que mencionam expl cita ou implicitamente este aspecto 144 GD Classifica o quanto propriedade Empresa de Empresa de Consumidor gera o transmiss o 61 62 Cogerador Autoprodutor Figura 09 Classifica o de GD quanto Propriedade 1 O N vel de Penetra o Aspecto referido apenas nas defini es exemplo 2 3 6 8 e 10 A defini o do n vel de penetra o da GD por si s problem tica uma vez que esse n vel deve ser tratado em termos relativos a outro s fatore s A simples indica o da pot ncia gerada na GD n o determina o n vel de penetra o ou de influ ncia da GD no sistema el trico ao qual ela est conectada pois uma grande gera o em um sistema el trico de grande porte pode significar menor contribui o relativa que uma pequena gera o em um sistema el trico de pequeno porte Logo deve ser reconhecida a import ncia de se considerar al m da pot ncia a rea de influ ncia da GD na defini o do n vel de penetra o Ent o verifica se que a depender da defini o da rea de influ ncia a defini o do n vel de penetra o varia Por exemplo se a rea de influ ncia a ser considerada for um sistema de distribui o local o
21. leo Extra do Prote na Bruta e Extrato Et reo Esp cie Material leo Prote na Extrato et reo bruta Pinh o manso Semente 32 35 214 71 32 58 Baba u Am ndoa 65 68 8 57 53 80 Amendoim Semente 54 56 33 05 38 81 Gergelim Semente 44 58 38 40 50 52 Girassol Semente 40 45 15 94 48 39 Canola Colza Semente 38 48 24 27 Linho Semente 33 43 26 79 32 88 Nabo forrageiro Semente 32 40 29S 30 77 Soja Gr o 18 20 42 10 20 Algod o Semente 18 20 22 47 22 93 Fonte BIODIESELBR 2009 Um estudo de Teixeira 1987 constatou que para Jatropha curcas L h diferen as quanto ao teor e composi o do leo em fun o da localidade tratos culturais e variedades Pode se observar que segundo este autor o teor de leo na semente variou de 23 a 34 os quais s o pr ximos dos resultados da tabela 01 de 32 a 35 de leo na semente BIODIESELBR 2009 Para comprovar estas varia es pode se comparar os dados obtidos do estudo de Rao et al 2008 que revelou o teor de leo encontrado nas sementes de Jatropha curcas L uma m dia de 32 com uma composi o de 97 6 de triacilglicer is 0 95 de glicolip deos e 1 45 219 de fosfolip dios A fra o de fosfolip deos foi caracterizada e quantificada sendo fosfatidil colina 60 5 fosfatidil inositol 24 e fosfatidil etanolamina 15 5 A figura 02 mostra a estrutura da fosfatidilcolina os grupos representados por R s o cidos carbox licos de 12 a 22 tomos de carbono e po
22. o e escassez de ferramentas computacionais espec ficas para este fim Pode se citar como exemplos 16 e O controle da tens o ao longo do alimentador obtido com a utiliza o de reguladores de tens o e bancos de capacitores Para que possam interagir com a GD eles devem ser adaptados para permitir controle de forma centralizada Dessa forma podem absorver com maior facilidade o impacto que a GD causa na tens o e 103 e N o h infraestrutura de comunica o que permita o controle centralizado das diversas unidades de GD instaladas em determinado alimentador 3 5 4 1 Controle Centralizado da GD e de Regulares de Tens o De posse de um sistema de comunica o r pido e confi vel a opera o e o despacho dos equipamentos de regula o de tens o e da GD podem ocorrer de forma centralizada permitindo harmonia entre a GD e a rede de distribui o 16 Essa uma aplica o pr tica para o smart grid As redes el tricas do s culo XXI dever o operar com regula o de tens o e gerenciamento de pot ncia reativa de forma interativa Fig 17 Com uma penetra o elevada de GD reguladores de tens o mudan a da rela o de transforma o de transformadores e bancos de capacitores devem interagir entre sie com a GD Uma grande parcela da GD poder participar ativamente no controle da tens o por meio do ajuste de pot ncia ativa e reativa 16 Conversor Conve
23. o do par metro utilizado para a defini o do valor percentual Embora ainda n o haja consenso sobre a defini o de penetra o da GD v rios autores propuseram diversas defini es as quais podem ser agrupadas em tr s categorias distintas 16 17 100 a Fator de penetra o como um percentual da e Capacidade nominal do alimentador e Capacidade instalada de transforma o de uma concession ria e Pot ncia instalada do parque gerador nacional ou e Pot ncia de uma subesta o b Fator de penetra o como um percentual da demanda m xima e Da subesta o e Do alimentador e e Da unidade consumidora c Fator de penetra o diversos como um percentual e Da energia gerada pela gera o centralizada ou e Da queda de tens o no alimentador Nota se que as defini es propostas s o bem diversificadas visto que algumas prop em uma rela o com a capacidade nominal outras com a demanda e outros com a energia No caso da utiliza o do percentual da capacidade nominal do alimentador surge um fator complicador adicional Para a situa o de alimentadores longos comum que ele tenha sua se o aumentada para que a queda de tens o n o seja elevada Logo em situa o de carga nominal o alimentador n o estar em seu limite t rmico visto que est superdimensionado para esse crit rio Isso afeta diretamente o c lculo desse fator de penetra o 16 3 5 2 Percep es Sobre o Limite
24. potencial para producao de biodiesel pdf view gt gt Acesso em 19 de Mar o de 2010 s 17h30min BNDS Bioetanol de cana de a car Energia para o Desenvolvimento Sustent vel Organiza o BNDS E CGEE 1 Ed Rio de Janeiro Novembro 2008 210 CENBIO Centro Nacional de Refer ncia em Biomassa Estado da Arte da Gaseifica o S Paulo p 1 108 2002 CENBIO Centro Nacional de Refer ncia em Biomassa FONTES DE BIOMASSA Dispon vel em lt lt http cenbio jee usp br saibamais fontes htm gt gt Acesso em 19 de Maio de 2010 s 13h10min COSTA N P R Rossi L F S 2000 Produ o de Biocombust vel Alternativo ao leo Diesel atrav s da Transesterifica o de Oleo de Soja usado em Frituras In Revista Qu mica Nova Curitiba PR n 23 ano IV p 531 CRESTANA S Mat rias primas para Produ o do Biodiesel Priorizando Alternativas Embrapa S o Paulo 2005 Dispon vel em lt lt www apta sp gov br 60 sbpc biocombust veis novidades inovacoes geraldo eugenio pdf gt gt Acesso em 17 de Janeiro de 2010 s 14h30min EMBRAPA MAPA 2005 Plano Nacional de Agroenergia 2006 2011 Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecu ria Embrapa Minist rio da Agricultura Pecu ria e Abastecimento MAPA Bras lia DF FRAN A J G E Biocombust veis Novidades e Inova es Campinas SP Julho 2008 FRAZ O L Aspectos ambientais relacionados produ o e uso dos biocombust veis Pi
25. um combust vel que n o deixa borras sendo bem mais limpo que a gasolina 22 Para que um combust vel seja considerado vi vel comercialmente preciso que ele tenha capacidade de evaporar com facilidade tenha potencial para liberar grande quantidade de energia esteja dispon vel no mercado em quantidade que atenda a sua demanda sua tecnologia esteja dominada e que apresente pre os acess veis aos consumidores Quanto ao desempenho e rendimento nos motores de combust o interna algumas caracter sticas devem ser consideradas Poder calor fico Octanagem Calor de vaporiza o Propor o estequiom trica e Ponto de fulgor Na tabela 03 s o demonstradas algumas caracter sticas espec ficas da gasolina e do lcool hidratado Tabela 03 Especificidades da Gasolina e do lcool Hidratado Fonte 23 Das seis propriedades destacadas a gasolina e o lcool anidro se divergem quanto a valores em todas elas Todas estas caracter sticas atuam de forma conjunta no processo de funcionamento de um motor A diante cada caracter stica ser discriminada isoladamente objetivando direcionar o entendimento sobre as interfer ncias provocadas no motor 257 9 4 3 Poder Calor fico Poder calor fico pode ser definido como a quantidade de calor emitido pela combust o completa de um combust vel e importante para a determina o do rendimento final de um determinado combust vel 24 O etanol tem um calor de vaporiza
26. 14 BEBIC J Power System Planning Emerging Practices Suitable for Evaluating the Impact of High Penetration Photovoltaics National Renewable Energy Laboratory 2008 Dispon vel em lt wwwl eere energy gov solar solar america rsiihtml gt Acesso em 25 de Janeiro de 2009 109 15 PVUPSCALE PV in Urban Policies Strategic and Comprehensive Approach for Long term Expansion WP4 Deliverable 4 4 Recommendations for Utilities 2008 Dispon vel em lt www pvupscale org gt Acesso em 1 de Setembro de 2008 16 MeGRANAGHAN M ORTMEYER T CRUDELE D KEY T SMITH J BARKER P Renewable Systems Interconnecyion Study Advanced Grid Planning and Operations Sandia Report SAND2008 0944 P Sandia National Laboratories 2008 Dispon vel em lt wwwl eere energy gov solar solar america rsiihtml gt Acesso em 25 de Janeiro de 2009 17 EPRI Electric Power Research Institute Engineering Guide for Integration of Distributed Generation and Storage into Power Distribution Systems 2000 18 WHITAKER C NEWMILLER J ROPP M NORRIS B Renewable Systems Interconnecyion Study Distributed Photovoltaic Systems Design and Technology Requirements Sandia Report SAND2008 0946 P Sandia National Laboratories 2008 Dispon vel em lt wwwl eere energy gov solar solar america rsiihtml gt Acesso em 25 de Janeiro de 2009 19 LIU E BEBIC J Distribution System Voltage Performance Analysis for High Penetration Photovo
27. 253 250 51 gt 20 2 Original Original 20 215 145 14 gt 20 3 Original Original 20 291 355 88 gt 20 4 Original Nulo Original 37 936 01 24 8 3 99 5 Original Nulo 20 76 041 38 31 3 3 18 7 Original Nulo 20 169 36 17 97 5 36 7 20 Original Original 275 450 51 gt 20 8 20 Original 20 237 345 14 gt 20 9 20 Original 20 313 555 88 gt 20 10 20 Nulo Original 15 736 01 20 38 4 79 11 20 Nulo 20 53 841 38 25 97 3 81 12 20 Nulo 20 22 369 36 14 51 6 43 Neste caso o valor do investimento n o foi alterado a receita aumentou em 20 e os custos foram somente de O amp M ou seja biomassa gratuita Os casos sem indica o apresentaram valores superiores h 20 anos e n o s o de interesse 68 100 00 Era 76 04 F 53 84 B 50 00 37 94 z W 15 74 oo i i i 0 17 4 5 6 10 11 a K amp 50 00 22 37 100 00 150 00 200 00 215 15 250 00 253 25 300 00 59136 275 45 313 56 350 00 E asos Figura 10 Varia o do VPL para cada caso 35 31 3 30 25 97 24 8 25 20 38 ap 17 97 15 14 51 10 5 0 ij T T T T T 1 Casos TIR Figura 11 Evolu o da TIR para cada caso A figura 12 mostra a evolu o do PayBack A melhor op o foi de 5 36 anos caso 5 Neste per odo todo o investimento ser recuperado Al m disso o empreendimento teve a rentabil
28. 29 de Dezembro de 2008 3 IEEE The Institute of Electrical and Electronics Engineers Std 929 2000 IEEE Recommended Practice for Utility Interface of Photovoltaic PV Systems 2000 Dispon vel em lt ieeexplore ieee org gt Acesso em 29 de Dezembro de 2008 108 4 ANEEL Ag ncia Nacional de Energia El trica Resolu o Normativa n 395 2009 Aprova a Revis o 1 dos Procedimentos de Distribui o de Energia El trica no Sistema El trico Nacional PRODIST e d outras provid ncias de 15 de Dezembro de 2009 Dispon vel em lt www aneel gov br gt Acesso em 30 de Dezembro de 2009 5 SHAYANI Rafael Amaral Medi o do rendimento global de um sistema fotovoltaico isolado utilizando m dulos de 32 c lulas Publica o PPGENE DM 265 06 Disserta o Mestrado em Engenharia El trica Departamento de Engenharia El trica Universidade de Bras lia Bras lia 2006 6 IEA PVPS International Energy Agency Photovoltaic Power Systems Programme Trends in photovoltaic applications Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008 Report IEA PVPS T1 18 2009 Dispon vel em lt www iea pvps org gt Acesso em 20 de Janeiro de 2010 7 National Renewable Energy Laboratory NREL Photographic Information eXchange PIX Dispon vel em lt www nrel gov gt Acesso em 15 de Maio de 2010 8 IEA PVPS International Energy Agency Photovoltaic Power Systems Programme Grid connected photovoltaic p
29. 9c865b70b3b3f jlfqevwa gt gt Acesso em 19 de Maio de 2010 s 12h55min MARCONATO M S SANTINI G A Alternativas para a Gera o de Energia Renov vel no Brasil a Op o pela Biomassa Julho 2008 Dispon vel em lt lt www ecodesenvolvimento org br energias alternativas opcao pela Energia Renovavel no Brasil A opcao pela Biomassa pdf gt gt Acessado em 18 de Mar o de 2010 s 15h25min Minist rio da Agricultura Pecu ria e Abastecimento MAPA Plano Nacional de Agroenergia 2006 2011 Dispon vel em lt lt www mapa gov br gt gt Acesso em 19 de Mar o de 2010 s 00h03min MONTEIRO K F G ROCHA E C PALHETA R P O Cultivo do Dend Elaeis guineensis Jacg na Amaz nia Paraense Possibilidades de Gera o de Emprego e Renda para Agricultores Familiares com a Produ o de Biocombust veis Dispon vel em lt lt www cpamn embrapa br agrobioenergia trabalhos 051 PDF gt gt Acesso em 17 de Janeiro de 2010 s 13h00min NOGUEIRA L A H LORA E E 2002 Wood Energy Principles and Applications N cleo de Excel ncia em Gera o Termoel trica Distribu da NEST do Instituto de Engenharia Mec nica IEM Universidade Federal de Itajub UNIFEI dispon vel em lt lt http w ww nest efei br portugues Downloads Files Capitulo 1F pdf gt Acesso em 28 de Junho de 2006 s 00h55min NOGUEIRA L A LORA H Dendroenergia Fundamentos e aplica es 2 ed 2003 PEREI
30. Finalmente algumas CaCs como as que utilizam o H2 como combust vel simplesmente n o t m opera o poluente e se s o utilizadas em substitui o a outra forma poluente de gera o reduzem em 100 a emiss o de gases nocivos ao ambiente 4 Reduzida polui o sonora As CaCs n o possuem pe as m veis embora seus perif ricos possam utilizar compressores e n o realizam explos es por isso s o mais silenciosas que os motores de combust o Essa caracter stica aumenta bastante a possibilidade de gera o de energia el trica em resid ncias tal como j ocorre com a utiliza o dos pain is fotovoltaicos e com a amplia o do uso das CaCs em ve culos automotores deve contribuir muito para a redu o da polui o sonora no tr nsito 5 Alta confiabilidade Uma vez que n o possuem pe as m veis as CaCs sofrem menor desgaste das partes e a necessidade de manuten o diminu da reduzindo custos e aumentando a disponibilidade do equipamento especialmente nas c lulas de baixas temperaturas A caracter stica modular tamb m contribui para aumentar a confiabilidade e a disponibilidade das CaCs Todavia a utiliza o de combust vel com caracter sticas inadequadas pode ser extremamente prejudicial a elas 6 Bom desempenho operativo Essa caracter stica decorre da alta efici ncia da alta confiabilidade e do atendimento adequado ao prop sito de suprir energia el trica a uma carga 7 Montagem em m dulos As Ca
31. O instante em que essa desconex o ocorre definido pela curva de suportabilidade da GD 3 4 5 2 Curva de Suportabilidade da GD frente a Afundamentos de Tens o Diversas normas internacionais definem curvas de suportabilidade de tens o para GD Fig 16 A norma IEEE 929 2000 prescreve o desligamento da GD caso um afundamento superior a 50 ultrapasse 6 ciclos de dura o A norma IEEE 1547 2003 eleva este tempo para 10 ciclos A norma alem para conex o de sistemas de gera o em paralelo com a rede de m dia tens o apresenta uma curva de suportabilidade bem menos severa n o prevendo nenhuma desconex o em at 9 ciclos independente do valor da tens o A rea entre as duas curvas s lidas da figura 16 possibilita a desconex o da GD por m recomenda se que a GD continue conectada 15 98 160 140 H 120 100 4 a IEEE 929 2000 emeona IEEE 1547 2003 Valor da tens o Norma Alem 2008 0 0 5 1 15 2 2 5 Tempo para desconex o da GD s Figura 16 Curva de Suportabilidade de Tens o indicando a Rela o TempoxValor de Tens o para que a GD se Desconecte da Rede caso Dist rbios El tricos sejam Detectados conforme normas IEEE 929 2000 Com a capacidade de manter se operante durante afundamentos de tens o a GD deixa de prejudicar o perfil de tens o do alimentador vindo a contribuir para sua r pida restaura o uma vez finalizado o dist rbio 3 4 6 Ilhamento N o intencional
32. Rio de Janeiro CHESF 2004 SP 119 1 CD ROM THE INDUSTRIAL ENERGY USERS IEU Ohio Basic electricity terms Dispon vel em lt www ieu ohio org information education basic terms html gt Acesso em 2 maio 2007 US Environmental Protection Agency EPA GPP What Is Green Power Glossary of Green Power Terms Dispon vel em lt www epa gov greenpower whatis glossary htm gt Acesso em 2 de Maio de 2007 VALUTECH SOLUTIONS Glossary Dispon vel em lt www valutechsolutions com glossary html gt Acesso em 2 de Maio de 2007 WIKIPEDIA the free encyclopedia Dispon vel em lt www en wikipedia org wiki Distributed generation gt Acesso em 2 de Maio de 2007 WILLIS H Lee SCOTT Walter G Distributed power generation planning and evaluation New York Marcel Dekker 2000 157 CAPITULO V GERA O DE ENERGIA EM COMUNIDADES ISOLADAS CASO DA COMUNIDADE BOA ESPERAN A 158 GERA O DE ENERGIA EM COMUNIDADES ISOLADAS CASO DA COMUNIDADE BOA ESPERAN A Joel Carlos Zukowski Junior RESUMO A energia el trica tem sido considerada um bem fundamental para o progresso No entanto apesar dos programas governamentais para universalizar a disponibilidade deste bem o Brasil ainda tem muitas comunidades isoladas em que n o h disponibilidade de energia el trica ou energia dispon vel por tempo suficiente para que ela seja aplicada em outras atividades al m da produtiva Este isolamento se faz
33. Veneza It lia 18p set 1979 BARROS NETO B de SCARMINIO I S BRUNS R E Planejamento e Otimiza o de Experimentos Campinas UNICAMP 1995 299 p BARROS R E ZULAUF W E CERVONE B CASTRO M D L REIS A F BARILLARI S N 1995 Usina de Processamento de Lixo com recupera ao de Energ a El trica e reaproveitamento de materiais XIII SNPTEE Semin rio Nacional de Produ o e Transmiss o de Energ a El trica Cambori SC BERMAN C MOREIRA J G S NOGUEIRA L A H 1994 Bases para arma Pol tica Energ tica Sustent vel de Longo Prazo Biomassa documento de trabalho IEE USP e EFEI S o Paulo BLICKLEY G J Mass flow Measurement Aided by Coriollis Methods Control Engineering p 53 56 abr 1991 CARPENTIERI A E 1995 Gera o de Energ a El trica em Larga Escala com Biamassa II Encontro para Desenvolvimento da Energia Solar F lica e da Biomassa no Brasil Ministerio de Ci ncia e Tecnologia Minist rio de Minas e Energ a Ministerio de Rela es Exteriores Bras lia junho CARVALHO J G Alternativas para o Uso do G s Natural em Sistemas de Refrigera o por Absor o Revista ABRAVA 1990 CASTRO R C M A CARVALHO JR A V AZEVEDO J B L RIBEIRO J E ABREU R C 1989 Perspectivas de Utiliza o de Biomassa para Gera o de Energ a El trica em diversas Regi es Brasileiras X SNPTEE Semin rio Nacional de Produ o e Transmiss o de Energ a El trica Curitiba COLE
34. a de umidade n vel de agita o do sistema e teor de cidos graxos livres Segundo Knothe et al 2006 a condi o padr o para a transesterifica o met lica tem se definido com os par metros temperatura de 60 C raz o molar lcool leo de 6 1 e tempo de rea o de 1 hora Outros alco is t m exigido temperaturas mais altas no caso do etanol 75 C A maioria dos estudos tem demonstrado resultados n o necessariamente condizentes sendo realizados com vari veis independentes as quais podem ser diferentes ou n o No caso do trabalho de Kucek 2004 usando um excesso consider vel de etanol 1 12 obteve rendimentos de 97 2 a 70 C usando 0 3 de hidr xido de s dio NaOH J com hidr xido de pot ssio KOH foi poss vel reduzir em 40 a forma o de sab es em propor o leo etanol de 1 12 tamb m a 70 C com 1 do catalisador De acordo com Brand o et al 2005 as melhores condi es reacionais para a obten o do biodiesel et lico de baba u s o rela o leo etanol 1 9 45 teor de KOH de 2 0 60 min e a 30 C com um teor de steres de 98 23 acima do estabelecido pela norma europ ia prEN 1403 e rendimento de biodiesel em massa de 80 69 Comparando se estes trabalhos poss vel concluir que o uso de KOH em menores concentra es em torno de 1 e maior excesso de etanol a temperaturas mais baixas menores que 70 C tendem a melhorar o rendimento Observa se ainda pelo trabalho de Faccio 2004
35. ao petr leo e devem possuir as seguintes caracter sticas tecnologia dispon vel no mercado viabilidade econ mica seguran a de fornecimento f cil acesso manuseio e transporte Neste contexto pode se destacar os trabalhos de pesquisa e desenvolvimento que v m sendo aplicados em realidade pr tica atrav s do uso de biocombust veis tendo como seu representante principal o etanol Tais investimentos em pesquisa e desenvolvimento ocorreram nas mesmas propor es em que se tornaram freq entes as preocupa es quanto polui o ambiental causada pelo uso excessivo de hidrocarbonetos f sseis os reflexos econ micos devido ao aumento dos pre os internacionais do petr leo e pelos constantes conflitos ocorridos entre pa ses possuidores das maiores reservas mundiais desta fonte de energia A fus o destes fatores resultou numa intensa corrida para o desenvolvimento produ o e usos dos biocombust veis a n veis mundiais 248 O impacto ambiental decorrente do uso de combust veis f sseis levou os governos de diversos pa ses assim como aconteceu no Brasil a iniciar programas de investimento em pesquisa desenvolvimento e transfer ncia de tecnologias para a substitui o destes combust veis Alguns pa ses testaram o carro el trico o solar a hidrog nio a biocombust vel dentre outros Algumas destas experi ncias se transformaram em realidades e atualmente poss vel observar que cada pa s vem realizando testes buscan
36. apresenta se como unidade importante e as unidades de medi o mais freq entes s o langley dia Ly dia cal cm dia e Wh m dia Normalmente a intensidade m dia di ria medida em W m sendo que 1 Ly dia 11 622 Wh m dia 0 48425 W m Segundo Palz 2002 em condi es atmosf ricas timas c u claro sem nuvem alguma a insola o m xima observada ao meio dia em um local situado ao n vel do mar de 1 kW m Esse valor atinge 1 05 kW m a 1 000 m de altura e nas altas montanhas chega a 1 1 kW m Fora da atmosfera essa intensidade eleva se para 1 366 kW m sendo denominada constante solar Trata se de um valor m dio porque ela varia com a trajet ria da Terra em torno do Sol Al m disso a radia o solar total incidente varia de um local para outro na superf cie terrestre Enquanto uma superf cie horizontal no sul da Europa ocidental recebe a m dia anual de 1 500 kWh m e no norte a m dia anual varia entre 800 kWh m e 4 O langley Ly uma unidade internacional utilizada para medir a radia o solar ou insola o assim denominada em 1947 em homenagem p stuma a Samuel Pierpont Langley 1834 1906 astr nomo f sico e inventor americano Wikipedia 2007 Um langley exatamente igual a uma caloria termoqu mica por cent metro quadrado 1 Ly 1 cal cm No Sistema Internacional de Unidades 1 Ly 41 840 J m Logo 1 kWh m 86 042 Ly e 1 Ly 11 622 Wh m 273 1 2
37. consumi la Essa conex o pode ser feita em CC ou em CA dependendo da necessidade da carga O PCS constitu do por v rios dispositivos em regra acoplados fisicamente e tem como fun es a controlar o acionamento o desligamento e o ponto de opera o do sistema b realizar a prote o do sistema e c controlar a convers o de CC CA REIS 2003 Em algumas aplica es de maior tecnologia o PCS realiza tamb m fun es de medi o supervis o e controle local ou remotamente bem f cil verificar se que o componente mais importante do PCS mostrado na figura 10 o inversor equipamento eletr nico que realiza a convers o CC CA H dois tipos de inversores em utiliza o os comutados pela rede el trica qual est o conectados e os autocomutados Nos primeiros o processo de invers o convers o CC CA controlado pela tens o da rede el trica nos segundos o controle feito por um sinal el trico gerado no pr prio dispositivo Sendo assim os inversores autocomutados s o mais sofisticados pois exigem projeto eletr nico mais complexo e por isso mais caro REIS 2003 Todavia apesar do custo mais elevado eles s o a nica op o no caso de sistemas fotovoltaicos aut nomos Para sistemas fotovoltaicos conectados ao sistema el trico os inversores comutados pela rede s o aplic veis Em fun o da import ncia desses dispositivos os fabricantes buscam desenvolver inversores de maior rendimento par
38. de organismos patog nicos e a maior parte poss vel do seu material org nico para serem devolvidas aos mananciais de gua BETIOL e CAMARGO 2000 Mais recentemente a produ o de energia el trica a partir da biomassa tem sido defendida tamb m como uma importante op o para os pa ses em desenvolvimento WILLIAMS amp LARSON 1992 e mesmo para os pa ses da Comunidade Econ mica Europ ia GRASSI 1993 A quest o ambiental dada pela necessidade de minimiza o das emiss es globais de di xido de carbono o ponto comum de ambas as propostas No caso dos pa ses em desenvolvimento a crise econ mico financeira do setor el trico e a necessidade de empr stimos internacionais para viabilizar a constru o de novas obras s o colocadas como raz es particulares Em condi es favor veis a biomassa pode contribuir de maneira significante para com a produ o de energia el trica Hall 1991 estima que com a recupera o de um ter o dos res duos dispon veis seria poss vel o atendimento de 10 do consumo el trico mundial e que com um programa de plantio de 100 milh es de hectares de culturas especialmente para esta atividade seria poss vel atender 30 do consumo Considerando a ado o de novas tecnologias estima se que as centrais a biomassa nos pr ximos 50 anos poder o apresentar uma capacidade instalada similar a de origem nuclear e hidr ulica MPS 1993 No Estado de S o Paulo 70 at o in cio do s culo
39. e cidos graxos H dois tipos de cat lise a homog nea na qual toda rea o ocorre numa s fase e cat lise heterog nea na qual a rea o ocorre em interfaces entre fases De acordo com Moore 1976 a depend ncia da velocidade da rea o em fun o da concentra o do catalisador uma caracter stica da cat lise homog nea e pode ser expressa pela lei de velocidade lei da a o das massas formulada na d cada de 1860 por Cato M Guldberg 1836 1902 e Peter Waage 1833 1900 Com maior predomin ncia a cat lise b sica homog nea largamente adotada na transesterifica o de leos vegetais principalmente com bases fortes como hidr xido de s dio NaOH e hidr xido de pot ssio KOH devido aos altos n veis de convers o atingidos nesse processo e aos baixos custos dos catalisadores Entretanto sua utiliza o possui duas importantes limita es a primeira devido forma o de sab o pela neutraliza o dos cidos graxos livres presente no leo e a segunda no que se refere s limita es das etapas de purifica o do biodiesel as quais dificultam a reutiliza o do catalisador devido ao car ter de dissolu o das bases i nicas e consequentemente grande contamina o do biodiesel pelas mesmas os ons met licos ficam solubilizados no meio Quando existe quantidade consider vel de gua no meio reacional ocorre forma o de cidos graxos pela hidr lise dos steres presentes que por estarem em meio
40. gt E D o ENTE dia 2 A A r Z ry l gua de almenta o gua gelada I Yo 1 Condensado Gerador 1 7 ste ssa R Separador 4 de gotas 1 W Bomba Figura 03 Esquema da Planta de Cogera o como est Instalada Para a realiza o dos testes foi instalado um sistema de aquisi o de dados via computador Foi utilizado um computador com um sistema de aquisi o de dados da Lynx Tecnologia Atrav s de um software foi feito o monitoramento e o tratamento dos sinais provenientes dos diversos sensores instalados no sistema em estudo a b Figura 04 a Caldeira utilizada na Micro Central Termel trica b Turbo Gerador 57 a b Figura 05 a Geladeira Adaptada b Geladeira sem Modificac es 2 5 MONTAGEM E INSTALA O DO SISTEMA DE COGERA O O sistema de cogera o usando uma pequena central termel trica e sistema de refrigera o por absor o foi instalado no campo experimental do CEULP ULBRA Para abrigar o sistema foi necess rio construir se um galp o de alvenaria O galp o foi projetado e constru do considerando se as necessidades do projeto Com uma rea de 50m Fig 06 abriga todo o sistema e uma sala que funciona como laborat rio para abrigar o computador e sistema de aquisi o de dados Para garantir o fornecimento ininterrupto de gua foi instalado um reservat rio de gua de 3000L Este reservat rio foi instalado em uma plataforma a 4m do solo para garan
41. o ultravioleta e a radia o infravermelha possuem energia que variam entre 1 24 eV limite inferior da banda de energia para a radia o infravermelha e 6 20 eV limite superior da banda de energia para a radia o ultravioleta Sendo assim fundamental a utiliza o na fabrica o de c lulas fotovoltaicas de materiais semicondutores que possuem banda proibida com energia inferior a 1 24 eV pois a maioria dos f tons possui energia superior a isso Para exemplificar seguem os valores de energia associada banda proibida temperatura de 300 K de alguns materiais utilizados na fabrica o de c lulas fotovoltaicas sil cio Si 1 12 eV arseniteto de g lio GaAs 1 42 eV telureto de c dmio CdTe 1 56 eV SEVERINO 2008 Conforme bem observado por Shayani 2006 a obten o de rendimento elevado na absor o da energia solar complexa os materiais com baixo valor de banda de energia como o sil cio absorvem grande quantidade de f tons por m boa parte da energia desses f tons transformada em calor por haver excesso energ tico os materiais com mais alto valor de banda de energia como o telureto de c dmio aproveitam melhor a energia dos f tons absorvidos havendo menos dissipa o t rmica por m absorvem menor quantidade de f tons pois deixam passar aqueles com energia inferior sua banda Outro fator que influencia o desempenho na absor o de f tons pelo semicondutor a tempe
42. o de 0 744 MJ 1 enquanto a gasolina tem 0 325MJ 1 20 Isto quer dizer que o etanol necessita de mais do que o dobro de energia para se vaporizar 22 A energia demandada para que um combust vel possa se vaporizar sendo esta adquirida por meio do calor produzido pelo motor que tamb m aquecer o coletor maior em um motor a etanol 25 O baixo poder calor fico uma das desvantagens do etanol em rela o gasolina pois provoca o aumento do consumo Entretanto devido sua octanagem mais alta permite sua utiliza o em motores com taxa de compress o elevada o que se traduz em aumento de pot ncia 15 Embora com poder calor fico inferior a gasolina e o etanol tem caracter sticas que permitem excelente desempenho aos motores entre as quais citam se a larga faixa de inflamabilidade maior poder antidetonante um elevado calor latente de vaporiza o densidade superior a da gasolina e baixo ponto de fulgor assim como a gasolina 23 9 4 4 Octanagem Octanagem o ndice de resist ncia detona o de combust veis usados em motores no ciclo de Otto O etanol tem maior poder antidetonante do que a gasolina Enquanto a gasolina comum tem em m dia 85 octanas o etanol tem mais de 90 Significa que ele consegue suportar maior compress o sem explodir espontaneamente fazendo com que um motor a etanol possa ter uma taxa de compress o maior do que um motor a gasolina Enquanto as taxas para gasolina variam entre 9 e 10 5 1 par
43. o de tens o atualmente utilizadas sejam conciliadas com a elevada penetra o de GD abrangendo v rias topologias de rede e Criar uma s rie de estudos de caso de refer ncia para que testes em programas computacionais possam ser simulados e comparados e e Considerar a presen a de penetra o elevada de GD com fontes intermitentes de energia e g solar ou e lica em programas de fluxo de carga A complexidade envolvendo o comportamento no tempo e localiza o da GD necessita de muitos estudos adicionais pois um simples valor de gera o e de carga n o suficiente para determinar o impacto da GD na rede de distribui o Para realizar um estudo mais apurado deve se possuir detalhado conhecimento das curvas de carga e de gera o al m de utilizar t cnicas para prever seus 107 comportamentos em bases di rias diferenciando dias teis de finais de semana e feriados e sazonais Na maioria dos casos planejadores de redes de distribui o dever o executar estudos simulando o comportamento de hora em hora para um ano inteiro a fim de avaliar o real impacto da GD 3 6 CONSIDERA ES FINAIS A gera o distribu da a partir de fontes renov veis de energia representa uma op o atraente para garantir a oferta de energia el trica e o crescimento sustent vel da sociedade moderna As vantagens t cnicas e econ micas s o tantas que n o um exagero considerar a presen a dessas fontes permeando todo o sistema de dis
44. o do homem no campo constituem uma alternativa vi vel e rent vel para a recupera o de reas alteradas uma cultura extremamente vers til sendo dela aproveitado os leos da semente leo de palma e do mesocarpo leo de palmiste os cachos os res duos do processo de extra o de leo glicerina a torta utilizada como ra o animal No processamento dos frutos de dend s o produzidos res duos s lidos que podem gerar energia t rmica ou el trica para a pr pria unidade industrial ou para uso nas comunidades rurais MONTEIRO et al 2009 6 5 1 4 Girassol O girassol Hilianthus annuus L uma planta anual de origem peruana conforme apontado pela maioria dos autores embora alguns o consideram nativo da regi o compreendida entre o norte do M xico e o Estado de Nebraska nos Estados Unidos Embora o girassol esteja entre as principais oleaginosas produtoras de leo vegetal comest vel do mundo sua produ o atual no Brasil inexpressiva 71 toneladas em 2002 Recentemente a cultura foi re introduzida nos Cerrados No ano de 2003 o girassol foi cultivado como safrinha em cerca de 60 mil hectares concentrados em Mato Grosso Mato Grosso do Sul e Goi s PERES 2006 6 5 1 5 Baba u O baba u uma palmeira de tronco simples robusto imponente com at 20m de altura produz cachos que comportam at 400 frutos ou cocos pesando cerca de 120g quando seco encontrado nos Estados do Maranh o Piau
45. o fator de carga ser pior que sem a exist ncia da GD e o operador do sistema de transmiss o distribui o cobrir os custos do sobredimensionamento dos sistemas com o aumento das tarifas 150 Nesse ponto capacidade distribu da inclui todos os aspectos da GD e dos recursos distribu dos adicionados reserva de capacidade ou seja reserva de geradores ou gerenciamento de carga para minimizar as exig ncias de sobredimensionamento do sistema de transmiss o distribui o 4 3 3 Servi o de Eletricidade Distribu do Essa express o aponta para uma futura arquitetura de rede e de servi o de eletricidade com base em GD recursos distribu dos e capacidade distribu da ACKERMANN ANDERSSON e S DER 2001a ACKERMANN 2004 O conceito de servi o de eletricidade distribu do foi desenvolvido nos EUA onde bastante utilizado e n o ser discutido aqui porque ele n o se encontra no escopo deste trabalho 4 4 ASPECTOS DA REDE DE DISTRIBUI O As defini es anteriores de GD de recursos distribu dos e de capacidade distribu da n o incluem discuss o acerca de determinados aspectos das redes de transmiss o e de distribui o e de conex o a elas que s o muito importantes do ponto de vista t cnico pois h significativas diferen as entre os projetos de redes de transmiss o e os de redes de distribui o Em primeiro lugar o prop sito das redes de distribui o diferente daquele das redes de transmiss o
46. o seria instalada uma usina geradora convencional contribuindo para aumentar a distribui o geogr fica da gera o de energia el trica em determinada regi o Adicionalmente uma fonte de energia el trica considerada caso particular de GD quando ela 1 Est conectada diretamente rede de distribui o 2 Est conectada do lado de um consumidor conectado a algum ponto do sistema el trico 3 Supre cargas el tricas de uma instala o eletricamente isolada ou 4 Est conectado diretamente rede de transmiss o desde que neste caso ela n o possa ser considerada caso pertencente gera o centralizada 1 3 2 2 Localiza o da GD Em sistemas el tricos interligados as usinas da gera o centralizada GC produzem grandes quantidades de energia que s o injetadas no sistema de transmiss o Fig 01 As distribuidoras D recebem a energia das linhas de transmiss o e a direcionam para os consumidores Nota se que para a distribuidora n o importa qual foi usina que gerou a energia que ela entrega aos consumidores visto que o sistema todo interligado e a conex o com o sistema de transmiss o ocorre de forma geral a partir de um nico ponto 80 TRANSMISS O dd T D o U SEEE Figura 01 Esquema Simplificado de um Sistema El trico Interligado As fontes renov veis de energia normalmente n o se encontram concentradas em determinados locais como ocorre com quedas d gua ou jazidas de carv
47. o total Carv o 6 266 38 8 7 349 40 3 G s 3 065 19 0 3 592 19 7 Hidr ulica 2 677 16 6 2 918 16 0 Nuclear 2 661 16 5 2 712 15 2 Petr leo 1 161 72 1 203 6 6 Outras 303 1 9 401 2 2 Totais 16 133 100 0 18 235 100 0 Fonte SHAYANI 2006 modificada a Outras incluem geot rmica solar c lica combust veis renov veis e res duos Verifica se que em 2002 81 5 da energia el trica produzida no mundo adv m da utiliza o de recursos f sseis carv o g s e petr leo e nucleares em 2005 esse n mero subiu para 81 89 Essa constata o coerente com a informa o tamb m prestada pela International 275 Energy Agency IEA de que no per odo de 1973 a 2005 houve aumento percentual na participa o de combust veis f sseis para a gera o total de energia el trica no mundo Essa tend ncia que antag nica s reconhecidas necessidades do planeta na redu o da polui o ambiental e principalmente do efeito estufa pode ao menos em parte ser explicada pelo per odo de crescimento pelo qual passa a economia global com grande crescimento de muitos pa ses emergentes O caso brasileiro bem mais favor vel sob esse ponto de vista do que a m dia mundial devido exist ncia de grande parque gerador hidrel trico que utiliza uma fonte prim ria renov vel de energia A Tabela 02 SEVERINO 2008 mostra a distribui o das fontes energ ticas utilizadas em 2002 2005 e 2006 para a ger
48. que isot rmico n o sofre portanto as limita es de efici ncia de uma m quina de Carnot m quina t rmica que opera entre dois reservat rios de temperaturas determinadas e diferentes possui efici ncia da ordem de 55 para a mistura hidrog nio ar Verifica se ent o que todo o processo de gera o el trica descrito envolve duas rea es uma de oxida o e outra de redu o Logo o processo completo composto pelo que a literatura especializada da rea denomina rea o global e as rea es que o comp em s o meias rea es a meia rea o de oxida o e a meia rea o de redu o Geralmente a rea o global de uma c lula unit ria a forma o de gua a partir de hidrog nio e oxig nio Dessa forma por exemplo em uma c lula do tipo cida aquela com eletr lito cido cujo combust vel o hidrog nio a rea o global a representada a seguir H2 O H O 10 4 Essa rea o global o resultado da combina o da meia rea o de oxida o que ocorre no anodo representada na equa o 9 5 e da meia rea o de redu o que ocorre no catodo representada na equa o 9 6 Nessas equa es est o destacados em negrito os portadores de carga H 2H 2e 10 5 20 2H 2e HO 10 6 304 Nos tipos de CaC em que h fluxo de ons positivos atrav s do eletr lito forma se gua no catodo j nos tipos de CaC em que h fluxo de ons negativos at
49. vel poderoso o poder calor fico do hidrog nio de cerca de 120 MJ kg 28 700 kcal kg enquanto o da gasolina de cerca de 43 5 MJ kg e o do metanol de 20 1 MJ kg O hidrog nio tem o potencial para ser o combust vel menos poluidor Entre os v rios transportadores de energia que podem ser derivados de fontes renov veis somente o hidrog nio e a eletricidade poderiam eliminar completamente as emiss es prejudiciais no ponto de uso algumas outras op es como o metanol derivado da biomassa e utilizado em CaCs poderiam aproximar se dessa meta Se o hidrog nio for produzido por meio de recursos renov veis n o h gera o de gases estufa ou outros poluentes na produ o e no uso da energia 48 Aldab 2004 Severino 2008 e Reis 2003 320 poss vel produzir hidrog nio eficientemente a partir de v rias fontes renov veis dispon veis usando se m todos como por exemplo a eletr lise da gua em que a energia el trica requerida para o processo pode ser fornecida por meio de gera o e lica hidrel trica solar fotovoltaica gaseifica o da biomassa entre outras A diversidade de fontes prim rias poder atribuir ao hidrog nio o papel de transportador universal de energia Cabe ressaltar que a maneira mais tradicional de se produzir hidrog nio puro ou com grau de pureza elevado pela eletr lise da gua mediante a utiliza o de uma fonte externa de energia em processo que se d de modo exata
50. 4 Tabela 04 Biog s Necess rio para Manuten o de Alguns Equipamentos EQUIPAMENTOS BIOG S Para a cozinha 2 10 m Para ilumina o 0 63 m Para geladeira 2 20 m Para banho quente 4 00 m Total de biog s necess rio 8 93 m por dia Fonte Turdera amp Danilo 2006 Considerando a situa o hipot tica realizada com uma propriedade rural que det m um quantitativo pequeno de animais foi poss vel obter de 11 34 m biog s dia isto al m de suprir toda a necessidade energ tica para os setores descritos acima geraria um excedente de 41 2 41 m biog s dia que poderia por exemplo ser utilizado para abastecimento de implementos utilizado no sistema produtivo Como subproduto do processo de gera o de biog s tem se o biofertilizante Segundo Afonso 2006 o biofertilizante gerado no processo possui entre 90 a 95 de gua isto 5 a 10 de fra o seca do l quido Nessa base seca o teor de nitrog nio dependendo do material que lhe deu origem fica entre 1 5 a 4 de nitrog nio N 1 a 5 de f sforo P e 0 5 a 3 de pot ssio K Estes tr s macronutrientes s o essenciais para o desenvolvimento de culturas agr colas principalmente as hort culas podendo ser empregados nas hortas comunit rias aumentando a produ o agr cola garantindo mais renda ao produtor rural A utiliza o de biodigestores contribui para integra o e sustentabilidade das atividades agropecu rias
51. 87 dos ve culos comercializados em 2009 10 amp a D q T E D 1 ka Flex fuel Gasolina Gr fico 02 Vendas de Ve culo no Brasil 2009 Fonte 10 Devido a uma cadeia energ tica de biocombust veis bem estruturada o Brasil oferta o etanol no mercado interno com pre os constantemente vantajosos em rela o gasolina Assim a cada dia cresce o n mero de brasileiros que tem que lidar diariamente com a d vida etanol ou gasolina 232 Anualmente a ind stria automobil stica brasileira produz para o mercado interno cerca de 1 5 milh o de ve culos leves com motores de combust o interna assim como ocorre em outros pa ses por m est o adaptados para queimar etanol puro ou com gasolina misturada com 20 a 25 de etanol 1 Nove fabricantes est o oferecendo mais de 60 modelos de ve culos flex no mercado brasileiro com pre o equivalente aos dos ve culos similares convencionais 1 A tabela 02 apresenta um comparativo da produ o brasileira de autom veis entre os anos 2008 2009 e 2010 Tabela 02 Produ o de Autom veis por Combust vel em Unidades entre os anos 2008 2010 AUTOM VEIS 2008 Gasolina 534 949 21 01 322 868 12 52 126 665 Etanol x x x x Flex fuel 1 984 941 77 97 2 244 166 87 05 524 478 80 16 Diesel 25 839 1 01 10 705 0 42 3 159 0 42 Fonte 10 Obs N o houve Produ o Entre os anos 2008 e 2009 o percentual
52. 92 3 4 2 1 Efeito da Imped ncia do Alimentador no Aumento de Tens o 92 3 4 2 2 Fatores que Influenciam o Aumento de Tens o iiiii ee 95 3 4 3 Carregamento de Alimentadores e Transformadores siiiii 95 3 4 4 Contribui o para a Corrente de Curto circuito ssi ii 97 3 4 5 Comportamento da GD perante Dist rbios na Rede de Distribui o 97 3 4 5 1 Efeito da Desconex o da GD no Perfil de Tens o do Alimentador 97 3 4 5 2 Curva de Suportabilidade da GD frente a Afundamentos de Tens o 98 3 4 6 Ilhamento N o intenci nal ses asia sa sala GT GS q pa ai 99 3 3 Limite de Penetra o para GD nana na Ra dans dA 100 3 5 1 Defini o de Penetra o da GD cssepeasnasase falares pao ndcade capas ndia paga ds basica Mp snado 100 3 5 2 Percep es Sobre o Limite de Penetra o da GD i 101 3 5 3 Recomenda es Gerais sesispuas sis Da aa isa dias dessase seis 103 3 5 4 Aumento da Penetra o da GD asus arsnsaeas fas iastian sas jaeamss serras ga ra iggada 103 3 5 4 1 Controle Centralizado da GD e de Regulares de Tens o 104 3 5 4 2 Op es para Aumentar a Penetra o da GD 105 3 5 5 Benef cios Adicionais da Penetra o Elevada de GD t 106 3 5 6 Pesquisas ACICIONAIS asia asian s DEE dE Is a a SA Ea ORI EU gas 107 3 6 CONSIDERA E
53. AVp Ea V2 a Barra de Jii P V 1L O0 ii Q 0 Alimentador puramente indutivo GD injetando V apenas P E eo AVo E gt h b Figura 13 Varia o da Tens o para Alimentador Puramente Indutivo com a Pot ncia Ativa Absorvida e b Pot ncia Ativa Injetada no Sistema Barra de refer ncia gt P 0 V 1L0 i 0 Alimentador puramente resistivo Carga consumindo V apenas Q AV Vi I2 a Barra de refer ncia i P 0 V 1L 0 i Q Alimentador puramente resistivo luf Vi Tm avo V2 b Figura 14 Varia o da Tens o para Alimentador Puramente Resistivo com a Pot ncia Reativa Indutiva Absorvida e b Pot ncia Reativa Indutiva Injetada no Sistema GD injetando apenas Q 94 Os alimentadores apresentam caracter sticas tanto resistivas quanto indutivas Como a maioria dos conversores opera com fator de pot ncia unit rio o aumento de tens o mais acentuado nos alimentadores com maior resist ncia como os utilizados nos circuitos de baixa tens o Esses circuitos entretanto n o costumam ser modelados nos programas de fluxo de carga devido complexidade existente para realizar um levantamento de campo e identific los fisicamente Assim simula es considerando apenas os alimentadores de tens o prim ria de distribui o 13 8 kV podem n o fornecer resultados precisos sobre o aumento de tens o na unidade consumidora dotada de GD 3 4 2 2 Fatores que
54. Bras lia 2009 Dispon vel em lt http www2 cjf jus br 0 s2 index php cej article view Article 1106 gt Acesso em 03 de Abril de 2010 4 Communication Division The state of food and agriculture Rome 2008 138 p ISSN 0081 4539 Dispon vel em lt ftp ftp fao org docrep fao 01 10100e 10100e pdf gt Acesso em 02 de Abril de 2010 5 IEA 2007 World Energy Outlook Paris Dispon vel em lt ftp ftp fao org docrep fao 011 10100e 10100e pdf gt Acesso em 09 de Maio de 2010 6 F nseca M Paix o M 2009 Aspectos Econ micos da Produ o Brasileira de Etanol e Sustentabilidade Revista de Economia Mackenzie Volume 7 N 2 p 31 49 7 Lima P 2004 O Biodiesel e a Inclus o Social 33 p C mara dos Deputados Consultoria Legislativa Bras lia DF 2004 Dispon vel em lt http apache camara gov br portal arquivos Camara internet publicacoes estnottec pdf 2004 676 Estudo pdf gt Acesso em 03 de Abril de 2010 8 Ambrozim A Kuri A 2009 Corros o met lica associada ao uso de combust veis minerais e biocombust veis 7 p Quim Nova Vol XY No 00 1 7 S o Paulo 2009 9 FETEC Banc rios 2008 Com o tempo o mundo vai se curvar aos biocombust veis afirma Lula Dispon vel em lt http www fetecsp org br index php option com content amp task view amp id 40669 amp Itemid 181 gt Acesso em 05 de Abril de 2010 10 ANFAVEA Associa o Nacional do
55. CAPITULO IX onte sssri neii es ssr aSa a pda saas 246 ESTUDO SOBRE AS VANTAGENS E DESVANTAGENS DO USO DA GASOLINA ETANOL E A MISTURA DOS DOIS COMBUSTIVEIS EM MOTORES FLEX IAB D sea ada AOE EE TEE 247 O FINTRODUC A O nesaad 247 9 2 BIOCOMBUST VEIS E A IND STRIA AUTOMOBIL STICA BRASILEIRA 251 9 3 MATERIAIS E METODOS e ss ii na PE Gp SU 254 94 RESULTADOS E DISCUSS O cus cussissaiaiasondasigreaisaataadaFidIsUldeia ias tassiraistadeado 254 9 4 1 Motor de Combust o Interna n nnnenseeeoeeeonnsssssssteeesssssssserereosssssseeereesssssss 254 9 4 2 Rendimento Etanol versus Gasolina ce eesereeeesereeerenrereeanaaeea 256 9 4 3 Poder Calor fico A n A a E a A E E a eaa 258 DA Ottana EM ss CRE RR ADA ES E E 258 9 4 5 Calor de Vaporiza o usa essiasansaradesenitastanaiade sadia sean de catia ss esa da aaa 258 9 4 6 Propor o Estequiom trica casa aama ca eniss oa un alada ndna sua ad ade CSS pda 259 9 4 T Ponto de PU COR rsen inaa ns a nd ess E A GS ERO pa 259 9 5 C LCULO DE RENDIMENTO ETANOL VERSUS GASOLINA 260 9 5 1 Vantagens e Desvantagens da Utiliza o de cada Combust vel 260 9 6 CONSIDERA ES FINAIS taaeeeererererereeeeeeeeaaaaereeeeeees 261 CAP TULO Da 265 11 FONTES E TECNOLOGIAS DE GERA O DISTRIBU DA PARA ATENDIMENTO A COMUNIDADES ISOLADAS cccccccseerseesrrrrrrersrrerereano 266 LO MINERODU O tensas db ecrseiaga di ca
56. Cear Bahia Goi s Mato Grosso Mato Grosso do Sul Minas Geras e Tocantins O leo de baba u devido s suas caracter sticas poder ser utilizado ap s refina o na confec o de comidas chocolates biscoitos bolos margarinas e manteigas vegetais manufatura de sabonetes e sab es em mistura com outras gorduras na produ o de estearina manufatura de cidos graxos como cido l urico A torta resultante da prensagem 207 do baba u pode ser mo da e servir para ra o Entre as palmeiras o baba u um bom produtor de leo e recentemente tem sido alvo de pesquisas para a fabrica o de biocombust veis como o biodiesel e o bioquerosene No que tange produ o de leo combust vel o leo de baba u possui caracter sticas excelentes para produ o de biodiesel devido sua composi o ser predominantemente l urica A composi o para cidos graxos 6 0 de cido capr lico 5 0 de cido c prico 44 0 de acido l urico 17 0 de cido mir stico 8 0 de cido palm tico 4 5 de cido este rico 14 0 de cido ol ico e 2 0 de cido linol ico BELTR O 2007 Apesar de tantas e t o variadas utilidades por sua ocorr ncia n o controlada do ponto de vista econ mico e agr cola o baba u continua a ser tratado como um recurso marginal permanecendo apenas como parte integrante dos sistemas tradicionais e de subsist ncia PORTAL DO BIODIESEL 2009 6 5 1 6 Maca ba A maca ba A
57. DE ENERGIA Coal Industry Advisory Board CIAB Dispon vel em lt http www iea coal org uk gt gt Acesso em 10 de Mar o de 2002 s 08h15min ANEEL Ag ncia Nacional de Energia El trica Atlas de energia el trica do Brasil In Biomassa 3 ed Bras lia DF editora da Aneel 2008 Cap 04 p 63 74 AZEVEDO M A D AVIGNON A ARA JO M A V GODOY S C MICROALGAS Fonte de energia para o Brasil Dispon vel em lt lt http w ww facabiodiesel com br biodiesel ultrasom htm gt gt Acesso em 19 de Maio de 2010 s 13h30min BELTR O N E M OLIVEIRA M I P Oleaginosas Potenciais do Nordeste para a Produ o de Biodiesel Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecu ria Centro Nacional de Pesquisa de Algod o Campina Grande PB 2007 Dispon vel em lt lt http w ww infoteca cnptia embrapa br bitstream CNPA 21063 1 DOC177 pdf gt gt Acesso em 31 de Mar o de 2010 s 21h30min BEN Balan o Energ tico Nacional 2009 Ano base 2008 Resultados Preliminares Rio de Janeiro EPE 2009 BENEMANN J R Overview Algae Oil to Biofuels National Renewable Energy Laboratory Air Force Office of Scientific Research Workshop on Algal Oil for Jet Fuel Production February 2008 BHERING L Maca ba Mat ria prima Nativa com Potencial para a Produ o de Biodiesel Embrapa Agroenergia Bras lia DF Dispon vel em lt lt http www cnpae embrapa br artigos de divulgacao macauba materia prima nativa com
58. Devido a estas propriedades os fosfat deos podem dificultar a separa o do biodiesel e da glicerina MORETO e FETT 1998 a va o o Va Figura 04 Estrutura do Fosfatil Etanolamina Fonte VIS O BIOQU MCA 2009 A tabela 02 mostra as principais composi es em termos de cidos graxos que podem estar presentes na estrutura dos triacilglicer is Contudo preciso considerar que esta composi o qu mica vari vel podendo mudar em fun o do per odo de colheita aduba o clima poca de plantio e tratos culturais Observa se por esta tabela que a maior parte do leo de pinh o manso constitu do de steres os quais possuem alguma insatura o sendo os is meros cis oleato e trans oleato predominantes representando 40 3 cada um com 18 carbonos e 1 dupla liga o 18 1 e linoleato com 18 carbonos e 2 duplas liga es 18 2 representando 37 Dessa forma este se assemelha ao leo de amendoim quanto ao teor de oleatos cis e trans Tamb m se assemelha ao leo de soja quanto ao teor de palmitato estearato oleatos e linoelatos Devido aos baixos teores de glicer deos saturados o ndice de saponifica o do leo de Jatropha curcas L possui valores pr ximos a todos os leos da tabela 02 com exce o apenas do leo de coco e de baba u Como afirma Moretto e Fett 1998 a maioria dos cidos graxos saturados com mais de 12 carbonos apresenta maiores pontos de fus o em rela o aos cidos graxos
59. Diferentes tipos de desenhos para esses canais est o associados aos v rios tipos de aplica es As placas abastecem de combust vel o anodo e de oxidante o catodo de duas c lulas unit rias adjacentes retiram os gases reagidos e a gua formada coletam e transmitem a corrente el trica de uma c lula unit ria para outra cont gua para que a energia de todas as c lulas unit rias flua para a carga externa por meio de conex o el trica adequada As placas s o geralmente feitas de grafite ou de metais O grafite o material preferido devido s suas caracter sticas de excelente condutividade el trica baixa taxa de contamina o sofrida e relativo baixo custo Todavia ele quebradi o e poroso Na figura 14 a MEA o conjunto membrana eletrodo constitu da na realidade por um eletr lito entre dois eletrodos de carbono poroso com catalisador integrado entre cada um dos eletrodos e a respectiva face do eletr lito Desse modo cada MEA uma c lula unit ria mencionada anteriormente com tr s dessas c lulas unit rias formou se o arranjo mostrado Quando se deseja aumentar a pot ncia dispon vel esses arranjos de c lulas unit rias podem ser conectados em paralelo formando o que se denominam m dulos que por sua vez ainda podem ser agrupados em paralelo para formarem uma CaC completa com pot ncia e tens o nominais desejadas 306 Al m dos componentes j mencionados utilizam se sensores e componentes eletr nic
60. GD que tem como um de seus principais focos o fornecimento de energia el trica a quem ainda n o tem acesso a ela No Brasil que tem relevante parcela de sua popula o ainda sem suprimento de energia el trica a discuss o acerca desse tema imprescind vel A necessidade de se minimizarem os custos de gera o conduz explora o de fontes que utilizem recursos naturais renov veis abundantes e gratuitos como o caso em muitas regi es do Brasil da radia o solar e da gua Reconhecendo isso este cap tulo apresenta e discute as tecnologias de gera o de energia el trica para atendimento a essas comunidades que envolvem gera o fotovoltaica e gera o por meio de c lula a combust vel usu rias da radia o solar e do g s hidrog nio obtido por meio da hidr lise da gua Palavras chave Gera o distribu da Comunidades Isoladas Gera o Fotovoltaica C lula a Combust vel Hidrog nio 10 1 INTRODU O Segundo Severino 2008 a gera o distribu da GD n o est associada a nenhuma fonte prim ria de energia espec fica renov vel ou n o renov vel tradicional ou n o tradicional nem a alguma tecnologia espec fica de convers o de energia da forma n o el trica para a forma el trica Sendo assim a GD pode ocorrer em princ pio a partir de qualquer tipo de fonte prim ria de energia que ser utilizada em um processo de gera o de energia el trica que empregue qualquer tecnologia No caso de
61. PROBIO 2002 A Boa Esperan a e Regi o compreendem 20 localidades O Munic pio de Mateiros est localizado a leste do Parque Estadual do Jalap o abrangido pela zona de entorno da unidade Nesta zona est a sede do Munic pio e a regi o de Boa Esperan a Esta localidade tem uma popula o de 246 pessoas em 54 resid ncias todos s o produtores rurais e artes os PROBIO 2002 Por se tratar de uma localidade junto ao Parque do Jalap o o potencial tur stico muito grande Dentre os v rios problemas e necessidades desta localidade destacam se a falta de energia el trica A disponibilidade deste bem poder alavancar o desenvolvimento local atrav s do aumento da visita o por turistas da produ o da implanta o de micro agroind strias dentre outros Neste caso apresenta se uma pequena central de gera o de energia el trica utilizando o sistema solar fotovoltaico associado com geradores e licos com a finalidade principal de promover o desenvolvimento de pequenas localidades agr colas A principal motiva o foi evitar o xodo rural a pobreza e melhorar a qualidade de vida dos moradores da regi o em quest o Faz lo sem tecnologia praticamente imposs vel No entanto a maior parte das tecnologias dispon veis depende da oferta de energia el trica Em localidades com potencial tur stico como esta implantar um sistema sustent vel de gera o de energia el trica fundamental para alavancar o crescime
62. Paulo SP ISBN 978 85 86923 18 0 244 2009 d Estudo da Proje o da Matriz Energ tica do Cear 2030 IEE USP Instituto de Eletrot cnica e Energia da Universidade de S o Paulo SP ISBN 978 85 86923 20 3 2009 e Estudo de Cen rios Energ ticos para o Estado do Maranh o IEE USP Instituto de Eletrot cnica e Energia da Universidade de S o Paulo SP ISBN 978 85 86923 17 3 Kamimura A Guerra S M e Sauer I L On the substitution of energy sources prospective of the natural gas market share in the Brazilian urban transportation and dwelling sectors Energy Policy 34 2006 3583 3590 Kamimura A e Alman a R 2007 Balan o Energ tico do Estado de S o Paulo 2007 ano base 2006 Secretaria de Saneamento e Energia S rie Informa es energ ticas 002 SP 216 p Kamimura A e Sauer I L The effect of flex fuel vehicles in the Brazilian light road transportation Energy Policy 36 pp 1574 1576 2008 Mata H T C e Souza A L Estimativa do consumo residencial de lenha num distrito do Estado de Minas Gerais Brasil revista Arvore Vi osa MG v 24 n 1 pp 63 71 2000 PNAD 2006 Pesquisa Nacional por Amostragem de domic lios IBGE Dispon vel em www ibge gov br POF 2002 Pesquisa de Or amento Familiar IBGE Dispon vel em www ibge gov br POF 2008 Pesquisa de Or amento Familiar IBGE Dispon vel em www i
63. SOARES T S et al Uso da Biomassa florestal na Gera o de Energia Rev Cient fica Eletr nica de Engenharia Florestal Ano IV n 08 p 01 09 2006 SUAREZ P A Z SANTOS A L F RODRIGUES J P ALVES M B Biocombust veis a partir de leos e gorduras desafios tecnol gicos para viabiliz los Instituto de Qu mica Universidade de Bras lia CP 4478 70910 970 Bras lia DF Brasil Qu mica Nova vol 32 n 3 S o Paulo 2009 VERINGA H J 2000 Advanced Techniques for Generation of Energy from Biomass and Waste Energy research Centre of the Netherlands ECN Dispon vel em lt lt http w ww ecn nl fleadmin ecn units bio Overig pdf Biomassa voordelen pdf gt gt Acesso em 03 de Julho de 2006 s 07h10min ZAGONEL G F RAMOS L P Produ o de Biocombust vel Alternativo ao leo Diesel atrav s da Transesterifica o de leos Vegetais Revista de Qu mica Industrial v 717 2001 213 CAP TULO VII BASES TECNOL GICAS DA OBTEN O DE BIODIESEL 214 BASES TECNOL GICAS DA OBTEN O DE BIODIESEL Marco Ant nio Baleeiro Alves Juan Carlos Vald s Serra O ignorante afirma o s bio duvida o sensato reflete Arist teles RESUMO Este trabalho teve como objetivo mostrar a configura o da produ o atual de biodiesel de maneira global verificando as bases para aplica es tecnol gicas industriais Descreve os par metros de processos utilizados na produ o de biodie
64. Valor original e varia o de 20 no valor normativo 2 Valor original e acr scimo de 20 nos investimentos 3 Valor original e custo zero do briquete Como j se sabe que para o valor de mercado do briquete ao pre o normativo do kWh a implanta o de sistemas desta capacidade invi vel economicamente adotou se as situa es indicadas na tabela 04 A probabilidade do valor e investimento inicial apresentarem queda muito menor que apresentar crescimento portanto adotou se somente este caso Os indicadores econ micos calculados nesta an lise foram o VPL a TIR e o PayBack Analisando se a tabela 4 pode se verificar que somente foram vi veis os casos onde o custo do briquete foi nulo mantendo se o investimento inicial ou aumentando se em 20 com valores normativos originais ou com crescimento de 20 A figura 10 mostra a compara o do valor do VPL em cada caso Os casos 4 5 10 e 11 mostraram se vi veis economicamente conforme discutido e o valor do VPL foi relativamente pequeno em todos os casos A figura 11 mostra a evolu o da TIR em cada caso Os valores onde aparece nulo a TIR foi inexistentes Pode se verificar que dentre os casos que se apresentaram vi veis o mais interessante foi o caso 5 com uma TIR de 31 3 Tabela 04 Par metros para An lise de Sensibilidade e Resultados Caso Investimento Briquetes Valor VPL TIR Dai normativo anos 1 Original Original Original
65. a fabrica o de biodiesel uma vez que esse tipo de reaproveitamento n o s retiraria do meio ambiente um poluente mas tamb m permitiria a gera o de uma fonte alternativa de energia Entretanto estes leos s o submetidos a temperaturas da ordem de 180 a 200 C o que acarreta a sua degrada o t rmica por duas vias principais a rancidez hidrol tica em que a rea o do grupo funcional ster com gua gera cidos graxos e a rancindez oxidativa na qual as liga es duplas reagem com o oxig nio do ar formando mon meros c clicos e n o c clicos hidrocarbonetos poliarom ticos alde dos cetonas cidos carbox licos e outros compostos de alta massa molecular os quais podem ser cancer genos irritantes gastrointestinas e destruidores de vitaminas Contudo estes compostos indesej veis n o inviabilizam a utiliza o dos leos de fritura para a produ o de biodiesel quando os par metros f sico qu micos tais como teor de acidez ndice de per xidos e ndice de saponifica o s o devidamente monitorados e corrigidos atrav s de procedimentos de filtra o simples e pr transesterifica o usando bicarbonato de s dio e metanol ou pela via cida usando cido clor drico e metanol com o objetivo de reduzir a acidez e torn lo apto para a produ o de steres alqu licos de boa qualidade 222 Tabela 02 ndice de Iodo ndice de Saponifica o e Composi o em cidos Graxos de Alguns leos Vegetais
66. a m quina de solda houve necessidade de aumentar a vaz o de vapor O que se esperava pois este equipamento consome muita energia Considerou se que o sistema funcionou dentro do esperado e que a tecnologia vi vel e prop cia Figura 09 Painel de L mpadas para Teste de Carga 2 7 AVALIA O DE VIABILIDADE ECON MICA DO SISTEMA DE COGERA O Um investimento em equipamentos produtivos por exemplo pressup e a inser o no processo produtivo da empresa de novas tecnologias que permitam a obten o de um melhor desempenho tanto dos produtos como do processo de fabrica o Para tal exige que se fa am estudos rigorosos no sentido de otimizar os esfor os de investimentos por fase de modo a permitirem tomadas de decis o acertadas para o futuro da empresa BOM et al 1992 O ciclo de desenvolvimento de um projeto de investimento composto por tr s grandes fases fase de pr investimento fase de investimento e a fase de explora o Cada uma destas tr s fases principais pode subdividir se em v rias etapas algumas delas constituindo importantes atividades empresariais 61 1 Fase Pr Investimento e Identifica o e sele o de id ias ou esquemas com interesse estudos de oportunidades e Prepara o do anteprojeto com estudos de mercado estudos t cnicos e uma primeira aproxima o dos custos de funcionamento e investimento e acima de tudo realiza o de estudo do contexto aos n veis jur
67. adquirida no pr prio im vel As dimens es ideais da 30 instala o s o de 2 metros de largura x 3 metros de comprimento x 2 metros de altura Fig 04 Cobertura com sombrite 50 2m de largura fm de largura Figura 04 Dimens es da Estrutura para Acondicionamento das Bandejas Fonte Elabora o Pr pria A irriga o das mudas nas bandejas foi feita utilizando regadores Para a irriga o dos canteiros utilizou se uma tecnologia apropriada na qual se substitui os microaspersores por hastes de cotonetes presos a mangueira de polietileno Os materiais necess rios implanta o do sistema s o mangueira polietileno 3 4 registro 3 4 joelho 3 4 caixa de cotonetes 150 unidades Te cola redutor de 1 para 3 4 cano 3 4 e bra adeira 3 4 RURALTINS 2010 A quantidade de material a ser adquirido vai depender do tamanho do projeto As mangueiras funcionam como linhas principais e de deriva o permitindo que todos os canteiros e covas sejam alcan ados enquanto a haste de cotonete funciona como microaspersor As mangueiras foram perfuradas utilizando prego aquecido sendo que no local da perfura o fixada uma haste do cotonete A outra extremidade da haste foi vedada utilizando fogo e logo abaixo da veda o realizou se um pequeno corte transversal de onde sai o jato d gua assim o cotonete se transforma num microaspersor Fig 05 Figura 05 Esquema de mic
68. aperfei oadas e mais eficientes de combust o direta de biomassa tais como fog es e fornos c Tecnologias modernas de uso da biomassa ou biomassa moderna tecnologias avan adas de convers o de biomassa em eletricidade e o uso de biocombust veis 185 Atualmente h prefer ncia pela biomassa aperfei oada e moderna pois apresenta uma melhor efici ncia visto que sua convers o proveniente de tecnologias apropriadas para cada tipo de produto tais como energia el trica gera o de calor e produ o de biocombust veis 6 2 1 Disponibilidade e Consumo da Biomassa e Aproveitamento dos seus Res duos para Produ o de Biocombust veis Embora grande parte da biomassa seja de dif cil contabiliza o devido ao uso n o comercial estima se que atualmente ela possa representar at cerca de 14 de todo o consumo mundial de energia prim ria ANEEL 2008 Em alguns pa ses em desenvolvimento essa parcela pode aumentar para 34 chegando a 60 na frica como pode ser observado na tabela 01 Tabela 01 Consumo da Biomassa em MtEP Pa s ou Regi o Biomassa 1 Outros Total 2 1 2 Mundial 930 5 713 6 643 14 China 206 649 855 24 Leste Asi tico 106 316 422 25 Sul Asi tico 235 188 423 56 Am rica Latina 73 342 415 18 frica 205 136 341 60 Pa ses em 825 1 632 2 457 34 Desenvolvimento Fonte Ag ncia Internacional de Energia AIE Paris IEA OECD 1998 Atualmente v rias tecnologias de aproveitamento est o em
69. aproveitando o dejeto ao qual normalmente dado pouco ou mesmo nenhum valor comercial agregando valor aos produtos dispon veis no im vel rural atrav s da convers o em duas grandes fontes de desenvolvimento energia e adubo 1 5 2 Constru o e Manuten o do Biodigestor O custo de constru o de um biodigestor relativamente baixo podendo oscilar de acordo com a regi o tamanho e capacidade de gera o Na tabela 05 est o relacionados os materiais necess rios para a constru o de um biodigestor de 1 9 metros de profundidade por 1 5 metros de largura e 03 metros de comprimento O tempo de constru o considerando estas propor es de aproximadamente uma semana Tabela 05 Materiais B sicos para Constru o de um Biodigestor QUANTIDADE DESCRI O 02 m Areia 01 m Brita m dia 5 9 metros Pl stico flex vel com pelo menos 2 8 metros de largura 04 unid Tubo PVC de 03 polegadas 09 unid Sacos de 50kg de cimento 60 unid Blocos de cimento 12cmX20cmX40cm ig Tubo de PVC de 12 polegada dist ncia do ponto de uso do Biog s 02 unid Tubos de PVC de 3 polegadas com um cotovelo 0 5 metros Corda Grossa 03 unid Gal o semi preenchidos com areia Fonte Adaptado de Rural Costa Rica 2010 42 A constru o inicia se com a escolha do local que dever ser plano e pr ximo fonte de biomassa Escolhido o local faz se a abertura de um buraco de 1 5 m de largura por 3 0 m d
70. as seguintes e Triglicer deo TG adicionado ao lcool ROH formando diglicer deo DG e mono ster de biodiesel RCO2R TG ROH gt DG RCOGR 220 e Diglicer deo DG na presen a de um lcool ROH formando monoglicer deo e mono ster de biodiesel RCO2R DG ROH MG R COR e Monoglicer deo MG na presen a de um lcool ROH formando glicerina GL e mono ster de biodiesel RCO5R MG ROH GL R COR Como pode ser exemplificado pelas etapas descritas acima diacilglicer is DG e monoacilglicer is MG podem ser considerados intermedi rios durante a rea o de transesterifica o Dessa forma a concentra o de v rios tipos de glicer deos e a concentra o m xima que estes intermedi rios podem variar de rea o para rea o depende das condi es em que a transesterifica o realizada as quais podem ser minimizadas KNOTHE et al 2006 A figura 05 representa genericamente a rea o de transesterifica o A propor o de triglicer deo e lcool de 1 3 entretanto ser necess rio um excesso de lcool para o deslocamento do equil brio qu mico na dire o de maior forma o de produtos FREEDMAN et al 1984 MEHER et al 2006 SHARMA et al 2008 O catalisador pode ser um cido ou uma base Pela rela o molar dos reagentes nota se que o peso molecular de uma mol cula t pica de ster geralmente 1 3 da massa molar de uma mol cula de leo de soja
71. assim destaca se o trabalho publicado por Arzamendi et al 2008 o qual testou a atividade catal tica de alguns 228 compostos de metais alcalinos e alcalino terrosos na propor o molar leo metanol 1 12 usando leo de girassol a 323K 50 C em reator do tipo batelada Concluiu se que a baixa solubilidade de alguns catalisadores em meio metan lico tornou o meio heterog neo aumentando com isso o tempo de rea o Os carbonatos de s dio e pot ssio o fosfato de s dio e o xido de c lcio forneceram os melhores rendimentos apesar do elevado tempo de rea o Os catalisadores heterog neos fornecem facilidade na purifica o do biodiesel obtido o que deve ser considerado Contudo sabe se que a qualidade destes catalisadores est diretamente ligada ao aumento da superf cie de contato sendo que muitas vezes ser necess rio um tratamento t rmico calcina o em mufla a 773K por 12h o que elevaria ainda mais os custos Um resumo dos resultados deste trabalho descreve se na tabela 04 em que consta o tipo de catalisador empregado o tempo de rea o a porcentagem de convers o e a influ ncia do aumento da superf cie de contato no rendimento dos mesmos Observam se pela tabela 04 os baixos rendimentos atingidos por estes catalisadores devido principalmente baixa solubilidade dos mesmos Sabe se ainda que a maior porcentagem de convers o 3 5 do xido de magn sio MgO esteve relacionada a uma maior superf cie de con
72. at a d cada de 1960 quando ocorre sua re emerg ncia por meio do conceito de tecnologia apropriada HERRERA 1981 Em 1961 Ernest F Schumacher economista introduz o termo tecnologia apropriada exatamente a partir de sua identifica o com as obras de Gandhi na ndia Mais tarde em seu livro Small is Beautiful enfatiza quatro crit rios para esta tecnologia pequeno simples barato e pac fico SCHUMACHER 1973 Segundo Abiko 2003 para definir tecnologia e seu campo de atua o deve se esclarecer inicialmente que tecnologia n o deve ser confundida com t cnica Estes dois termos possuem conceitos bastante diferenciados A t cnica ao contr rio da tecnologia t o antiga quanto o homem O homem ao produzir fogo ou construir ferramentas e armas estava utilizando se de uma t cnica o que permitiu que sobrevivesse e pudesse se impor sobre os animais VARGAS 1994 J a tecnologia foi definida por Vargas 1994 como a solu o de problemas t cnicos por meio de teorias m todos e processos cient ficos pode se traduzir como juntar o fazer com as m os e o desenvolver e criar com a mente de forma formal e subjetiva A tecnologia transforma o conhecimento t cito sendo aquele que o indiv duo adquiriu ao longo da vida que est na cabe a das pessoas que informal e que se passa de gera o em gera o de forma oral em conhecimento formal escrito estudado analisado e 21 que pode se adapt
73. b sico promovem um processo irrevers vel representado pelo mecanismo representado pela figura 06 a seguir 5 a Noa ua SL Na Do al RETO M O R Us o R a o 48 age v EO a 2 Figura 06 Mecanismo da Rea o de Saponifica o de Triglicer deos R Grupo Alquil A figura 07 mostra a forma o de cidos graxos livres sendo considerada uma rea o paralela indesej vel pela qual tamb m h forma o de sab es 225 o O neon No HO R OH RONa Figura 07 Rea o de Neutraliza o de cidos Graxos Livres Entretanto como afirma Suarez et al 2007 os catalisadores b sicos tradicionais s o largamente utilizados na ind stria para obten o de biodiesel pois al m de serem menos agressivos aos equipamentos apresentam atividades at 4 000 vezes superiores s verificadas para os cidos minerais Contr rio a esta rela o de atividade apontada para triglicer deos usuais foi recentemente observado que para transesterifica o do leo de mamona catalisadores cidos como HCl podem apresentar uma atividade superior dos b sicos como o hidr xido de s dio Esta diferen a provavelmente se deve ao fato do leo de mamona possuir em sua composi o cerca de 90 de cido ricinol ico que possui um grupo hidroxila no C 12 da cadeia Uma das estrat gias conhecidas desde a d cada de 40 e ainda usada para leos vegetais que cont m alto teor de cidos livres o uso com
74. c lula denominada tubular SOFC ou TSOFC Na concep o planar as c lulas s o constitu das por placas montadas juntas e empilhadas com vantagens sobre o sistema tubular a relativa facilidade de fabrica o e a baixa resist ncia el trica do eletr lito com redu o de perdas Na concep o monol tica que est em est gio inicial de desenvolvimento a constru o tem base em um processo de sintetiza o corruga o dos eletrodos e do eletr lito para formar uma estrutura em forma de colm ia As seguintes caracter sticas pr prias da SOFCs tornam nas vantajosas em rela o s MCFCs a possuem eletr lito s lido tendo portanto maior estabilidade b o eletr lito n o corrosivo possibilitando vida til mais longa c n o necessitam de reciclagem de CO dispensando os componentes auxiliares para essa finalidade e d s o mais tolerantes contamina o pelo enxofre e suporta processos de remo o de contaminantes a temperatura elevada Em contrapartida a elevada temperatura das SOFCs traz algumas desvantagens como a redu o da energia livre dispon vel na c lula e outros problemas relacionados com os 316 materiais utilizados na c lula e em equipamentos auxiliares tais como trocadores de calor e preaquecedores O calor produzido nessas c lulas pode ser utilizado em aplica es de co gera o ou para acionar turbina a vapor produzindo assim energia el trica adicional quela gerada com as rea
75. cada um de outros quatro tomos vizinhos permitindo 282 que os quatro tomos passem a ter suas rbitas externas completas com oito el trons cada formando uma estrutura cristalina Cada uma dessas liga es covalentes entre os el trons de diferentes tomos pode ser quebrada se um dos el trons receber energia externa suficiente para se afastar mais do seu respectivo n cleo livrando se da atra o deste Com isso o el tron deixa a banda de val ncia em que n o pode se movimentar livremente passando para a banda de condu o A sa da do el tron da banda de val ncia deixa uma lacuna el trica o que cria o par el tron lacuna originado a partir do aumento da energia do el tron Se esse el tron livre com bastante energia fosse direcionado para um circuito el trico seria ent o criada uma corrente el trica Por m na situa o em tela em que o material composto apenas por tomos de sil cio isso n o ocorre pois o el tron livre imediatamente associa se a uma lacuna originada pela sa da de outro el tron ocasi o em que perde energia deixa a banda de condu o e retorna banda de val ncia sem dirigir se a uma carga externa A energia perdida pelo el tron transformada em calor e dissipada Ent o para que se produza a desejada corrente el trica necess rio que haja um processo que acelere os el trons livres para fora do material para um circuito externo Isso pode ser realizado com a aplica
76. calor para auxiliar o processo de pir lise O ar entra na regi o de pir lise e produz uma chama queimando grande parte dos vol teis Essa chama conhecida como combust o pirol tica onde a quantidade limitada de ar produz gases combust veis al m de g s carb nico e 196 gua Quando os vol teis restantes s o obrigados a passar pela zona de combust o atingem temperaturas altas que os transforma em gases n o condens veis WANDER 2001 Biomassa Pir lise Redu o combust o z H cinzas alcatr o HZO C 02 2C0 C H20 CO H2 C 02 coz a Gaseificadores de Leito Fixo Contracorrente Biomassa Pir lise Redu o Cinzas alcatr o H20 C 02 C02 C COZ 2co C H20 CO H2 Chamme io 4 Silo armazamento de material n Ciclone Termopares pur a Freeboard 04m Rosca dosagem Medidor t rmico diferencial Soprador Aquecedor c Gaseifiicador de Leito Fluidizado b Gaseificador Leito Fixo Equicorrente Figura 04 Desenho Esquem tico de Tipos de Gaseificadores Ap s a zona de combust o a biomassa se transforma em carv o vegetal o di xido de carbono e o vapor d gua que vem da regi o de combust o reagem com esse carv o para gerar mais mon xido de carbono e hidrog nio Esse processo resfria bastante o g s j que as rea es de redu o s o endot rmicas A gaseifica o tamb m pode utilizar a t cnica da fluidiza o
77. carrinho de m o de esterco podendo utilizar composto org nico em cada m de canteiro O solo foi misturado a este material iniciando o levantamento do canteiro onde s o cultivadas verduras alface couve taioba br colis repolho espinafre entre outros ra zes bulbos e tub rculos batata cebola beterraba cenoura batata doce inhame entre outras legumes tomate ab bora abobrinha piment o quiabo jil entre outras condimentos cebolinha salsinha pimenta gengibre alho entre outras Os espa amentos entre plantas e entre linhas Fig 03 variam de acordo com as hortali as cultivadas Espa amento entre plantas ido cd gt x Espa amento entre linhas e e e e e e o Horta Figura 3 Esquema demonstrativo dos espa amentos entre planta e linha Fonte Elabora o pr pria Culturas como tomate piment o couve jil berinjela ab bora e pepinos s o cultivados em covas que devem ser abertas com anteced ncia m nima de 18 dias do plantio ou transplante nas dimens es de 0 2 x 0 2 ou 0 3 x 0 3 metros de largura e 0 2 a 0 3 m de profundidade O espa amento entre covas varia de acordo com a hortali a a ser plantada como mostrado na tabela 01 29 Tabela 01 poca de Plantio Ciclo e Espa amento de Culturas utilizadas em Hortas CULTURA A CICLO por ae o O Ab bora Julho a novembro 5 a 6 meses 200 x 200 DAR Abril a agosto 60 a 70 dias 40 x 40 Beterraba Maio a setembro 75 a 90
78. com capacidade nominal de 1kW cada A energia atualmente est sendo utilizada para dois processos produtivos 1 Ilumina o do espa o para confec o de artesanato de capim dourado 2 Produ o de farinha em um ralado de mandioca de 1 4hp Fig 05 e 06 uma prensa manual e um forno rotativo acionado por motor el trico Figura 05 M quina de Ralar Mandioca para Produ o de Farinha Instalada na Oficina Comunit ria Figura 06 Prensa para Casa de Farinha Utilizada para Extrair gua da Massa e Aumentar o Rendimento do Processo Tanto em Tempo Quanto em Massa 167 5 6 SITUA O S CIO ECON MICA DAS FAM LIAS DA COMUNIDADE As fam lias da comunidade alvas t m atualmente atividades agropastoris cria o de gado curraleiro e plantio de mandioca feij o arroz ab bora melancia um morador extrativismo e produ o de artesanato de capim dourado A renda m dia por fam lia em esp cie antes da implanta o do sistema era de aproximadamente R 200 00 m s por fam lia Hoje com a divulga o pela m dia e atrav s de atravessadores a principal atividade da comunidade a produ o de artesanato de Capim Dourado Ap s a implanta o do sistema o fluxo de pessoas para a regi o aumentou devido cobertura pela m dia A instala o da casa de farinha propiciou o aumento da renda j que aumentou a produtividade da comunidade em rela o a este item bem como a qualidade da farinha produzida devido u
79. componentes est ticos que armazenam energia qu mica e em determinadas condi es transformam na em energia el trica na forma de CC em baixa tens o H diversos tipos de baterias eletroqu micas projetadas para o regime de opera o de sistemas fotovoltaicos As baterias chumbo cidas s o as mais baratas e dispon veis em v rias capacidades As baterias de n quel c dmio muito confi veis t m custo elevado proibitivo para a utiliza o em larga escala As baterias automotivas podem ser utilizadas nos sistemas fotovoltaicos entretanto haja vista que n o s o projetadas para esse regime de opera o ter o vida til reduzida REIS 2003 No caso de sistemas fotovoltaicos conectados rede el trica o sistema de armazenamento pode ser 296 dispensado mas caso n o o seja ele tem as mesmas fun es que no caso aqui tratado Finalmente imperativo ressaltar que as baterias n o constituem o nico tipo de sistema de armazenamento conforme pode ser verificado no quadro 01 Quadro 03 ngulo de Inclina o do Arranjo Fotovoltaico em Fun o da Latitude Latitude em graus ngulo do arranjo em graus 0a 15 15 20 20 25 25 30 35 35 40 Fonte FARRET 1999 O esquema da figura 10 mostra o subsistema condicionador de pot ncia da express o inglesa power conditioning subsystem PCS O PCS faz a conex o do arranjo fotovoltaico que a fonte da eletricidade com a carga que ir
80. da produ o de autom veis flex fuel saltou de 77 97 para 87 05 Levantamentos realizados pela ANFAVEA no in cio de 2010 estimam que a produ o de autom veis flex fuel se manter acima dos 80 do mercado demonstrando a aceita o desta tecnologia pelos consumidores brasileiros Segundo a ASSOVEPAR a frota brasileira de ve culos em 2009 chegou a quase 28 milh es sendo que 6 720 000 possuem motor flex fuel 24 2 800 000 movida exclusivamente a etanol 10 2 240 000 a diesel 8 e a maioria 16 240 000 possuem motor exclusivo gasolina 58 11 importante considerar que o mercado brasileiro de etanol combust vel composto pelas vendas de lcool anidro e lcool hidratado O lcool anidro est relacionado ao consumo da gasolina uma vez que a gasolina brasileira possui em 25 de sua composi o o lcool anidro O lcool hidratado por sua vez consumido pelos carros movidos puramente a lcool ou pelos carros flex fuel que rodam com lcool e ou gasolina com a mistura de 25 de etanol 2 Levantamento realizado at 20 de Abril de 2010 253 em qualquer propor o 12 O aumento da oferta de etanol no Brasil um dos resultados deste processo de expans o da frota de carros bicombust veis ou flex fuel e este ltimo da maior conscientiza o ecol gica por parte dos consumidores 13 9 3 MATERIAIS E M TODOS A metodologia utilizada foi do tipo explorat rio descritivo e bibliogr fico com
81. de Engenharia Mec nica Universidade Estadual de Campinas 1989 Disserta o Mestrado AMONAGUA Programa para C lculo de Propriedades Termodin micas de gua Am nia Campinas Faculdade de Engenharia Mec nica Universidade Estadual de Campinas 1993 Os Ciclos de Refrigera o por Absor o com Bomba e com G s Inerte 1991 Campinas Faculdade de Engenharia Mec nica Universidade Estadual de Campinas Trabalho Curso MARTINS G ALM N C G Unidade de Absor o de Porte Dom stico In Estudos T cnicos e Economia de Energia em Refrigera o Aplica es da Am nia Manaus EDUA 1998 Cap 10 p 343 378 MPS 1993 Modern Power Systems International firms participate in Biomass Project Modern Power Systems December 14 M HLE I N Produ o de Frio por Aquecimento Direto ou Indireto Usando Qualquer Tipo de Combust vel Revista ABRAVA p 77 84 1985 MUTANEN K 1993 Opportunities for Bioenergy Power Generation Electric Utility Congress 93 Boston EGIRICAN N The Second Law Analysis of Absorption Cooling Cycles Heat Recovery systems and CHP v 8 n 6 p 549 558 1988 NOGUEIRA L A H SANTOS A H M 1986 Pequenas Centrais Termel tricas uma an lise t cnica e econ mica VIII Semin rio Nacional de Produ o e Transmiss o de Energia El trica S o Paulo OLIVERIA JR S de GOFF P L An lise Exerg tica dos Processos de Separa o Mistura Aplica o aos Transfor
82. de cana de a car e propicia a introdu o de outras culturas energ ticas como exemplo o pinh o manso que pode favorecer a integra o lavoura pecu ria 203 REGI O N Palma Variedades Baba u Soja Nativas BM Mamona Palma Algod o REGI O SE O L amp 40 Y sojarmamonar REGIAO S N C Algod o Girassol Girassol Algod o Soja Colza Figura 07 Diversidade das Mat rias Primas por Regi o Fonte ABIOVE modificado por Fraz o 2009 No caso da mamona para produ o de biodiesel no Brasil apresentada algumas limita es tais como o leo obtido considerado um produto nobre o que encarece o processo os res duos gerados s o t xicos e log stica a ser desenvolvida para colheita O uso da mamona foi largamente incentivado no Brasil para a produ o de biodiesel Por m ap s ocorrer incentivos por parte do Governo Federal para a produ o desta oleaginosa levando agricultores das mais variadas regi es do pa s a iniciar esse cultivo percebeu se que tanto o processo da produ o do biodiesel era dif cil quanto sua qualidade n o era adequada com os par metros estabelecidos pela Ag ncia Nacional de Petr leo Biocombust veis e G s Natural ANP o que levou praticamente ao abandono do seu uso na ind stria brasileira Esta caracter stica se deve porque o leo de mamona apresenta um grupo hidroxila na cadeia carb nica do cido ricinol ico que comp e cerca de 90 do leo de mamo
83. de energia el trica na rea de influ ncia que no caso a comunidade isolada GD Classifica o quanto ao n vel de penetra o percentual relativo pot ncia total gerada na rea de influ ncia Muito baixo Baixo Alto 0 a 20 21 a 40 61 a 80 Figura 10 Classifica o de GD quanto ao N vel de Penetra o 4 2 2 Defini o Proposta para GD Ackermann Andersson e S der 2001a 2001b ap s a descri o de todos esses aspectos prop em a seguinte defini o geral para GD j apresentada anteriormente na defini o exemplo 13 GD uma fonte de energia el trica conectada diretamente rede de distribui o ou no lado do consumidor Como se pode ver essa defini o apenas cita explicitamente o aspecto do prop sito prop sito prim rio conforme sugerido anteriormente e o aspecto da localiza o da GD pois na opini o desses autores os demais aspectos n o s o relevantes para a defini o Por m os autores concluem que se os ltimos aspectos s o de interesse eles devem ser mencionados adicionalmente A an lise e as classifica es feitas anteriormente contudo remetem para uma proposta de defini o mais gen rica e por isso mesmo de utiliza o mais universal apoiada nas classifica es auxiliares que permitem o entendimento correto do conceito de GD constru do neste texto 146 A gera o centralizada convencional conforme explicitado anteriormente a den
84. de pico de consumo devido impossibilidade de atendimento pela alimenta o el trica convencional Esse o caso em que a fonte de alimenta o convencional consegue fornecer a energia solicitada pela carga durante boa parte do tempo mas n o consegue faz lo nos per odos de pico de consumo Nesses per odos a fonte de car ter complementar acionada para garantir a alimenta o que n o p de ser suprida pela fonte convencional caracterizando a gera o el trica in loco Nessa situa o deve ser ressaltado que a fonte de GD pode atuar sozinha na alimenta o das cargas sem conex o a nenhuma outra fonte de energia el trica ou pode alimentar as cargas estando conectada rede el trica existente d Armazenamento de energia em forma el trica ou n o el trica para posterior uso na forma de energia el trica Esse o caso por exemplo do uso da energia gerada por pain is fotovoltaicos para o carregamento de baterias que por sua vez fornecer o energia el trica s cargas nos momentos em que os pain is fotovoltaicos n o puderem operar por falta de radia o solar Nesse caso o uso da energia armazenada na forma el trica caracteriza a gera o in loco Outro exemplo que pode ser citado o do uso da energia el trica proveniente de alguma fonte el trica convencional ou n o para realizar a eletr lise da gua Um dos produtos da hidr lise o g s hidrog nio devidamente armazenado e posteriormente utilizado para
85. de uma defini o mais adequada e precisa de GD Uma poss vel lista foi proposta por Ackermann Andersson e S der 2001a e discutida por El Khattam e Salama 2004 em que est o inclu dos os seguintes aspectos a serem analisados individualmente a seguir a o prop sito b a localiza o c a especifica o da pot ncia d a rea de entrega da energia gerada e a tecnologia f o impacto ambiental g o modo de opera o h a propriedade e 1 o n vel de penetra o a O prop sito Aspecto referido em todas as defini es exemplo exce o das defini es 2 e 18 118 Com rela o ao prop sito h relativo consenso entre autores e organiza es acerca do prop sito da GD que prover uma fonte de energia el trica ativa Sendo assim a GD n o est obrigada a prover energia reativa como no caso por exemplo das c lulas a combust vel Todavia o termo prop sito deve ser melhor investigado para produzir os resultados esperados neste trabalho N o resta nenhuma d vida de que ao citarem o prop sito da GD como um aspecto relevante os autores utilizaram o termo com a acep o de intuito aquilo que se busca alcan ar quando se faz alguma coisa objetivo finalidade op es ling sticas corroboradas por Houaiss 2001 e Ferreira 2004 Por m este enfoque apenas correto de um dos tr s pontos de vista poss veis no caso o do gerador de GD o do financiador da GD e o do consum
86. deos em Combust veis Materiais Polim ricos e Insumos Qu micos Algumas Aplica es da Cat lise na Oleoqu mica Qu mica Nova S o Paulo v 30 n 3 p 667 676 mai jun 2007 TEIXEIRA J P F Teor e Composi o do leo de Sementes de Jatropha spp Bragantia Campinas n 46 vol 1 p 151 157 1987 VARGAS R M Transesterifica o de leos Vegetais Catalisada por Bases n o I nicas em Fases Homog nea e Heterog nea Tese de doutorado IQ Unicamp Doutorado em Ci ncias Qu mica Org nica 152 p 1996 VIS O BIOQU MICA Biomol culas Universidade de Bras lia UnB Dispon vel em lt http www biog unb br htm biomoleculas geral fosfatidilinositol htm gt Acesso em Junho de 2009 236 ZAGONEL G F Obten o e Caracteriza o de Biocombust veis a partir da Transesterifica o Et lica em Meio Alcalino Disserta o Mestrado em Qu mica Org nica Universidade Federal do Paran Curitiba 2000 CAPITULO VIII SOBRE O CONSUMO DE LENHA DOMICILIAR RURAL NAS REGI ES BRASILEIRAS 237 SOBRE O CONSUMO DE LENHA DOMICILIAR RURAL NAS REGI ES BRASILEIRAS Arlindo Kamimura Geraldo F Burani RESUMO A lenha ainda uma importante fonte de energia na gera o direta de calor Sua import ncia no Brasil percebida na ind stria com rcio servi os e nos domic lios rurais Enquanto que nos dois primeiros segmentos sua comercializa o se d de forma regular no sentido cont bil e fiscal no set
87. diferentes propor es Esta tecnologia se encontra em est gio de desenvolvimento e comercializa o incluindo tecnologias Fischer Tropsch GTL para a produ o de biodiesel ou biogasolina a partir da convers o do g s de s ntese tecnologias para a obten o de biometanol com alto teor de alco is e alco is misturados como a mistura de gasolina ou substitutos tecnologias desenvolvidas para fermentar o g s de s ntese para etanol com um co produto do hidrog nio LORA e VENTURINI 2010 O processo de gaseifica o da biomassa resulta em complexas rea es ainda n o bem conhecidas em sua totalidade Por m de forma introdut ria e em termos te ricos a Cenbio 2002 subdividiu em v rias etapas 1 Etapa de pir lise ou decomposi o t rmica que se desenvolve a temperaturas pr ximas de 600 C 195 2 Oxida o de parte do carbono fixo do combust vel m todo que constitui a fonte de energia t rmica para o processo de volatiliza o e gaseifica o 3 Gaseifica o propriamente dita que inclui rea es heterog neas entre os gases e o coque residual assim como rea es homog neas entre os produtos j formados 4 Craqueamento do alcatr o processo de destrui o t rmica das mol culas dos compostos que formam o alcatr o com a obten o de CO CO2 CH e outros gases como produtos 5 Oxida o parcial dos produtos da pir lise Dependendo da organiza o do processo de gaseifica o movi
88. do buriti no per odo de safra dos frutos dentro dos padr es de qualidade exigidos para a comercializa o e Conseguir pelo menos dois compradores para os leos comest veis e sab o at o final do projeto Assim a demanda de energia seria para atender a este processo produtivo que seria desenvolvido na oficina comunit ria Fig 04 um galp o coberto com palha de buriti com 14 2m de comprimento e 6 7m de largura p direito de 4m rea til de 95 15m No entanto este projeto n o foi implantado A equipe respons vel por ele deixou a localidade antes da conclus o do projeto que seria apoiado pelo projeto GERAR Assim houve a necessidade de se fazer alguns ajustes que ser o descritos adiante j que os objetivos do projeto GERAR estavam unicamente relacionados com a implanta o da micro central h brida de gera o de energia el trica o que foi feito 164 Croqui esquem tco da Comunidade da Boa Esperan a MATEIROS TOCANTINS Palmas abril de 2004 1 8 080 Dados Cartogr ficos Proje o Universal Transversa de Mercaior Fuso 23L 318800 MEMO M4000 349100 349200 31930 39400 39500 J9600 349700 M00 349900 320000 Tipo de Conex o E contru gen o numa Resdencial TipoDeRede 7 Atamativa t 2 Atarnativa 2 fdatdoe BRS9100 S369200 2469300 B8GILOO 2893500 BBG9600 BBEGTOO ERESROD 8869900 gs 5 o s E gt gt os o o gt
89. duas novas defini es propostas anteriormente correto concluir que a express o tecnologia da GD mais abrangente que apenas a fonte prim ria de energia que a suprir assim como mais abrangente que apenas o processo utilizado para converter a energia dessa fonte prim ria para a forma el trica Na realidade a tecnologia da GD a combina o da fonte prim ria de energia discutida h pouco com o processo pelo qual a energia dessa fonte ser convertida em eletricidade H tecnologias de GD que est o definitivamente vinculadas a uma nica fonte prim ria de energia como por exemplo a tecnologia de pain is fotovoltaicos que sempre utiliza a radia o solar como fonte prim ria de energia Por outro lado h tecnologias de GD que podem utilizar mais de uma fonte 136 prim ria de energia como por exemplo a tecnologia de gera o por meio de grupo motor gerador com motor a combust o interna que pode empregar como combust vel leo diesel ou g s hidrog nio Com esse entendimento ser necess ria a cria o de uma divis o quanto ao aspecto tecnologia da GD originalmente proposto Neste trabalho o aspecto tecnologia da GD ser mantido e ser criado um novo aspecto a fonte prim ria de energia j discutida Em segundo lugar tecnologias tais como os microgeradores h dricos os arranjos fotovoltaicos as turbinas e licas os motores a diesel os sistemas t rmicos solares as c lulas a combust vel e as ba
90. el trica convencional 3 1000 Wim mi ste q ig BOO Wim NA 700 Wim ADO Wim 500 Wim ta jd y A00 Wim Corrente A 300 W m LT K3 Z Q E Q O 200 Wim TENER E nana Lu TERES ss Se dE DN 10 E 20 25 5 i0 0 5 Tens o V Tens o V a b Figura 09 Influ ncia na Curva I x V deum M dulo Fotovoltaico da Altera o a da Temperatura b da Intensidade da Radia o Solar Fonte SHAYANI 2006 Os principais constituintes de um sistema desse tipo s o a arranjo fotovoltaico que um conjunto de m dulos fotovoltaicos b regulador de tens o ou controlador de carga c sistema de armazenamento de energia e d inversor eletr nico A Figura 10 mostra o esquema de um sistema fotovoltaico com os componentes indicados anteriormente Nesse esquema o arranjo fotovoltaico respons vel pela convers o fotovoltaica constitu do por m dulos ou pain is fotovoltaicos conex es diodos de prote o e estruturas de suporte descritos individualmente a seguir exce o das diversas tecnologias existentes para a fabrica o dos m dulos fotovoltaicos que j foram abordadas 295 radia o PCS subsistema condicionador de pot ncia power conditioning subsystem CC corrente cont nua CA corrente alternada Figura 10 Esquema de um T pico Sistema Fotovoltaico Aut nomo Fonte REIS 2003 As conex es refere
91. es inovadoras para os resultados apresentados 4 2 CONCEITO DE GERA O DISTRIBU DA 12 4 2 1 Conceitos Defini es e Classifica es Pertinentes Segundo Houaiss 2001 conceito a representa o mental de um objeto abstrato ou concreto que se mostra como um instrumento fundamental do pensamento em sua tarefa de identificar descrever e classificar os diferentes elementos e aspectos da realidade a no o abstrata contida nas palavras de uma l ngua para designar de modo generalizado e de certa forma est vel as propriedades e caracter sticas de uma classe de seres objetos ou entidades abstratas Um conceito possui extens o que o n mero de elementos da classe em quest o o conceito de animal tem maior extens o do que o de vertebrado e compreens o que o conjunto dos caracteres que constituem a defini o vertebrado que n o inclui todos os animais tem compreens o mais detalhada do que animal te Adaptado do texto de Severino 2008 113 Ainda segundo Houaiss 2001 defini o a significa o precisa de a indica o do verdadeiro sentido de o enunciado que parafraseia a acep o de uma palavra ou locu o pela indica o de suas caracter sticas gen ricas e espec ficas de sua finalidade pela sua inclus o num determinado campo do conhecimento etc a capacidade de descrever algo algu m ou a si mesmo por seus caracteres distintos Com base
92. fase de desenvolvimento e aplica o Mesmo assim estimativas da Ag ncia Internacional de Energia AIE indicam que futuramente a biomassa ocupar uma menor propor o na matriz energ tica mundial cerca de 11 em 2020 AIE 1998 Outros estudos indicam que ao contr rio da vis o geral que se tem o uso da biomassa dever manter est vel ou at mesmo aumentar por duas raz es a crescimento populacional b urbaniza o e melhoria nos padr es de vida HALL HOUSE SCRASE 2000 Segundo o Atlas de Energia El trica do Brasil 2008 a quantidade estimada de biomassa existente na Terra da ordem de 1 8 trilh es de toneladas apesar de ser um n mero relativamente grande o potencial de aproveitamento de seu uso ainda pouco explorado 186 devido estar associada com pa ses em desenvolvimento e com problemas de desflorestamento e desertifica o Entretanto essa imagem da biomassa est deixando de ser uma alternativa em vanguarda devido s quest es ambientais pois com o uso das florestas energ ticas plantadas por exemplo obt m se diversos servi os ambientais e com o cultivo de uma determinada cultura energ tica que al m da possibilidade de ser cultivada em reas tidas como degradadas inapropriadas para a agricultura extensiva Tem se ainda outra vantagem ambiental no que concerne a emiss es de di xido de carbono CO2 pois com a realiza o da fotoss ntese promovida pelo cultivo dessas culturas bioe
93. fazendo com que a lacuna se desloque de um local para outro Sendo assim o boro um material dopante que aceita el trons denominado dopante p essa dopagem denominada dopagem do tipo p Mesmo com dopagem o sil cio continua com carga neutra pois a quantidade de el trons e de pr tons a mesma Entretanto quando o sil cio do tipo n posto em contato com o sil cio do tipo p os el trons livres do material com dopagem do tipo n preenchem as lacunas do material com dopagem do tipo p Logo a camada do tipo n que cedeu el trons fica positivamente carregada a camada do tipo p que recebeu el trons fica negativamente carregada Essas cargas aprisionadas d o origem a um campo el trico permanente que dificulta a passagem de mais el trons da camada n para a camada p Este processo alcan a equil brio quando o campo el trico forma uma barreira de potencial capaz de impedir o fluxo dos el trons livres remanescentes no lado n Est criada a jun o pn Nessa situa o o efeito fotel trico pode ocorrer Quando um el tron da camada p recebe energia externa suficiente do f ton da luz solar incidente na jun o pn ele move se para a banda de condu o e cria o par el tron lacuna O campo el trico existente for a o deslocamento desse el tron para a camada n n o permitindo o seu retorno e simultaneamente repele a lacuna para o extremo oposto da camada p Criada a condi o de circula o de corrente el trica no inter
94. fev 1994 JINGCHENG H Absorption Cooler in a Diesel Locomotive In Proc Energy Systems and Ecology Polonia v 2 p 637 652 1993 JORDAN D P Exergetic evaluation of aqua ammonia absorption refrigeration system Texas Tech University 1985 Trabalho n o publicado JORDAN D P AQUAM Programa para C lculo de Propriedades Termodin micas de Agua Am nia Texas Tech University Lubbock Tx 1992 JORDAN D P Propriedades Termodin micas de Misturas gua Am nia In Estudos T cnicos e Economia de Energia em Refrigera o Aplica es da Am nia Manaus EDUA 1998 Cap 7 p 239 27 KOSHKIN N N M quinas Frigor ficas Moscou p 425 480 1968 KOTAS T J The Exergy Method of Thermal Analysis Great Britain 1985 p 29 51 99 137 LORA E S Happ J F Cortez L A B Caracteriza o e disponibilidade da biomassa In Tecnologia de convers o energ tica da biomassa Manaus EDUA 1997 Cap 1 p 5 38 MADEF Instala o Frigor fica Absor o 1990 Manual t cnico apresentado pela empresa MADEF S A Canoas RS MAR ON R O ZUKOWSKI JR J C CAVALCANTE I R L Avalia o de planta t rmica com biomassa briquete de casca de arroz caso real fazenda experimental do Centro Universit rio Luterano de Palmas In AGRENERGD 5 2004 Campinas Anais Campinas 2004 MARTINS G Geladeira de absor o acionada por um fog o a lenha um estudo te rico experimental Campinas Faculdade
95. gua do radiador pelo coletor de admiss o para aquec lo Este aquecimento muito mais necess rio em um motor a etanol pela sua maior demanda de energia para vaporizar se 22 9 4 6 Propor o Estequiom trica O etanol tem propor o estequiom trica de 8 4 1 8 4 partes de ar para cada parte de etanol em massa enquanto a gasolina tem 13 5 1 Para a mesma massa de ar utilizado 60 a mais de massa de etanol Em volume necess rio mais 43 de etanol do que de gasolina 22 Por isto bicos para etanol t m que ter uma vaz o em torno de 50 maior do que bicos para gasolina 15 Apesar de a gasolina fornecer mais 37 5 de energia o fato de ser necess rio 43 a mais de etanol para a mistura faz com que um motor ganhe em torno de 5 de torque e pot ncia s de passar a queimar etanol 22 9 4 7 Ponto de Fulgor Uma explos o uma rea o em cadeia Quando uma mol cula de combust vel reage com o oxig nio presente no ar ela gera energia que faz com que a mol cula vizinha tamb m reaja 22 O ponto de fulgor a temperatura a partir da qual pode haver uma quantidade suficiente de combust vel vaporizado a ponto de gerar uma rea o em cadeia O ponto de fulgor do etanol 13 C Isto significa que n o poss vel haver combust o do etanol abaixo desta temperatura Isto explica por que necess rio usar gasolina para a partida a frio em motores a etanol em temperaturas baixas O ponto de fulgor da gasolina pura
96. incluindo o setor el trico O modelo convencional amplamente adotado para a produ o de energia el trica nos pa ses desenvolvidos baseia se na queima de recursos de origem f ssil e g carv o e derivados do petr leo o que emite uma quantidade significativa de gases de efeito estufa Esse modelo n o deve ser seguido por pa ses em desenvolvimento sob o risco de agravar as complica es ambientais j existentes tal como o aquecimento da Terra Um esfor o para ajudar a preservar o planeta j adotado por diversos pa ses o incentivo gera o de eletricidade a partir de fontes renov veis Devido s caracter sticas t cnicas e econ micas das fontes utilizadas muitas delas s o inseridas nas redes el tricas na forma de gera o distribu da GD Doutorando do Curso de P s Gradua o da Faculdade de Tecnologia do Departamento de Engenharia El trica Grupo de Sistemas El tricos de Pot ncia GSEP UnB FT ENE GSEP Professor UnB FT ENE GSEP Universidade de Bras lia E mail magoWene unb br 78 A gera o convencional de energia el trica caracteriza se pela exist ncia de usinas de grande porte instaladas pr ximas s fontes energ ticas Essa configura o aqui denominada de gera o centralizada GC t pica dos grandes aproveitamentos hidrel tricos Normalmente instaladas em florestas onde rios com elevadas quedas d gua foram criados pela natureza grandes barragens s o constru das e im
97. mandala implantado possui rea de 2000 m No centro existe um reservat rio circular com raio de 10 metros e 0 8 metros de profundidade com fundo de cimento Neste reservat rio armazenada gua da chuva e feita a cria o de 250 caranhas Lutjanus cyanopterus peixe muito apreciado na regi o No centro do reservat rio foi colocada uma l mpada que funciona como armadilha luminosa e tem como objetivo atrair insetos e larvas que acabam caindo no reservat rio servindo de alimento para os peixes exercendo automaticamente o controle natural dos insetos A gua do reservat rio alimenta o sistema de irriga o atrav s de uma bomba submersa 1900 L h instalada em um trip de madeira sobre o reservat rio Nos c rculos da mandala s o produzidos v rios tipos de verduras legumes bulbos ra zes tub rculos entre outros que servem a subsist ncia da comunidade e gera excedentes que s o comercializados juntamente com os demais produtos oriundos das propriedades rurais A outra fase do Quintal Verde consiste na constru o de hortas compostas por canteiros nas quais s o utilizadas diferentes formas de tecnologias apropriadas que v m integrar o sistema de produ o proposto pelo projeto A seguir como realizado para o Sistema Mandala ser o detalhados os mecanismos de implanta o de hortas do Quintal Verde 1 4 3 Implanta o das Hortas V rios fatores s o considerados no processo de implanta o de uma horta Todos eles d
98. modelos de biodigestores adaptados s caracter sticas da propriedade e hoje se beneficiam por possuir uma fonte energ tica cont nua da qual o propriet rio tem total controle sobre seu uso e dos produtos a serem utilizados de forma a obter o biog s e o biofertilizante 1 5 1 Modelos e Funcionamento z Para a implanta o de biodigestores importante considerar que existem diversos tipos ofertados no mercado sendo necess rio observar o modelo que mais se encaixa as caracter sticas da propriedade Dentre os modelos de biodigestores dispon veis no mercado nacional se destacam os modelos cont nuos sendo os mais conhecidos e comumente utilizados o Indiano e o Chin s TURDERA amp DANILO 2006 A figura 09 representa tridimensionalmente os dois modelos 38 Figura 09 Representa o tridimensional em corte dos biodigestores Indiano e Chin s Fonte Turdera amp Danilo 2006 Pode se observar na figura 09 que o biodigestor modelo Indiano possui uma camp nula que funciona como gas metro onde o g s retido e depois distribu do O modelo Chin s possui uma c mara cil ndrica para fermenta o e o teto em formato de ab bora onde o g s fica retido TURDERA amp DANILO 2006 O modelo indiano pela simplicidade na implanta o e condu o tem sido mais utilizado no setor rural entretanto existem modelos mais simples de biodigestores que s o implantados de acordo com as especificidades locais Mesmo que haja
99. n o deve causar problemas se for limitada a 70 da pot ncia nominal do transformador de distribui o e A modifica o da faixa de tens es considerada como atendimento adequado afeta o limite de penetra o na rede e A preocupa o relacionada ao aumento de tens o acentuada quando a gera o est localizada no final do alimentador por apresentar maior imped ncia e Deve se atentar para que a pot ncia injetada pela GD n o ultrapasse o limite de capacidade de condu o dos alimentadores e Alimentadores que atendem unidades consumidoras conectadas no final do trecho n o devem ter sua se o reduzida conforme prescrito pelas normas t cnicas para evitar que a capacidade de inje o de pot ncia pela GD seja restringida e O ajuste da rela o de transforma o dos transformadores para uma tens o ligeiramente inferior aproximadamente 5V de redu o na baixa tens o aumenta a capacidade de GD que pode ser inserida por ficar mais distante do limite de tens o m ximo considerado adequado e O aumento de tens o nos circuitos secund rios significante e deve ser inclu do nas an lises e e O estabelecimento de um sistema de comunica o entre a unidade consumidora e a concession ria pode auxiliar no controle de tens o 3 5 4 Aumento da Penetra o da GD Os limites para uma penetra o elevada de GD s o oriundos das caracter sticas das atuais redes de distribui o incluindo sua opera o e manuten
100. n vel de penetra o um se a rea de influ ncia a ser considerada for todo o sistema el trico do pa s o n vel de penetra o outro Em raz o disso Ackermann Andersson e S der 2001a julgam que este aspecto n o relevante para a defini o de GD opini o considerada neste trabalho Todavia importante notar que se as previs es do EPRI e da Natural Gas Foundation segundo as quais at 2010 de 25 a 30 da nova gera o mundial ser na forma de GD citadas anteriormente tornarem se realidade ser de se esperar que a GD seja capaz de suprir a maioria da demanda de energia de certas redes de distribui o Por essa raz o a an lise da GD deve sempre levar em considera o que a penetra o da GD pode atingir n veis significativos 145 Ent o torna se interessante a ado o de uma classifica o de GD quanto ao n vel de penetra o para uso futuro A figura 10 a seguir sintetiza a aqui proposta classifica o de GD quanto a esse aspecto em que os percentuais indicados referem se ao percentual da pot ncia gerada pela GD com rela o pot ncia total gerada na rea definida previamente como rea de influ ncia Como decorr ncia da utiliza o dessa classifica o por exemplo uma fonte de GD instalada em uma comunidade isolada n o conectada a nenhum sistema el trico e a nenhuma outra fonte de eletricidade teria n vel de penetra o de 100 pois seria respons vel por todo o suprimento
101. natura a comunidade pode implantar uma micro agroind stria para processamento das frutas extra das bem como agregar valor a estes produtos pelo processamento Polpa de frutas compotas gel ias e outros produtos artesanais podem ser acrescentados na gama de possibilidades segundo o cronograma da tabela 06 A partir de programas para pequenos produtores disponibilizados pelo governo federal a comunidade pode adquirir equipamentos de refrigera o para conserva o da mat ria prima bem como dos produtos processados Como a energia disponibilizada toda para a produ o O cronograma da tabela 06 mostra que durante todo o ano h mat ria prima para coleta plantio e processamento Tabela 05 Produtos de Plantio e Extrativismo poss veis de serem Processados na Oficina Comunit ria Pre o Capacidade m nima Material Unidade de produ o anual Total R R pis Farinha kg 5 00 200 1 000 00 Oleo de Pia ava litro 20 00 20 400 00 Doce de Buturiti quadro 4 00 50 200 00 Artesanato Capim Dourado pe a 10 00 100 1 000 00 Polpa de Manga kg 10 00 100 1 000 00 Pequi in natura saco 20 00 100 2 000 00 Doce pequi quadro 4 00 30 120 00 Farinha de jatob kg 5 00 30 150 00 Artesanato jatob pe a 5 00 10 50 00 Doce de caju quadro 5 00 50 250 00 Castanha de caju kg 20 00 30 600 00 Granulado de castanha do caju kg 5 00 20 100 00 Farinha de castanha de caju kg 3 00 20 60 00 Oleo de bur
102. nessas informa es deve se ressaltar que a pretens o dos par grafos seguintes discutir e elaborar o conceito de GD que a representa o mental o modelo mental de um objeto abstrato e ap s isso discutir e elaborar uma defini o adequada de GD que pode ser entendida como a representa o escrita do conceito de GD Para a consecu o deste objetivo fundamental claro que a extens o do conceito dever ser vista e a compreens o dele dever ser atingida as diversas caracter sticas relativas GD dever o ser analisadas e em decorr ncia disso as respectivas e adequadas classifica es dever o ser consideradas Uma vez consolidada a express o gera o distribu da importante criar se uma defini o que de fato transmita adequadamente o entendimento dado a ela neste texto A gera o encontrada nos sistemas el tricos tradicionais denominada aqui de gera o centralizada n o ling stica nem fisicamente o contraposto da gera o distribu da a gera o centralizada n o concentrada em um nico ponto nem a gera o distribu da est presente em todas as unidades consumidoras de energia el trica Sendo assim parece simples aceitar se a id ia de que a distribui o da gera o n o uma quest o de estado mas sim de grau j que um sistema el trico tradicional interligado nunca ter uma nica usina geradora assim como n o ter tantos geradores quantas forem as unidades consum
103. nova defini o de GD mais completa e com mais aplicabilidade que as existentes sugeriu a in dita utiliza o das defini es e classifica es propostas como instrumento til de gest o governamental de projetos de gera o el trica e finalmente prop s a cria o futura do ndice de distribui o da gera o a ser utilizado como avaliador da qualidade do sistema el trico de determinada regi o geogr fica e da qualidade de vida da popula o que l vive e como instrumento no processo decis rio relativo a novos investimentos em gera o el trica A defini o de GD aqui proposta associada s propostas de classifica o de diversos de seus aspectos tem potencial para com os ajustes necess rios servir de importante instrumento de gest o governamental de projetos de gera o el trica com capacidade de realizar avalia o de 154 car ter unicamente merit rio com muito mais objetividade que a usual nesse tipo de procedimento Ademais as defini es e classifica es propostas neste texto poder o ser teis para o aprimoramento da legisla o nacional contribuindo para o estabelecimento de um necess rio novo paradigma no setor el trico REFER NCIAS 5 RESEARCH FRAMEWORK PROGRAMME OF THE EUROPEAN UNION Energy environment and sustainable development Part B Energy Decentralized generation technologies potencials success factors and impacts in the liberalized EU energy markets DECENT Final Re
104. o Tomando como exemplo a energia solar percebe se intuitivamente que todo o globo terrestre a possui seja em maior ou menor intensidade O aproveitamento desse potencial renov vel pode ser visto como uma democratiza o das fontes energ ticas pois determinado pa s n o depende de possuir riquezas naturais espec ficas e g campos petrol feros para poder aproveitar a energia solar Isso faz com que o paradigma de gera o centralizada seja alterado pois a gera o com fontes renov veis de energia mais bem aproveitada se ocorrer de forma distribu da inclusive dentro das pr prias cidades que necessitam de energia A gera o distribu da tem como caracter stica ser localizada j pr xima das cargas para que a energia gerada possa ser diretamente consumida Fig 02 Al m das vantagens ambientais da utiliza o de GD com fontes renov veis de energia ela ainda reduz custos por n o fazer uso do sistema de transmiss o de energia 81 GD GR o GD D TUE o ESA GD TRANSMISS O EEE deal LE D Elo giro 163 D ER duel E TEE e3 D e3 D Figura 02 Esquema Simplificado de um Sistema El trico Interligado com Gera o Distrihn da 3 2 3 Modifica o do Fluxo de Pot ncia em Sistemas Radiais de Distribui o Com a utiliza o da GD passam a existir diversos pontos de gera o interligados rede de distribui o Se essa gera o fosse concentrada em determinado local da cidade por exempl
105. o aos diferentes agentes da sociedade as melhores pr ticas para a inser o de um grande n mero de GD em sistemas de distribui o 3 3 GERA O DISTRIBU DA COM SISTEMAS SOLARES FOTOVOLTAICOS GDFV Dentre as diversas fontes de energia existentes e g e lica biomassa pequena central hidrel trica e mar motriz os sistemas solares fotovoltaicos representam um tipo de GD por excel ncia pois quando instalados nos telhados das unidades consumidoras sua distribui o geogr fica torna se mais espalhada que as demais fontes Assim a GDFV uma tecnologia adequada para utilizar como exemplo dos impactos que a GD causa na rede de distribui o Nessa se o apresentam se o crescimento dos sistemas fotovoltaicos no mundo suas diferentes configura es e como ocorre sua conex o rede el trica 3 3 1 Crescimento da Utiliza o da GDFV A produ o de energia el trica a partir do Sol baseia se no efeito fotoel trico Quando um material sens vel a esse efeito tipicamente uma placa de sil cio devidamente tratada exposta irradi ncia solar uma diferen a de potencial cont nua gerada em seus terminais As c lulas solares podem ser associadas em s rie para maiores tens es e ou em paralelo para maiores correntes Por n o possuirem elementos rotativos os pain is fotovoltaicos n o geram barulho durante seu funcionamento e nem emitem res duos n o afetando o meio ambiente 5 Desde o ano 2000 os sistema
106. o descentralizada de eletricidade para reas rurais isoladas In ENCONTRO DE ENERGIA NO MEIO RURAL 3 2000 Campinas Proceedings online Available from lt http www proceedings scielo br scielo php script sci arttext amp pid MSC00000000220000 00100024 amp lIng en amp nrm abn gt Acesso em 08 de Mar o de 2009 SANTOS W F ZUKOWSKIJR J C Gera o de energia descentralizada alternativa para comunidades Isoladas no Estado do Tocantins In Congresso Cientifico 5 e Jornada Cientifica Pesquisa Interdisciplinar 7 2007 Palmas Anais Palmas 2007 p 48 51 SANTOS W F ZUKOWSKI JR J C NOBREGA S L de MAR ON R O A energia e lica como alternativa para comunidades isoladas na regi o norte do Brasil In CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA AGR COLA 28 2009 Juazeiro PA Petrolina PE Anais Juazeiro PA Petrolina PE 2009 CD ROM 180 ZUKOWSKI JR J C MAR ON R O Gera o descentralizada de energia Aplicada ao processo produtivo de pequenas comunidades Agr colas isoladas In IV congresso Cientifico e V Jornada cientifica Etica amp Ci ncia 2005 Palmas 2005 v 1 p 137 379 ZUKOWSKI JR J C SANTOS W F MAR ON R O NOBREGA S L de A Disponibiliza o de energia el trica atrav s de um sistema h brido e lico fotovoltaico em uma comunidade isolada na regi o do Jalap o munic pio de mateiros estado do Tocantins In CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA AGR COLA 28 2009 Juazeiro P
107. o e a hidr lise e convers o f sico qu mica utiliza t cnicas para disponibiliza o de lip dios atrav s da compress o e esmagamento de mat rias vegetais diversas e extra o dos leos vegetais que posteriormente sofrer o transforma o qu mica dentre outros como transesterifica o esterifica o e craqueamento VERINGA 2000 LORA e VENTURINI 2010 ainda enfatizam que as rotas tecnol gicas para a fabrica o dos biocombust veis s o geralmente classificadas em primeira segunda e terceira gera o E comentam e Rotas de primeira gera o biodiesel etanol e biog s por vias convencionais O biodiesel obtido a partir de leos provenientes de plantas oleaginosas colza girassol palma r cino utiliza processos tais como a transesterifica o ou craqueamento para a convers o dos leos vegetais em um combust vel apto para motores e Rotas de segunda gera o produtos obtidos a partir de mat rias primas lignocelul sicas Neste caso os biocombust veis podem ser obtidos atrav s de processos como a gaseifica o e digest o anaer bica Nem todas as rotas de segunda gera o mostram os autores est dispon vel comercialmente devido aos custos de produ o ser ainda invi veis mas espera se nos pr ximos anos que estas tecnologias atinjam a escala industrial Ressaltam ainda que a principal vantagem desta rota seja a n o utiliza o de alimentos como mat rias primas como o caso de v rios proce
108. o e condu o de algumas etapas do Projeto Quintal Verde Para o estudo da viabilidade de implanta o de biodigestores foram utilizados dados secund rios sistematizados atrav s de consulta a livros internet e rg os governamentais objetivando definir conceitos e organizar informa es que possibilitem a elabora o de uma proposta simples econ mica vi vel e que leve em considera o as caracter sticas da agricultura familiar Para coletar os dados para o desenvolvimento dos estudos propostos foram realizadas entrevistas com t cnicos do Instituto de Desenvolvimento Rural do Estado do Tocantins RURALTINS e consultados endere os eletr nicos da Secretaria de Agricultura do Estado do Tocantins SEAGRO Secretaria de Planejamento SEPLAN entre outros Posteriormente os dados obtidos foram analisados e sistematizados de forma a fundamentar os resultados obtidos e transferir de modo fiel a experi ncia do estudo de caso e a viabilidade da implanta o de biodigestores com a finalidade de que o leitor possa reproduz los caso necess rio Este estudo apresenta a implanta o de tecnologias apropriadas como solu o para os problemas dos agricultores familiares ou comunidades Para tanto foi detalhado o estudo de caso do projeto Quintal Verde utilizando Sistema Mandala implantado na comunidade Quilombola Lagoa da Pedra localizada no munic pio de Arraias TO e um estudo simulado sobre a viabilidade de implanta o de biodigesto
109. o que analisa qual combust vel est sendo utilizado e informa ao motor que ajusta o sistema de inje o e igni o para melhorar a condi o da queima No Brasil a tecnologia baseia se nas diferen as existentes em duas das caracter sticas f sico qu micas do etanol e da gasolina octanagem e rela o estegquiom trica e usam os mesmos diversos 251 sensores funcionais que todos os ve culos modernos j t m sensores de press o e temperatura do ar de vaz o do combust vel de carga rota o e de detona o do motor e de oxig nio do g s de escapamento Esta t cnica torna o processo eficaz pois o combust vel queimado primeiro na c mara de combust o sendo poss vel identific lo e realizar os ajustes sem a utiliza o do sensor de identifica o Desta forma a ind stria brasileira disponibiliza um ve culo flex fuel pelo mesmo pre o de um ve culo que pode utilizar somente o etanol como combust vel 1 Atrav s da facilidade de acessibilidade a estes ve culos o Brasil j ultrapassou o quantitativo de 7 milh es de autom veis flex fuel 9 e pelo fluxo cont nuo de produ o e venda a tend ncia que este n mero aumente exponencialmente Gr f 02 O mais recente relat rio elaborado pela ANFAVEA demonstra que em 2009 as vendas de ve culos no Brasil atingiram a marca de 2 874 077 sendo que deste montante 2 500 000 foram autom veis dotados da tecnologia flex fuel Gr f 03 ou seja aproximadamente
110. o tempo de utiliza o do leo varia de um estabelecimento para outro principalmente pela falta de legisla o que determine a troca do leo usado Por essa raz o considerando a grande diversidade de estabelecimentos que utilizam esses leos dif cil fazer um levantamento preciso da disponibilidade desse res duo em grandes centros urbanos E IVIG 2001 sugere que a concilia o do uso de insumos residuais j dispon veis nos aglomerados urbanos com insumos cultivados seria uma op o para a produ o de combust vel para o transporte rodovi rio urbano Enfatiza ainda que nesse caso poss vel explorar o uso de leos residuais de fritura como complemento fabrica o de biodiesel a partir de leo de soja que representa cerca de 90 da produ o de leos comest veis no Brasil 6 5 POTENCIALIDADES DAS MAT RIAS PRIMAS POR REGI O O Brasil por sua extens o territorial e sua localiza o geogr fica possui caracter sticas favor veis para o cultivo de variadas culturas com potencial para produ o de biocombust vel A figura 07 mostra as principais oleaginosas para produ o de biocombust vel por regi o brasileira O potencial brasileiro para produ o de biocombust veis se expande para o nordeste onde al m da cana de a car poss vel cultivar mamona amendoim gergelim baba u entre outras oleaginosas PERES 2006 Segundo Fran a 2008 a regi o Nordeste uma rea tradicional de produ o
111. ou CaC de xido s lido solid oxide fuel cell SOFC 6 CaC de xido s lido de temperatura intermedi ria intermediate temperature solid oxide fuel cell ITSOFC 7 CaC alimentada diretamente com metanol direct methanol fuel cell DMFC 8 CaC alimentada diretamente com etanol direct ethanol fuel cell DEFC O hidrog nio o combust vel mais adequado e todas as CaCs podem funcionar com esse g s Todavia conforme j mencionado outros combust veis tamb m podem ser utilizados O Quadro 06 apresenta as rea es totais nas CaCs para diversos combust veis Ouadro 06 Reac es nas CaCs em Func o do Tino de Combust vel Combust vel Rea o total Hidrog nio H2 H 40 H O Metanol CH 0H CHOH 320 gt 2H 0 CO Etanol C Hs0H C Hs50H 30 gt 3H 0 2005 Mon xido de carbono CO CO 20 gt CO Metano CH4 CH 20 gt 2H 0 CO Fonte TOLMASQUIM 2003 modificado O Quadro 07 apresenta as rea es que ocorrem no anodo e no catodo de cada tipo de CaC apresentado al m de algumas outras informa es importantes acerca desses tipos de CaCs Ap s o Quadro 07 apresenta se a seguir em complementa o s informa es do Quadro 07 uma descri o sum ria de cada um dos tipos apresentados de CaCs sub itens 9 4 1 a 9 4 8 311 Quadro 07 Caracter sticas das CaCs Tipo de Temperatura os C E
112. pode ser realizada atrav s de pulveriza o ou fertirriga o devendo o produto ser dilu do nas propor es de 1 10 uma parte de biofertilizante e 10 partes de gua com aplica es semanais A praticidade na constru o condu o e utiliza o desta tecnologia associada aos benef cios econ micos e ambientais que proporciona torna este modelo real e aplic vel s condi es da agricultura familiar e pequenas comunidades rurais tendo como consequ ncia o aumento da produtividade de lavouras e hortas al m da gera o alternativa de energia promovendo assim a melhoria da qualidade de vida da popula o rural 1 6 CONSIDERA ES FINAIS Atrav s da dissemina o de tecnologias apropriadas nas comunidades rurais familiares e das cidades poss vel a explora o de recursos naturais pr existentes de forma eficiente por serem de f cil aplica o e baixo custo A implanta o de hortas comunit rias prima pela seguran a alimentar dos produtores e suas fam lias al m de gerar excedentes que comercializado em feiras livres aumentando a variedade de produtos oferecidos comunidade A utiliza o de biodigestor para gera o de energia auxilia na sustentabilidade da propriedade rural por permitir a obten o de energia de forma barata r pida eficaz e de f cil utiliza o O fertilizante natural produzido com o biodigestor leva a diminui o dos custos de produ o e preserva o meio ambiente por eliminar a neces
113. pp 21 35 1981 M O NA TERRA BLOGSPOT 2008 Projeto M o na Terra Dispon vel em lt http maonaterra blogspot com 2008 09 01 archive html gt Acesso em 27 de Mar o de 2010 MDA Minist rio do Desenvolvimento Agr rio C mara aprova MP do biodiesel e mant m redu o de impostos para agricultura familiar 10 03 2005 Dispon vel em lt http www mda gov br portal index show index cod 134 codInterno 6206 gt Acesso em 05 de Maio de 2008 TURDERA M E V DANILO Y Estudo da viabilidade de um biodigestor no munic pio de dourados An 6 Enc Energ Meio Rural 2006 Dispon vel em lt http www proceedings scielo br scielo php pid MSC0000000022006000100062 amp script s ci arttext gt Acesso em 11 de Abril de 2010 NOGUEIRA L A Biodigest o A alternativa energ tica S o Paulo Nobel 1986 93p PASSINI J J Gera o e comunica o de inova es tecnol gicas para a agricultura familiar Disserta o de Mestrado CEFET PR Unidade de Curitiba 1999 Dispon vel em lt http www ppgte ct utfpr edu br dissertacoes 1999 passini pdf gt Acesso em 18 de Mar o de 2010 QUADROS D G et al Biodigest o anaer bia de dejetos de caprinos e ovinos em reator cont nuo de PVC flex vel Rev bras eng agr c ambient online 2010 vol 14 n 3 pp 326 332 ISSN 1415 4366 lt Dispon vel em http www scielo br scielo php pid S1415 43662010000300014 amp script sci arttext amp tIng gt Acesso em 11 de Abril de
114. que uma tecnologia adequada para converter diversos res duos agr colas em energia devido a suas vantagens inerentes de flexibilidade de combust vel baixas temperaturas e condi es isot rmicas de opera o A fluidiza o uma opera o em que um s lido entra em contato com um l quido ou um g s de maneira tal que o conjunto adquire caracter sticas similares s de fluidos de modo que as taxas de transfer ncia de massa e energia s o elevadas Desta forma um reator de leito 197 fluidizado consiste em uma c mara de rea o que cont m part culas suportadas por uma placa distribuidora e mantidas em suspens o por um fluido que as atravessa em sentido ascendente Angel et al 2009 estudaram a tecnologia de leito fluidizado com casca de arroz e obtiveram cinza amorfa a partir destas cascas com baixo teor de carbono n o queimado em intervalos curtos de rea o A partir da combust o da biomassa das cascas foi gerado calor que pode ser utilizado em diversos processos industriais A temperatura de combust o pode ser controlada com base na rela o ar combust vel no reator de leito fluidizado e por consequ ncia gerar res duos com caracter sticas distintas A gaseifica o re ne algumas vantagens quanto ao seu uso a As cinzas e o carbono residual permanecem no gaseificador diminuindo assim a emiss o de particulados b Alta efici ncia t rmica variando de 60 a 90 dependendo do sistema implementado
115. que n o tenha esta atividade como sua atividade principal mesmo porque a remunera o somente a t tulo de contribui o No entanto aumentando a produ o algu m dever ser respons vel por fazer as negocia es transporte para os centros de comercializa o gerando empregos diretos e indiretos desta atividade Por outro lado membros da comunidade que outrora tinham tempo ocioso poder o utilizar a oficina comunit ria para a produ o e aumentar sua renda Outro aspecto a considerar que alguns membros da comunidade t m deixado a regi o devido falta de op o principalmente os filhos e netos que est o tendo acesso educa o formal A vida agropastoril n o lhes parece atrativa porque n o propicia acesso aos itens dispon veis nas cidades vizinhas Mateiros e S o Felix Com a demanda produtiva estes poder o permanecer na localidade e periodicamente dirigirem se as cidades como op o de lazer ou de compras de outros produtos que n o est o dispon veis na comunidade 177 5 8 3 An lise de Viabilidade Econ mica Sob o ponto de vista social e tecnol gico este tipo de sistema totalmente replic vel no entanto sob o ponto de vista econ mico nem sempre estes sistemas de gera o isolados apresentam se economicamente vi veis apesar de ser uma solu o quase obrigat ria em certas circunstancias Por tanto fazer uma an lise mesmo que rudimentar de viabilidade econ mica se faz necess rio para verific
116. rio Noi Figura 06 Demandas Residenciais e Comerciais Negativas quando GDFV 06 Utilizada Injetando Pot ncia na Rede de Distribui o Isso PAULO puowirga MIVUDUIHVIALUD uu IUIVI O uu owwa UU upuiwvuiyau m Carga residencial apesar de injetar pot ncia na rede de distribui o por mais tempo n o reduziu sua 6 A irradi ncia corresponde ao fluxo de pot ncia da energia solar por unidade de rea fornecida em W m 84 demanda m xima a qual ocorre por volta de 20h00 quando as pessoas retornam do trabalho e utilizam entre outros equipamentos chuveiros el tricos torradeiras fornos de microondas e ilumina o Como nesse hor rio n o h mais irradi ncia solar os sistemas fotovoltaicos sem acumula o de energia n o contribuem para a redu o da demanda m xima residencial Essa quest o pode ser contornada com a utiliza o de coletores solares em conjunto com pain is fotovoltaicos Nessa configura o al m de gerar eletricidade durante o dia energia t rmica armazenada na gua possibilitando que os chuveiros quentes possam funcionar sem eletricidade reduzindo assim a demanda m xima residencial 3 2 5 Instrumentos Normativos Apesar de a GD ser uma forma de gera o de energia recente j existem instrumentos normativos internacionais e nacionais que visam regular sua conex o rede de distribui o Podem se citar como exemplos as normas IEEE Std 1547 2003 IEEE Standard for Interconnecti
117. s rico em hidrog nio usufruem da vantagem de n o necessitarem realizar a reforma do combust vel 10 5 2 Pilha de c lulas 319 A pilha de c lulas indicada no esquema pode ser uma CaC completa conforme descri o anterior ou um conjunto de CaCs formado para a obten o de um resultado coletivo com maior pot ncia 10 5 3 Condicionador de Pot ncia o conjunto de equipamentos que converte a energia em CC gerada pela CaC para a forma de corrente alternada CA normalmente trif sica a ser utilizada pelas cargas el tricas Sendo assim o condicionador de pot ncia constitu do principalmente por inversores est ticos CC CA 10 5 4 O Hidrog nio como Combust vel das CaCs O hidrog nio o combust vel b sico utilizado nas CaCs seja na forma pura ou na forma derivada de outros combust veis tais como os hidrocarbonetos os lcoois e o carv o Nas CaCs abastecidas com H as rea es eletroqu micas que se processam s o bem simples n o produzindo subst ncias derivadas do carbono CO e CO2 do enxofre SO2 ou do nitrog nio NOs potenciais agentes contaminadores dos componentes internos das CaCs O hidrog nio como combust vel exerce o importante papel de transportador de energia proporcionando o armazenamento e a transmiss o da energia por meio de linhas de dutos ou pelo seu armazenamento em recipientes adequados com press o compat vel com a necess ria ao consumo Al m disso trata se de um combust
118. serem submetidos ao processo de reforma para a produ o de g s rico em H2 Todavia devem ser tomadas precau es para evitar o envenenamento e a deteriora o do anodo pelo CO ou pelo g s sulf drico H2S que podem ser liberados no processo de reforma Para proporcionar maior atividade das rea es eletroqu micas as PAFCs requerem o emprego de catalisadores base de metais nobres como a platina o que representa grande desvantagem pelo alto custo envolvido N o obstante essa desvantagem o cido fosf rico 314 oferece algumas vantagens como a excelente estabilidade t rmica qu mica e eletroqu mica e a baixa volatilidade para temperaturas superiores a 150 C A vantagem desse tipo de c lula a constru o relativamente simples com base em materiais produzidos a partir de processos amplamente dominados pela ind stria A principal aplica o das PAFCSs d se nas centrais de co gera o de 50 kW a 1 000 kW para instala o nas depend ncias do consumidor e destina se ao suprimento de eletricidade e calor para estabelecimentos comerciais conjuntos residenciais e pequenas ind strias O calor obtido pela recupera o parcial ou total do calor residual gerado no processo pode ser utilizado para aquecimento de gua ou para ar condicionado mediante processo de absor o Esses s o os maiores segmentos relevantes do mercado identificados at o presente como economicamente vi veis para a utiliza o desse tipo de C
119. sistemas h bridos s o via de regra utilizadas mais de uma fonte prim ria e ou mais de uma tecnologia de gera o Todavia necess rio esclarecer que algumas tecnologias de gera o de energia el trica est o inequ voca e definitivamente vinculadas a uma nica fonte prim ria de energia como o caso dos pain is 30 Universidade de Bras lia UnB FT ENE GSEP E mail mauroseverinoOene unb br Universidade de Bras lia UnB FT ENE GSEP E mail mago O ene unb br 266 fotovoltaicos que sempre gerar o energia el trica pela convers o da energia proveniente da radia o solar Alguns autores sintetizam informa es que permitem compara es entre as diferentes formas de GD Essas informa es permitem o in cio da discuss o relativa ao assunto e a visualiza o mais abrangente de muitas dessas formas conforme exemplos a seguir Na literatura especializada da rea s o citadas com diferentes classifica es diversas fontes prim rias de energia e tecnologias pass veis de serem utilizadas para a GD que incluem pequenas turbinas a g s motores rec procos associados a geradores s ncronos ou de indu o energia geot rmica pequenas centrais hidrel tricas PCHs energia e lica energia solar fotovoltaica energia solar t rmica c lulas a combust vel armazenamento em baterias capacitores volantes de in rcia e supercondutores microturbinas a g s co gera o heliot rmica energia dos oc
120. solar insuficiente ou inexistente Esse tipo de sistema tem sido utilizado para a alimenta o de instala es isoladas possibilitando v rios projetos sociais agropastoris de irriga o e de comunica es As caracter sticas positivas dos 280 sistemas fotovoltaicos que incluem a modularidade os baixos custos de manuten o a longa vida til e principalmente a disponibilidade de longo prazo e a gratuidade da utiliza o da fonte prim ria de energia tornam esses sistemas de grande relev ncia para as instala es isoladas SEVERINO 2008 As tr s figuras a seguir obtidas em DOE 2007 mostram aplica es de sistemas fotovoltaicos alimentando instala es isoladas A Figura 04 mostra um sistema utilizado para bombeamento de gua na zona rural do estado do Wyoming nos EUA a Figura 05 mostra um sistema fotovoltaico port til altamente tolerante a baixas temperaturas que opera na regi o da Ant rtica provendo ilumina o de seguran a para pouso de avi es de carga a Figura 06 mostra um sistema fotovoltaico instalado em um centro de sa de de uma pequena vila na ndia provendo eletricidade para refrigeradores contendo rem dios e vacinas para ilumina o e para outras necessidades importantes Mais recentemente os sistemas fotovoltaicos s o utilizados de forma integrada rede el trica operando como usinas geradoras em paralelo com as usinas convencionais Nesse caso dispensa se o sistema de armazenamento energ tico
121. ssicas e algumas vezes extremamente competitivas como as PCHs e fontes com enorme potencial de crescimento como as usinas de gera o a biomassa sucroalcooleiras Esse autor justifica o preconceito atual em rela o GD no Brasil e no mundo com base na heran a de sistemas fortemente regulados e com base na gera o centralizada Considerando se a possibilidade aqui destacada ressalta se neste trabalho que no entendimento do que seja fonte alternativa n o h espa o para o preconceito nem para a subestima o do potencial e das qualidades dessas fontes conforme se verifica no restante deste texto Finalmente a defini o de fontes alternativas apresentada restringe o foco sobre a produ o em pequena escala considerando provavelmente que as grandes fontes energ ticas de determinada localidade s o as convencionais Todavia para tornar o conceito de fontes alternativas de energia mais abrangente a quest o relativa escala ser desconsiderada neste trabalho deixando aberta a possibilidade de que as fontes alternativas tornem se mais efetivas na gera o el trica que as fontes convencionais Toda essa an lise remete para a seguinte proposta de defini o SEVERINO 2008 Uma fonte alternativa de energia aquela cuja utiliza o para a gera o de energia el trica relativamente nova na respectiva rea geogr fica n o sendo portanto utilizada tradicionalmente com essa finalidade e por isso n o contribui
122. t m mais apoio popular que projetos de outras organiza es GRUBB apud ACKERMANN ANDERSSON e S DER 2001a Apesar disso as grandes empresas de gera o est o cada vez mais interessadas no assunto fato j anunciado por Dunn e Flavin 2000 ao citarem os investimentos feitos por empresas gigantes como a BP Amoco ea General Electric De fato n o h nenhuma raz o bvia para que a GD deva ser limitada a propriet rios independentes N o obstante esses fatos importante enfatizar que os aspectos de propriedade da GD podem ser imprescind veis para o desenvolvimento dela porque a propriedade solicita investimentos e aponta para lucros e controle de utiliza o que uma forma de poder Em raz o disso Ackermann Andersson e S der 2001a n o consideram a propriedade fator relevante para a defini o de GD opini o que seguida neste trabalho Mesmo assim interessante adotar se uma classifica o de GD quanto propriedade para uso futuro A figura 09 sintetiza a proposta de classifica o de GD quanto a esse aspecto feita aqui Acerca da quantidade total de GD vinculada a uma rede de distribui o alguns autores acreditam que a GD caminha para a gera o de energia completamente descentralizada que n o requereria portanto linhas de transmiss o nem grandes usinas geradoras centralizadas MILBORROW apud ACKERMANN ANDERSSON e S DER 2001a As maiorias dos autores entretanto mais conservadores cr em que a GD ser
123. tipo de conversor utilizado Quando o controlador opera no esquema de controle de tens o ao tentar manter a tens o est vel durante uma falta uma corrente elevada disponibilizada principalmente se possuir sistema de armazenamento de energia Esse esquema de controle comum em sistemas isolados isto n o conectados rede el trica Os conversores conectados rede de distribui o utilizam tipicamente o esquema de controle de corrente o qual n o gera incremento de corrente durante a falta Al m disso os conversores s o normalmente equipados com rel s de subtens o e sobrecorrente visando identificar uma falta e cessar sua contribui o para a corrente de curto circuito 10 Os dispositivos de eletr nica de pot ncia instalados no conversor permitem sua r pida desconex o da rede caso detectem algum dist rbio que exija esta a o al m de poderem ser instantaneamente reconectados 11 3 4 5 Comportamento da GD perante Dist rbios na Rede de Distribui o Conforme exemplificado na se o 3 3 um conjunto de unidades consumidores do tipo residencial conectado a um alimentador possui um potencial de instala o de GD de aproximadamente 10 MVA considerando se apenas a irradi ncia solar Se a subesta o possuir 10 alimentadores a quantidade de GD instalada da ordem de 100 MVA Caso ocorra algum dist rbio na subesta o toda a GD instalada pode ser simultaneamente afetada 3 4 5 1 Efeito da Desconex
124. trica especialmente por rede el trica convencional Esse o caso da alimenta o el trica de instala es isoladas ou seja n o atendidas por nenhuma rede el trica 122 convencional As instala es aqui referidas podem localizar se em rea pr xima a uma rede el trica convencional mas com obst culos geogr ficos que tornam a conex o a essa rede demasiadamente cara em rea remota ou seja muito distante das redes el tricas convencionais o que torna a conex o com alguma dessas redes tamb m muito cara em rea de prote o ambiental permanente garantida por lei o que torna imposs vel a conex o a uma rede el trica convencional mesmo que pr xima em raz o da ilegalidade da constru o de linha el trica As utiliza es que t m prop sito social s o de dif cil classifica o haja vista a enorme quantidade de possibilidades distintas e a subjetividade na an lise de cada uma delas Mesmo reconhecendo essa dificuldade apresenta se neste trabalho uma proposta de classifica o dessas poss veis utiliza es ainda com foco no prop sito agora mais espec fico Para obt la necess rio que se responda seguinte nova pergunta para que as pessoas que vivem em locais n o atendidos por uma rede el trica convencional utilizam a energia el trica gerada claro que tamb m neste caso existem muitas respostas a essa simples pergunta que incluem as mostradas a seguir D Alimenta o de cargas el t
125. trica que utilizam tens es superiores a 110 kV A Companhia Energ tica de Bras lia CEB por exemplo possui diversas linhas de distribui o de 138 kV alimentando subesta es abaixadoras em reas urbanas 130 e M dia GD de 5 MW a 50 MW e Grande GD de 50 MW a aproximadamente 300 MW Para Lora e Haddad 2006 essa classifica o feita com base na realidade dos EUA e da Europa n o integralmente adequada ao Brasil pois dependendo do autor brasileiro a GD geralmente limitada a pot ncias instaladas que variam de 30 MW a 50 MW Assim mesmo utilizando a nomenclatura anterior sugerem a seguinte classifica o e Micro GD at 10 kW e Pequena GD de 10 kW a 500 kW e M dia GD de 500 kW a 5 MW e Grande GD de 5 MW a 100 MW O quadro 01 apresenta tr s propostas de categorias a proposta de Ackermann Andersson e S der 2001a a de Lora e Haddad 2006 e a deste trabalho uma adapta o dessas duas classifica es para flexibilizar o limite m ximo de 30 MW definido pelo Decreto n 5 163 2004 BRASIL 2004 para a GD Para Willis e Scott 2000 a express o dispersed generation em l ngua portuguesa gera o dispersa designa um caso particular de GD com pot ncias na faixa de 10 kW a 250 kW Para outros autores a faixa correspondente gera o dispersa de 1 kW a 1 MW ACKERMANN ANDERSSON e S DER 2001a Quadro 01 Categorias de Pot ncia de GD Refer nci
126. uma compara o ambiental muito dif cil s o as diferentes percep es relativas ao risco inerente s usinas nucleares e as relacionadas aos impactos visuais e sonoros e s exig ncias de extens o territorial das turbinas e licas por exemplo Sendo assim as tecnologias que podem ser utilizadas para GD n o podem ser descritas de modo gen rico como ambientalmente amig veis Todavia no que diz respeito ao aspecto ambiental mais importante nos dias de hoje o efeito estufa o conjunto de todas as tecnologias de GD leva a emiss es significativamente menores que as relacionadas s tecnologias com base no carv o a mais poluente segundo a tabela 03 Em raz o desses argumentos Ackermann Andersson e S der 2001a defendem que esse aspecto n o relevante para a defini o de GD opini o seguida por El Khattam e Salama 2004 e pelo que se pode concluir por todos os autores e institui es propositores das defini es exemplo haja vista que nenhuma delas explicita o impacto ambiental da GD Ent o neste trabalho tamb m ser feita esta considera o Todavia interessante adotar se uma classifica o de GD quanto ao impacto ambiental para uso futuro A figura 07 a seguir sintetiza a aqui proposta classifica o de GD quanto ao impacto ambiental feita com base em informa es da tabela 03 Essa classifica o devidamente adaptada tem potencial para possibilitar compara es objetivas entre diferentes projetos de GD
127. utilizar mais de meio de litro de leo diesel ou praticamente um litro de lcool carburante Este fato associado facilidade de obten o de mat rias primas para produ o do biog s e biofertilizante consolida a efic cia desta tecnologia apropriada tendo em vista a dificuldade de acesso a estas fontes energ ticas e ainda os pre os elevados muitas vezes inacess veis aos agricultores As principais mat rias primas utilizadas nos biodigestores s o o esterco bovino equino e su no e a cama de frango Segundo Trani 2008 a produ o m dia di ria de esterco desses animais bem significativa Uma vaca pesando 453 kg produz 23 5 kg de esterco por dia um cavalo de 385 kg produz 16 3 kg um porco de 72 kg produz 3 4 kg de esterco e um frango pesando 1 6 kg produz 100g de esterco urina Sendo assim Nogueira 1986 apresenta o potencial de produ o do biog s em fun o do tipo de esterco de alguns animais tabela 3 Tabela 03 Produ o de Biog s em Fun o do Tipo de Esterco MA TERIAL m de a ea org nico Esterco fresco bovino 0 04 Esterco seco de galinha 0 43 Esterco seco de su no 0 35 Fonte Nogueira 1986 40 Atrav s destes dados podemos supor uma situa o hipot tica para compreender o potencial de gera o de biog s atrav s de um biodigestor para uma fam lia rural que possua 05 vacas 02 equinos 04 Su nos 15 frangos 1 Biog s gerado atrav s dos dejetos das vacas considerand
128. vis o denominada pluralista a qual preceitua uma abordagem ampla de interpreta o de rela es econ micas indo daquilo que popularmente rotulado de vis o conservadora at o outro extremo em que se alojam pensadores considerados her ticos A s ntese interpretativa dessas correntes vai propiciar o melhor e mais amplo dom nio da teoria econ mica necess ria compress o de seus fen menos Esse mesmo economista n o pode prescindir de conhecer por exemplo fen menos termodin micos ainda que sejam seus rudimentos b sicos Por outro lado as v rias modalidades de engenharia n o podem e n o devem prescindir de conhecimentos sobre investimentos custos e os reflexos de suas atividades na sociedade Como um exemplo tendendo ao banal em uma conturba o como a da cidade de S o Paulo pode se verificar o peso da interdisciplinaridade quando se trabalha na tentativa de solucionar problemas decorrentes de melhorias no transporte Uma pletora de conhecimentos espec ficos acionada Entram nessa equipe solucionadora t cnicos e mesmo cientista das mais variadas modalidades com um nico e definido objetivo atender as necessidades sociais Em quest es sobre energia d se o mesmo Ocorre que em fun o das transforma es resultantes do processo de globaliza o dos sistemas financeiro e produtivo a ci ncia e a tecnologia caminham na mesma dire o muitas vezes a reboque mas na maioria das vezes conduzindo o processo Dentro dess
129. 0 16 TUDO SOBRE Motor explos o Dispon vel em lt http www adorofisica com br trabalhos fis equipes maquinasavapor motorexplosao htm gt Acesso em 08 de Maio de 2010 17 SEBRAE Servi o de apoio s Micro e Pequenas Empresas de Santa Catarina Perguntas Frequentes Dispon vel em lt http www sebrae sc com br faq default asp vcdtexto 461 1 amp SE SE gt Acesso em 08 de Maio de 2010 18 CULTURA BRASIL Sobre Rudolf Diesel o verdadeiro criador do motor que n o usava derivado de petr leo Dispon vel em lt http www culturabrasil com br programas radarcultura limbo sobre rudolf diesel o verdadeiro criador do motor que nao usava derivado de petroleo gt Acesso em 08 de Maio de 2010 19 Brummett C Kanezaki N Maruyama T Shimizu T Society of Automotive Engineers Special Publication SP 2004 SP 1847 37 20 C mara J 2006 Monitoramento eletr nico da mistura ar combust vel em motores de combust o interna ciclo Otto 171 p Disserta o Mestrado em Mecatr nica Universidade Federal da Bahia Salvador BA 21 Sachs I The energetic revolution of the 21 Century Estud av online 2007 vol 21 n 59 pp 21 38 ISSN 0103 4014 22 Terra H Como construir montar e operar uma microdestilaria de lcool combust vel etanol de capacidade de 100 litros dia Dispon vel em lt http issuu com anselmocassiano docs fabrica de alcool combustivel gt Acesso
130. 0 Sinal Converter Type MASS 3000 Manual t cnico apresentado pela empresa Danfoss Ltda S o Paulo SP ELETROBR S 1985 Manual de Pequenas Centrais Termoel tricas vers o preliminar 2 vol ELETROBRAS Rio de Janeiro ELETROBR S PLANO 2015 1993 Projeto 4 Oferta de Energ a El trica Tecnolog as Custos e Disponibilidade Sub projeto 4 Biomassa Florestal ELETROBRAS Rio de Janeiro GOOD L Como a Cogera o Pode Beneficiar o Brasil Revista ABRAVA p 26 34 set 199 GRASSI G 1993 Present and Future Situation of Bioenergy in the E C Strategy for Biomass Implementation apresenta o feita no VI Congresso Brasileiro de Energ a Rio de Janeiro HAL SZ J Z Princ pios Termodin micos do Ciclo de Refrigera o por Absor o UNICAMP Publica o FEC 54 89 1989 HALL D O 1991 Biomass Energy Energy Policy October Butterworth Heinemann Ltd London HUFFORD P E Absorption Chillers Improve Cogeration ASHRAE Journal p 46 53 mar 1992 HUFFORD P E Absorption Chillers Maximize Cogeration Value Symposium on New Application and Development of Absorption Cycles Transaction of the ASHRAE v 97 p 428 33 1991 IZQUIERDO M Refrigeraci n de Autobuses Urbanos e Interurbanos Utilizando como Fuente de Energia el Calor Residual del Motor In Proc Conf Int ECOS 9 Espanha Zaragoza 1992 13 JABARDO J M S Am nia em Sistemas Frigor ficos Revista ABRAVA S o Paulo n 137 p 17 32 jan
131. 00 kWh m uma superf cie no deserto do Saara recebe cerca de 2 600 kWh m em m dia por ano o que representa o dobro da m dia europ ia O Brasil possui tima radia o solar principalmente no nordeste Na regi o do semi rido nordestino est o os valores mais altos de radia o que chegam faixa de 200 W m a 250 W m de pot ncia cont nua o que equivale faixa de 1 752 kWh m a 2 190 kWh m por ano de radia o incidente Com isso o local pode ser considerado uma das regi es do planeta com maior potencial de gera o el trica a partir da energia solar SEVERINO 2008 10 2 2 Energia Solar fotovoltaica A gera o de energia el trica a partir da energia solar pode ocorrer de duas formas a indiretamente por meio do uso do calor para gerar vapor que expandindo se em turbina a vapor aciona um gerador el trico em uma usina termel trica constituindo os sistemas termossolares b diretamente por meio do uso de pain is fotovoltaicos constituindo os sistemas fotovoltaicos Com isso importante ressaltar que no caso da energia solar a mesma fonte de energia pode suprir duas diferentes formas de gera o el trica No primeiro caso diferentes tecnologias poderiam ser utilizadas para gerar eletricidade em processo termel trico No segundo caso apenas uma tecnologia habilita se para tal os pain is fotovoltaicos sendo assim esta ltima situa o dispensa a diferencia o terminol gica entre fonte e t
132. 2 Dispon vel em lt www portalh2 com br gt Acesso em 26 de Maio de 2008 REIS Lineu Belico dos Gera o de energia el trica tecnologia inser o ambiental planejamento opera o e an lise de viabilidade 3 ed Barueri Manole 2003 REIS Lineu Belico dos SILVEIRA Semida Org Energia el trica para o desenvolvimento sustent vel introdu o de uma vis o multidisciplinar 2 ed S o Paulo Edusp 2001 RODR GUEZ Carlos Roberto Cervantes Mecanismos regulat rios tarif rios e econ micos na gera o distribu da o caso dos sistemas fotovoltaicos conectados rede 2002 118 f Disserta o Mestrado em Planejamento de Sistemas Energ ticos Faculdade de Engenharia Mec nica Universidade Estadual de Campinas Campinas 2002 RUTHER Ricardo Edif cios solares fotovoltaicos o potencial da gera o solar fotovoltaica integrada a edifica es urbanas e interligada rede el trica p blica no Brasil Florian polis UFSC LABSOLAR 2004 RUTHER Ricardo LIVINGSTONE J Amorphous and crystalline silicon solar modules choices of technologies In CONFERENCIA SOLAR 93 Perth Australia Anais Perth Australian and New Zealand Solar Energy Society 1993 324 SCHEER Hermann Economia solar global estrat gias para a modernidade ecol gica Rio de Janeiro CRESESB CEPEL 2002 SEVERINO Mauro Moura Avalia o t cnico econ mica de um sistema h brido de gera o distribu da para atendimento a co
133. 2010 REVISTA GLOBO RURAL Passo a Passo Dispon vel em lt http revistagloborural globo com GloboRural 0 6993 EEC1693046 4528 3 00 html gt Acesso em 27 de Mar o de 2010 REVISTA GLOBO RURAL O c rculo da vida Edi o 224 Jun 04 Dispon vel em lt http revistagloborural globo com EditoraGlobo componentes article edg article print 1 39 16 738707 1641 1 00 html gt Acesso em 28 de Mar o de2010 REVISTA PRODU O ENGENHARIA Biodigestores na suinocultura uma an lise de viabilidade econ mica 2005 Dispon vel em lt www revistaproducaoengenharia org artigos 178 89 doc gt Acesso em 26 de Abril de 2010 RIGBY D amp BROWN S 2007 Whatever Happened to Organic Food Nature and the Market for Sustainable Food Capitalism Nature Socialism Vol 18 N 3 RODRIGUES I amp BARBIERI J C A emerg ncia da tecnologia social revisitando o movimento da tecnologia apropriada como estrat gia de desenvolvimento sustent vel Revista de Administra o P blica REP Rio de Janeiro 42 6 1069 94 nov dez 2008 RURALTINS Instituto de Desenvolvimento Rural do Tocantins Agricultura Familiar promove o desenvolvimento sustent vel no sudeste Tocantinense Conex o Tocantins 46 Assessoria de Imprensa 2008 Dispon vel em lt http conexaoto com br noticia agricultura familiar promove o desenvolvimento sustentavel no sudeste tocantinense 427 7 gt Acesso em 22 de Mar o de 2010
134. A Petrolina PE Anais Juazeiro PA Petrolina PE 2009 CD ROM 181 CAPITULO VI POSSIBILIDADES TECNOL GICAS DE APROVEITAMENTO DA BIOMASSA PARA PRODU AO DE BIOCOMBUSTIVEIS 182 POSSIBILIDADES TECNOL GICAS DE APROVEITAMENTO DA BIOMASSA PARA PRODU AO DE BIOCOMBUSTIVEIS Aymara Gracielly Nogueira Colen Fritz Glecymara Sousa Gomes Maria Alzira Garcia de Freitas Maristhela Ramos da Silveira Yolanda Vieira De Abreu RESUMO Esse cap tulo apresenta as possibilidades tecnol gicas de aproveitamento da biomassa para a produ o de biocombust veis Em seu tempo geol gico a escassez do petr leo previs vel no curso de um s culo estimulando assim pesquisas envolvendo fontes alternativas Dentre essas fontes a biomassa tem se destacado para produ o de biodiesel e etanol O emprego das tecnologias de convers o da biomassa em formas de energias est concentrado em duas rotas principais gera o de energia el trica e produ o de combust veis l quidos Esse estudo tem como objetivo apontar as mat rias primas de cada regi o mais adequada segundo suas caracter sticas e potencialidades quanto s condi es edafoclim ticas a produtividade e tamb m o poss vel aproveitamento dos seus subprodutos co produtos ou res duos que dependendo das caracter sticas f sico qu micas podem ser usados na ind stria aliment cia ind stria qu mica ind stria farmac utica entre outros Palavras chave Bi
135. A a enciclop dia livre Dispon vel em lt www pt wikipedia org gt Acesso em 30 de Abril de 2008 325
136. A poligera o consiste no uso do g s de gaseifica o tanto para processos de s ntese como para a gera o de eletricidade em uma nica planta No caso da via bioqu mica de convers o existe a op o de gaseificar os res duos de lignina LORA e VENTURINI 2010 6 3 4 Fermenta o um processo biol gico anaer bio em que os a cares de plantas como a batata o milho a beterraba e principalmente a cana de a car s o convertidos em lcool por meio da a o de microrganismos usualmente leveduras Em termos energ ticos o produto final o lcool composto por etanol e em menor propor o metanol e pode ser usado como combust vel puro ou adicionado gasolina at 25 em motores de combust o interna A produ o de bioetanol efetuada em bases comerciais por duas rotas tecnol gicas utilizando mat rias primas doces diretamente ferment veis como a cana de a car e a beterraba a ucareira ou mat rias primas amil ceas como o milho e o trigo cujo amido deve ser convertido em a cares sacarificado antes da fermenta o observado na figura 05 Biomassa Biomassa Biomassa A ucarada Amil cea Celul sica cana beterraba milho trigo mandioca em desenvolvimento Tritura o Extra o por Press o ou Difus o Hidr lise Enzim tica Hidr lise Enzim tica Solu o A ucarada Ferment vel Fermenta o Destila o Bioetanol Figura 05 Rotas Tecno
137. A principal diferen a que os sistemas de distribui o n o s o normalmente projetados para a conex o de geradores Por exemplo a conex o de GD produz uma mudan a na distribui o das correntes de falta o que pode provocar a necessidade de se reprojetar o sistema local de prote o contra faltas Ademais as redes de distribui o normalmente possuem configura o radial ou em loop e n o configura o em malha como as redes de transmiss o Ent o o fluxo de carga nas redes de distribui o normalmente unidirecional e h pouca ou nenhuma redund ncia CARDELL e TABORS apud ACKERMANN ANDERSSON e S DER 20014 Em segundo lugar linhas com tens es superiores a 69 kV como o caso de linhas de transmiss o e de algumas linhas de distribui o urbana t m baixa resist ncia el trica em compara o com linhas de distribui o com tens es de 13 8 kV ou inferiores Naquelas a 151 queda de tens o devida resist ncia relativamente pequena quando comparada ao mesmo efeito provocado pela reat ncia indutiva da linha logo a reat ncia o par metro mais importante para a defini o da queda de tens o Nestas a rela o entre resist ncia e reat ncia mais equilibrada raz o pela qual nessas linhas a resist ncia causa queda de tens o e perdas proporcionalmente grandes quando comparadas quelas das linhas de transmiss o ACKERMANN GARNER e GARDINER 1999 Dessa forma a conex o de fontes de GD
138. Bomba d gua Um reservat rio com capacidade de 2000L foi instalado para fornecer gua aos processos produtivos desenvolvidos na oficina comunit ria Fig 14 171 Figura 14 Reservat rio de gua Instalado junto Oficina Comunit ria Foram instaladas seis l mpadas de 11W cada de baixo consumo no galp o e uma na casa de baterias Foram instaladas tamb m quatro tomadas de tr s pontos A figura 15 mostra uma das l mpadas instaladas Figura 15 Luz de Baixo Consumo Instalada no Galp o 5 7 4 Instala o da Casa de Farinha O projeto gerar foi at a comunidade para apoiar o projeto descrito anteriormente No entanto a equipe que estava no local desenvolvendo aquele projeto desapareceu e deixou a comunidade sem alternativa para utilizar a energia disponibilizada 172 A equipe do projeto decidiu ent o instalar uma casa de farinha na comunidade disponibilizando algumas m quinas A casa de farinha tem alguns componentes b sicos m quina de ralar mandioca el trica prensa manual e forno secador rotativo movido a motor el trico Uma m quina de ralar mandioca com capacidade para 50kg h A m quina de ralar mandioca j foi levada para a comunidade porque pequena e leve A figura 16 mostra dois membros da comunidade utilizando a m quina quando da sua chegada na comunidade Figura 16 M quina de Ralar Mandioca Disponibilizada na Comunidade Como se v na figura 17 foi disponibilizado para a co
139. Brasil 2006 268 56 kg domic lio 2 A T do Vale ET alii Goi s 2003 316 20 kg domic lio 3 Mata H T et al Minas Gerais 2000 765 9 kg domic lio 4 CEMIG Minas Gerais 1985 em 2 360 a 543 kg domic lio 5 Oliveira semi rido Para ba 1992 em 2 282 a 288 kg domic lio 6 Uhlig A Brasil 2008 135 kg domic lio A realiza o de uma s rie de Balan os Energ ticos Estaduais pelos pesquisadores do IEE USP Instituto de Eletrot cnica e Energia financiada pela Diretoria de G s e Energia da Petrobr s Burani et alii 2005 2006 2008 2009a 2009b 2009c 2009d 2009e Kamimura e Alman a 2007 permitiu a constata o in loco do enorme grau de incerteza associado ao problema proposto principalmente em rela o apresenta o f sica extra o comercializa o e formas de utiliza o Por outro lado esses trabalhos propiciaram um razo vel conhecimento qualitativo e quantitativo tanto do cross section quanto da din mica relacionados quest o do energ tico chamado lenha fundamental para as estimativas efetuadas nos v rios estados brasileiros Um fato relevante constatado nestes estudos foram as diversas formas de utiliza o da lenha nos equipamentos residenciais rurais isto foi observado uma n tida competi o entre o fog o lenha e o fog o GLP ambos presentes na maioria das resid ncias A utiliza o de uma forma ou de outra depende essencialmente da dis
140. Cs s o constitu das por arranjos em paralelo de m dulos o que confere s CaCs grande flexibilidade para serem produzidas com diferentes pot ncias Adicionalmente a estrutura modular facilita e torna menos onerosa a manuten o aumenta a disponibilidade do equipamento melhorando o desempenho no quesito confiabilidade permite adequar melhor a expans o da gera o ao aumento de carga 308 considerando se tanto quantidade quanto velocidade e aumenta a suscetibilidade de produ o em massa 8 Possibilidade de dispers o das centrais Isso decorre da possibilidade da instala o das CaCs em reas urbanas ou rurais caracterizando aumento da distribui o da gera o e consequentemente agregando o valor dos benef cios da utiliza o da GD 9 Possibilidade de co gera o Especialmente nas CaCs de alta temperatura o calor gerado pode ser utilizado para diversas finalidades como por exemplo aquecer ambientes aquecer gua gerar vapor gerar eletricidade e aquecer outros equipamentos tais como reformadores A efici ncia energ tica de uma CaC de alta temperatura em conjunto com uma turbina a g s pode chegar a mais de 70 quando o calor tamb m utilizado a efici ncia energ tica aproxima se de 85 10 Flexibilidade de combust vel As CaCs podem operar com diversos combust veis al m do hidrog nio renov veis ou n o tais como derivados de combust veis f sseis g s natural destilados de petr leo g s
141. D a carga consome pot ncia ativa e reativa medida que a pot ncia gerada pela GD aumenta ela passa a suprir parcelas maiores de pot ncia ativa Assim a 95 pot ncia aparente modifica se em dire o posi o 2 onde apenas pot ncia reativa flui atrav s do alimentador Pot reativa Figura 15 Modifica o da Pot ncia Aparente do Alimentador quando a GD Gera Pot ncia Ativa Uma vez que a GD alimenta toda a pot ncia ativa consumida pela carga a gera o adicional de pot ncia injetada na rede de distribui o Nessa situa o o gr fico atinge o quadrante de pot ncia ativa negativa sempre mantendo a parcela de pot ncia reativa constante Quando o valor da pot ncia ativa injetada na rede de distribui o igual pot ncia ativa da carga atinge se a posi o 3 Fig 15 Nessa situa o a pot ncia aparente a mesma da situa o inicial posi o 1 n o gerando sobrecarga no alimentador Por m se a GD gera ainda mais pot ncia ativa ocorre um aumento adicional da pot ncia aparente o qual pode provocar uma sobrecarga no alimentador ou no transformador que atende a carga Isso gera uma restri o quantidade de GD que pode ser instalada Um aspecto que influencia no dimensionamento do alimentador o fator de coincid ncia aplicado demanda das cargas A soma das pot ncias nominais de todos os equipamentos determina a carga total instalada mas como diversos equipamentos n o operam a pl
142. Ei Yolanda Vieira de Abreu Marco Aur lio Gon alves de Oliveira Sinclair Mallet Guy Guerra Organizadores ENERGIA ECONOMIA ROTAS TECNOL GICAS TEXTOS SELECIONADOS Yolanda Vieira de Abreu Marco Aur lio Gon alves de Oliveira Sinclair Mallet Guy Guerra Organizadores Energia Economia Rotas Tecnol gicas Textos selecionados Palmas TO Brasil 2010 ENERGIA ECONOMIA ROTAS TECNOL GICAS TEXTOS SELECIONADOS Publicado por eumed net Universidad de M laga M laga Espanha 2010 ISBN 978 84 693 6489 5 N Registro Biblioteca Nacional de Espanha 10 96106 http eumed net libros 2010e 827 index htm Consejo Editorial http www eumed net libros consejo htm Dados Internacionais de Cataloga o na Publica o CIP E56 Energia economia rotas tecnol gicas Textos selecionados organizadores Yolanda Vieira de Abreu Marco Aur lio Gon alves de Oliveira Sinclair Mallet Guy Guerra M laga Espanha Eumed Net Universidad de M laga 2010 330 p il ISBN 9788469364895 1 Economia de energia 2 Rotas Tecnol gicas 3 Produ o de Energia Abreu Yolanda Vieira de org Il Oliveira Marco Aur lio Gon alves de org IIl Guerra Sinclair Mallet Guy org T tulo CDD 333 7915 Aos Nossos Pais Filhos e Netos AGRADECIMENTOS A fam lia aos amigos e aos nossos alunos de Gradua o Mestrado e Doutorado Organizadores Prof Dr Y
143. Engenharia Universidade Federal do Rio de Janeiro Rio de Janeiro 2006 RODR GUEZ Carlos Roberto Cervantes Mecanismos regulat rios tarif rios e econ micos na gera o distribu da o caso dos sistemas fotovoltaicos conectados rede 2002 118 f Disserta o Mestrado em Planejamento de Sistemas Energ ticos Faculdade de Engenharia Mec nica Universidade Estadual de Campinas Campinas 2002 ROMAGNOLI Henrique Cesar Identifica o de barreiras gera o distribu da no marco regulat rio atual do setor el trico brasileiro 2005 110 f Disserta o Mestrado em Engenharia El trica Programa de P s gradua o em Engenharia El trica Universidade Federal de Santa Catarina Florian polis 2005 SECRETARIA DE COMUNICA O SOCIAL DA PRESID NCIA DA REP BLICA Desafio do Luz para Todos garantir acesso energia el trica na regi o amaz nica N 64 Bras lia 12 de Junho de 2008 SEVERINO Mauro Moura Avalia o t cnico econ mica de um sistema h brido de gera o distribu da para atendimento a comunidades isoladas da Amaz nia 2008 335 f Tese Doutorado em Engenharia El trica Departamento de Engenharia El trica Universidade de Bras lia Bras lia 2008 SEVERINO Mauro Moura et al The influence of the independent power producers in the dynamic performance of the electric systems In IX SYMPOSIUM OF SPECIALISTS IN ELECTRIC OPERACIONAL AND EXPANSION PLANNING 2004 Rio de Janeiro Anais eletr nicos
144. FV faz com que durante determinado hor rio do dia a pot ncia das cargas seja negativa indicando que o excedente de pot ncia produzido pela GDFV injetado na rede de distribui o fluindo em sentido reverso Fig 06 1 RS SENSE US a ONG CA EP e Se 0 TR de OL TR UA TOA E RA DS 2 a a dad tidas saco a a critddadad e pA F09 E amp DEMANDA COMERCIAL Po Ti 0 8 NS 1 Ed 1 2 gt a E 0 7 q 3 E 0 6 E DEMANDA RESIDENCIAL Sos E 04 E v S 0 3 dos E IRER AONE E a TEROA e Ss gt mw 0 2 geeen SENDA O ERC ss one SE RE aa O sa SSsRSSa s 2 IRRADI NCIA SOLAR a 01 s 0 erre ir T TT Tr T T T T T T T T TT ETTET rr 1 o o QO o o o O QO o lt o o O o o o oO O o o o SS 660900660 60 69 0 69 60 6 6 5 6 O O amp amp O q o e N mM um to o eR oO N o N 1 N o e2 oO N o oO oO oO oO O o O o O Ea e N N N N Hor rio Figura 05 Valore T picos de Demandas Residenciais Comerciais e Irradi ncia IRRADI NCIA ani DEMANDA RESIDENCIAL e COM GDFV a ER DEMANDA COMERCIAL COM GDEV N N EXCEDENTE NA REDE GDFV COMERCIAL INJETANDO Valor da demanda irradi ncia pu o N 0 4 fae F EXCEDENTE NA REDE 0 6 Q Q o o o o o o o o o o o o o o o o o Q o o o o o oo 06 00 60 60 0 0 0 0 60 0 0 0060 O OOo o a Mm nao co ea O N m gt N O N oo e2 oO o N mMm o oO o oO o oO lt N N N N Hor
145. H CH CH OH gt CHsCH 0bBa HO Este intermedi rio inst vel formado CHs5CH 0 Ba vai liberar on alco xido desencadeando as etapas sucessivas da rea o de transesterifica o segundo o mecanismo de cat lise b sica Neste processo existem dois incovenientes o primeiro que o b rio altamente t xico na forma de compostos sol veis uma vez que permite a absor o pelo trato gastrointestinal quando ingerido o que poderia trazer riscos ambientais e o segundo a baixa solubilidade deste em lcool GRYGLEWICZ 1999 Contudo medidas de seguran a mais rigorosas poderiam seguramente amenizar o primeiro incoveniente Para o segundo incoveniente as medidas paliativas seriam o emprego de co solventes eficientes a ponto de tornar a rea o mais efetiva e assim aumentar os rendimentos Um lcool uma subst ncia cuja composi o carbono hidrog nio e oxig nio Apresenta no m nimo um grupo OH ligado a um carbono saturado Os alco is s o subst ncias muito importantes para a economia mundial Podem ser obtidos principalmente de duas fontes por processos bioqu micos tendo como exemplo a fermenta o de fontes amil ceas batata doce mandioca etc ou ricas em sacarose cana de a car beterraba entre outras Seus usos variam desde combust veis at mat rias primas para os diversos tipos de ind strias farmac utica aliment cia e ind stria qu mica em geral para a fabrica o de pol meros e outros
146. Influenciam o Aumento de Tens o O c lculo do aumento de tens o complexo pois depende de diversos aspectos entre eles e Valor da tens o na sa da da subesta o e Imped ncia do alimentador utilizado na rede de distribui o e Localiza o da GD no alimentador da rede de distribui o pois gera o conectada no final do alimentador apresenta maior aumento de tens o e Possibilidade do conversor utilizado pela GD modificar o fator de pot ncia da energia produzida para realizar o controle da tens o atrav s do consumo de energia reativa e Quantidade de pot ncia ativa e reativa injetadas na rede e Rela o de transforma o caso o ajuste do transformador de distribui o n o esteja ajustado para a tens o nominal e Coordena o com os dispositivos de regula o de tens o utilizados pela concession ria bancos de capacitores e transformadores com possibilidade de mudan a da rela o de transforma o sob carga e e Exist ncia de sistema de armazenamento para absorver a pot ncia que causa o aumento da tens o acima da faixa de valores considerada adequada 3 4 3 Carregamento de Alimentadores e Transformadores A instala o de GD afeta diretamente o carregamento de alimentadores e transformadores Considere a pot ncia que um alimentador fornece a uma carga junto qual se instalou uma GD operando com fator de pot ncia unit rio isto gerando apenas pot ncia ativa Fig 15 Na posi o 1 sem G
147. LAVIN Christopher Sizing up micropower In BROWN Lester R FLAVIN Christopher FRENCH Hilary F Org State of the world 2000 Washington Worldwatch Institute cap 8 2000 EL KHATTAM W SALAMA M M A Distributed generation technologies definitions and benefits In Electric Power Systems Research Elsevier Science Oxford UK v 71 n 2 p 119 128 2004 155 FERREIRA Aur lio Buarque de Holanda Novo dicion rio eletr nico Aur lio vers o 5 0 Coordena o e edi o de Margarida dos Anjos e Marina Baird Ferreira S 1 Positivo Inform tica 2004 1 CD ROM FUELING THE FUTURE Glossary Dispon vel em lt www fuelingthefuture org contents glossary asp gt Acesso em 2 de Maio de 2007 GAS MALAYSIA Glossary Dispon vel em lt www gasmalaysia com Default aspx gt Acesso em 2 de Maio de 2007 GAS RESEARCH INSTITUTE The role of distributed generation in competitive energy markets In Distributed generation forum Chicago EUA mar 1999 GOOGLE Pesquisa Google define distributed generation Dispon vel em lt www google com br gt Acesso em 2 de Maio de 2007 HOUAISS Ant nio Dicion rio eletr nico Houaiss da l ngua portuguesa Vers o 1 0 S 1 Objetiva 2001 1 CD ROM International Energy Agency IEA Energy technologies for the 21 Century Paris 1997 Instituto Nacional de Efici ncia Energ tica INEE O que gera o distribu da Dispon vel em lt www inee or
148. M PROPRIEDADES AGR COLAS isca und ce tc jon 49 DINTRODEC O ri aaa a ai A E AR coa eU a 49 2 2 PEQUENAS CENTRAIS TERMOEL TRICAS A BIOMASSA ts 53 2 3 SISTEMAS DE REFRIGERA O POR ABSOR O eeees 55 2 4 DESCRI O DA PLANTA DE COGERA O eerereeeeas 56 2 5 MONTAGEM E INSTALA O DO SISTEMA DE COGERA O 58 2 6 OPERA O DA CALDEIRA qo pass road DE AS RS 59 2 7 AVALIA O DE VIABILIDADE ECON MICA DO SISTEMA DE COGERAC O toma nao e a E a e Ra 61 2 1 1 Fatores Econ MiCOS saserusiansadesiesanipiancandga tiras opa s canada Eras n eea Pa Tier ro ao ad aS eat 62 PNPA Omtrais LermeICITICAS tan pera n EE EAN AU RS EATON E 64 2d via piidade BOONONICAs 2 aan as EE E E 64 2 1 4 Investimento Inicial nissin ssip ada dad cauda e ls ad 64 2 7 5 Custos Anuais com Opera o e Manuten o i ii 65 2 1 0 Custo do Combustivel cs ss ias fantico sds as Saque DAS A SS SS 65 2 4 Vendarde Enero El trica ai aa ds E TS 65 21 0 FINANCIAMENTOS su sortase e ba diana bad ei an dba Sa sopas a eene Cigana 66 2 7 9 Valor Presente L quido VPL ssasuasisossasiigaaandanaadsadainadustoicadablilceraalsaceduadasdeas 67 2 7 10 An lise de Sensibilidade cassados genero adaga aaa aten mpse sia Tomas a tagaenajantnad 67 2 8 CONSIDERA ES FINAIS sgsits spteasinansadalas juitcars fassa susfaas Gin falo usasse aaa 71 CAPITULO 1 os ascaestaicuanpaicneladcatas nad icaconaaiGaeaNhautua ada o Gac r
149. M xima Fonte SHAYANI 2006 Os dados de placa de uma c lula ou de um m dulo fotovoltaico s o v lidos nas CPT Em aplica es reais todavia as condi es s o diferentes daquelas das CPT tornando o desempenho do dispositivo diferente do esperado a c lula exposta ao sol em localidades de clima quente dentro de um inv lucro ter temperatura superior das CPT de outro modo quando a intensidade de radia o varia em fun o de nebulosidade ela deixa de ser a prevista nas CPT Com essas varia es em grandezas importantes dif cil manter a c lula fotovoltaica operando no ponto de m xima pot ncia ponto que otimizaria a opera o dela A Figura 09 exemplifica a influ ncia da altera o das CPT na curva Z x V de um m dulo fotovoltaico Essas influ ncias devem ser sempre consideradas pois por exemplo a demasiada redu o da tens o de sa da do m dulo para determinada corrente pode determinar o n o recarregamento das baterias que d o suporte ao m dulo no caso de um m dulo com 294 tens o nominal de 12 V conectado a baterias chumbo cidas de 12 V que exigem cerca de 14 2 V para a recarga 10 2 7 Sistema Fotovoltaico Aut nomo 10 2 7 1 Aspectos Gerais Conforme j mencionado um sistema fotovoltaico aut nomo opera desconectado da rede el trica Sendo assim ele constitui um agrupamento de equipamentos interconectados com a finalidade de gerar energia el trica para suprir demanda n o atendida por rede
150. Maristhela Ramos da Silveira Thiago Magalh es de L zari S um sentido de inven o e uma necessidade intensa de criar levam o homem a revoltar se a descobrir e a descobrir se com lucidez Pablo Picasso SUM RIO A GUISA DE PREFA CIO cr ironia ado pn nata 13 CAPITULO Laio coroa dida art E dra cesar esa ata oras 18 TECNOLOGIA APROPRIADA INSTRUMENTO DE DESENVOLVIMENTO DA AGRICULTURA FAMILIAR E DE COMUNIDADES RURAIS 19 LI INTRODU CAO cat lares a N a Na E A E R EEREN 19 1 2 TECNOLOGIA APROPRIADA DEFINI O E CARACTER STICAS 21 LS ESTADO DO TOCANTINS eenaa oaaae Te E E TEE E EENET 23 1 4 EXPERI NCIAS COM TECNOLOGIAS APROPRIADAS NO ESTADO DO TOCANTINS oerien O E T ER O 24 1 4 1 Projeto Quintal Verdes a a a A a p Eai da 24 1 4 2 Funcionamento do Sistema Mandala e eeerrrernnaa 26 1 4 3 Implanta o das Hortas s cs seara osbasaniare ease lhes eneradialnenaaal SS eanissdgpaardas canderaesa 28 1 4 4 Resultados do Projeto Quintal Verde rea 35 ES BIQDIGESTORE Sia di NR 36 1 5 1 Modelos e Funcionamento usa ceniesssenianstaataaia coliasir estande costas da danada edtasta cada 38 1 5 2 Constru o e Manuten o do Biodigestor rrrrerra 42 1 6 CONSIDERA ES FINAIS eeeeaeeeereeeeeeeeeeeeeeeeeeeeaceeeeeaees 44 CAPITULO Merece ares cesar a a aaa do Ca Ge Eain 48 UTILIZA O DE BIOMASSA PARA GERA O DE ENERGIA EL TRICA E
151. NTO DE DESENVOLVIMENTO DA AGRICULTURA FAMILIAR E DE COMUNIDADES RURAIS Evandro Reina F bio Josias Farias Monteiro Thiago Magalh es de L zari Yolanda Vieira de Abreu RESUMO Tecnologia apropriada caracteriza se pelo uso de t cnicas acess veis agricultura familiar Sua transfer ncia realizada utilizando insumos mat rias primas e m o de obra local respeitando o tamanho da terra a cultura e o conhecimento intr nseco do agricultor A constru o de instrumentos equipamentos maquin rios e outros produtos s o de baixo custo e direcionados para solu o de problemas dos agricultores familiares Como resultado al m do aumento da produtividade das lavouras forma o de excedente e incremento da renda tem se a convers o da situa o de subsist ncia do agricultor familiar para uma condi o de sustentabilidade Este estudo tem como objetivo apresentar a tecnologia apropriada e sua import ncia para o crescimento e desenvolvimento da agricultura familiar e das pequenas comunidades rurais Ser apresentado um estudo de caso do Projeto Quintal Verde utilizando se o Sistema Mandala e uma an lise sobre a viabilidade de implanta o de biodigestores para gera o de energia alternativa e produ o de adubo org nico Palavras chave Tecnologia Apropriada Agricultura Familiar Sustentabilidade 1 1 INTRODU O Os mecanismos de implanta o de tecnologias modernas principalmente em rela o aplicabilidade em
152. O ilhamento pode ser definido como uma condi o em que parte da rede de distribui o que contenha tanto carga quanto gera o distribu da mant m se energizada mesmo ap s estar isolada do restante da rede el trica 3 4 Existem duas condi es que devem ser simultaneamente atendidas para que ocorra o ilhamento n o intencional 10 e Deve haver equil brio entre gera o e carga no momento em que a alimenta o principal ficar indispon vel e e A prote o do conversor deve falhar na detec o da condi o da alimenta o principal O ilhamento deve ser evitado pois apresenta situa es de risco tais como 3 e Risco de vida para os funcion rios da concession ria de distribui o durante manuten es pois o alimentador pode manter se energizado quando se espera que esteja desconectada de todas as fontes de energia e Possibilidade de danos f sicos aos equipamentos da unidade consumidora caso os par metros de tens o e frequ ncia fiquem fora das faixas toler veis por n o serem mais controlados pela concession ria durante o ilhamento e 99 e Interfer ncia no restabelecimento da rede el trica pela concession ria podendo gerar desarme ou danificar equipamentos caso ocorram religamentos fora de fase Apesar de pesquisas mostrarem a baixa probabilidade de haver perfeito casamento entre gera o e carga para que o ilhamento ocorra os danos potenciais que podem ocorrer fazem com que este assunto mer
153. ONAL RENEWABLE ENERGY Biomassa Brasil 2006 Dispon vel em lt lt http www internationalrenewablesenergy com index php pag menu amp idmenu 200 gt gt Acesso em 24 de Maio de 2010 s 12h00min 211 KAREKESI et al 2005 Status of Biomass Energy in Developing Countries and Prospects for International Collaboration In GFSE 5 Enhancing International Cooperation on Biomass Background Paper Austria 2005 LEAL A Pir lise item Reator Pirol tico Dispon vel em lt lt http www infoescola com reacoes quimicas pirolise gt gt Acesso em 05 de Maio de 2010 s 13h35min LEIRAS A HAMACHER S SCAVARDA L F Avalia o Econ mica da Cadeia de Suprimentos do Biodiesel Estudo de Caso da Dendeicultura na Bahia Bahia An lise amp Dados Salvador V 16 N 1 P 119 131 JUN 2006 LORA E E S VENTURINI O J Termoqu mica para Biocombust veis Dispon vel em lt lt http xitimet cpatu embrapa br arquivos Termoquimica 20para 20Biocombustiveis 20 20P1 pdf gt gt Acesso em 18 de Maio de 2010 s 16h00min LORA E E S CORAL D S O ROCHA M H Rotas Termoqu mica e Bioqu mica para Biocombust veis estado da arte Oportunidades e desafios para o brasil N cleo de Excel ncia em Gera o Termel trica e Distribu da Instituto de Engenharia Mec nica Universidade Federal de Itajub MG Dispon vel em lt lt lhttp w ww nipeunicamp org br agrener anais 2008 Artigos 23 pdf 3bc2dbeb0a7bf779fe3
154. OS DA GERA O DISTRIBU DA EM REDES DE DISTRIBUI O Rafael Amaral Shayani Marco Aur lio Gon alves de Oliveira RESUMO A gera o distribu da GD com fontes renov veis uma forma de gera o de energia estimulada por diversos pa ses visando gerar eletricidade em harmonia com o meio ambiente Quando milhares de pequenos sistemas de GD s o instalados diretamente nas unidades consumidoras e conectados rede o fluxo de pot ncia em um alimentador radial pode fluir em sentido reverso situa o essa n o prevista quando a rede el trica baseada em gera o centralizada foi concebida A elevada penetra o de GD pode causar diversos impactos na rede de distribui o tanto positivos quanto negativos entre eles redu o da distor o harm nica aumento de tens o na unidade consumidora sobrecarga em alimentadores e transformadores e ilhamento n o intencional S o apresentadas recomenda es gerais para o uso de GD em redes de distribui o al m de alternativas para aumentar a sua penetra o no sistema el trico Benef cios e pesquisas necess rias sobre o assunto tamb m s o abordados Palavras chave Controle de Redes de Distribui o Energia Solar Fotovoltaica Fontes Renov veis Gera o Distribu da Planejamento de Sistemas de Distribui o 3 1 INTRODU O A sociedade do s culo XXI est alerta para a necessidade de buscar o desenvolvimento sustent vel em todos os aspectos da sociedade moderna
155. R A New applications of Ammonia Refrigeration in the United States In Workshop de Refrigera o Set 1997 S o Paulo CORTEZ L A B ZUKOWSKI JR J C Hist rico e Considera es Sobre Refrigera o por Absor o In Estudos T cnicos e Economia de Energia em Refrigera o Aplica es da Am nia Manaus EDUA 1998 Cap 5 p 159 196 CORTEZ L A B ZUKOWSKI JR J C SILVA A da M HLE I N O Sistema de Refrigera o por Absor o Instalado no Hospital das cl nicas da UNICAMP In Estudos 12 T cnicos e Economia de Energia em Refrigera o Aplica es da Am nia Manaus EDUA 1998a Cap 9 p 293 34 CORTEZ L A PEREIRA J T V ZUKOWSKI JR J C Refrigera o por Absor o com Cogera o In Estudos T cnicos e Economia de Energia em Refrigera o Aplica es da Am nia Manaus EDUA 1998b Cap 11 p 379 410 CORTEZ L A B DA SILVA A LARSON D L Absorption refrigeration for preservation food in the world countries In The Int Meeting ASAE jun 1995 Chicago Illinois CORTEZ L A B LARSON D L DA SILVA A Energy and Exergy Evaluation of Ice Production by Absorption Refrigeration Transactions of The ASAE v 40 n 2 p 395 403 1997 CORTEZ L A B M HLE I N SILVA A da Refrigera o por Absor o com o Par gua Am nia e seu Potencial no Caso Brasileiro Revista ABRAVA p 33 38 jan fev 1994 DANFOSS MASSFLO Mass Flowmeter Sensor type MASS 1100 MASS 210
156. RA J W L MELO FILHO P A SILVA F A C SANTOS R C Variabilidade Gen tica de Acessos de Amendoim do Tipo Runner com Base em Marcadores Rapd Embrapa 2008 Dispon vel em lt lt http www cnpa embrapa br rbof fasciculos php gt gt Acesso em 19 de Mar o de 2010 s 03h10min 212 PERES J R R BELTR O N E M Oleaginosas para biodiesel situa o atual e potencial O Futuro da Ind stria Biodiesel Colet nea de Artigos Bras lia DF 2006 145p Dispon vel em lt lt http www biodiesel gov br docs ofuuturodaindustria 20 20 Biodiesel pdf gt gt Acesso em 17 de Janeiro de 2010 s 14h03min PORTAL DO BIODIESEL Baba u Publications Amsterdam 2003 Dispon vel em lt lt http w ww biodieselbr com plantas babacu babacu htm gt gt Acesso em 19 de Mar o de 2010 s 17h19min SCHUCHARDT U SERCHELI R VARGAS R M Transesterification of Vegetable Oils a Review Journal of Brazilian Chemical Society v 9 1998 SILVA G de S Moura M P Miranda A J e Menezes C A 2005 II Workshop Brasil Jap o em Energia Meio Ambiente e Desenvolvimento Sustent vel 23 e 24 de Novembro de 2005 UNICAMP Universidade Estadual de Campinas Audit rio da Faculdade de Ci ncias M dicas Potencialidade da Produ o de Biodiesel utilizando leos Vegetais e Gorduras Residuais Dispon vel em lt lt http www rbb ba gov br arquivo 132 pdf gt gt Acesso em 24 de Setembro de 2007 s 09h30min
157. S FINAIS it ieeeeeeeeeeeerererererereeeeeeeererererereeeeros 108 CAPITULO LV sara serasa atear nte EE E Gene EEA E 111 GERA O DISTRIBU DA DISCUSS O CONCEITUAL E NOVA DEFINI O ERRIPA A T E E A E ET EOT EER 112 4 INTRODU O am r a e A a a A ad 112 4 2 CONCEITO DE GERA O DISTRIBU DA eemeeeemeees 113 4 2 1 Conceitos Defini es e Classifica es Pertinentes l iii 113 4 3 OUTROS CONCEITOS ussnsaisssianaa star iaterata dai inon areas da emas aaa a esa 149 A 3 1 Recursos Distribu dos san e Gisa sig qa 149 43 2 Capacidad Distibuida sa o cara a ET 150 4 3 3 Servi o de Eletricidade Distribu do cessemererereceserarcrerererereserercaacenacerereres 151 9 4 4 ASPECTOS DA REDE DE DISTRIBUI O iemeemeees 151 4 5 ASPECTOS DE CONEX O o masa cas ES Os Sad Gago 152 4 6 CONSIDERA ES FINAIS eeeeeeeereeeeererererereeeeeeeerenerererereteeos 153 CAPITULO V sanada so ieise oosist oses EN TACRCA DETONA E Ana a asa o ads raia caiba pagas sairo SESS 158 GERA O DE ENERGIA EM COMUNIDADES ISOLADAS CASO DA COMUNIDADE BOA ESPERAN A esssessssossseoessossseoessosesoosssossssosssoosssosssosessossssosssose 159 S AINTRODUCA O sisadicto iara e Asura uso a a a qa Le anna 159 SD EOCALIZACA O caga ga dn da AS SS a a A 163 5 3 CRIT RIOS DE DECIS O SOBRE O SISTEMA DE GERA O 164 54 DEMANDA DE ENERGIA siso fes saanad erssati feat aca sf ess
158. Valor de manuten o e opera o pessoal materiais etc para as duas alternativas N o deve ser esquecido que a an lise de energia deve incluir todos os produtos gerados pelo Sistema de Cogera o vapor gua quente gua gelada frio etc n o se limitando a energia el trica Os elementos de an lise financeira incluem o capital pr prio investido a taxa de juros incentivos deprecia o acelerada impostos etc A composi o econ mica de todos os elementos acima tais como custo inicial operacional manuten o e custos financeiros por um determinado prazo em geral de vinte anos deve ser ent o comparada nas duas alternativas e os n meros em geral procurados como indicadores s o o IRR Internal Revenue Rate e o prazo de amortiza o Taxas de juros atrativas com 63 prazos de amortiza o e car ncia adequados est o dispon veis hoje em dia para os projetos de co gera o Iniciando o estudo de viabilidade econ mica mostraram se os principais aspectos t cnicos referentes a esse empreendimento destacando suas vantagens e desvantagens frente a outros tipos de sistemas de convers o de energia seus custos e suas peculiaridades focando sempre s particularidades do estudo de caso que est sendo abordando 2 7 2 Centrais Termel tricas As Centrais Termel tricas podem ser classificadas atendendo os seguintes crit rios e Produto Principal e Tipo de Combust vel e Tipo de m quina t rmica e T
159. W cada uma ainda considerada GD em raz o da pot ncia unit ria de cada turbina e n o da pot ncia total da fazenda e lica J para as usinas hidrel tricas em compara o a pot ncia total da usina que relevante e n o a pot ncia unit ria de cada gerador Sendo assim uma usina hidrel trica com pot ncia total de 1 500 MW n o considerada GD 2 Nos mercados ingl s e gal s usinas de GD com capacidade inferior a 100 MW n o s o despachadas de forma centralizada e se a capacidade inferior a 50 MW a pot ncia gerada n o necessita ser negociada por meio do mercado atacadista Por essa raz o o termo 129 GD predominantemente usado para unidades geradoras com capacidade inferior a 100 MW Adicionalmente a m xima pot ncia que pode ser conectada a um sistema de distribui o depende da capacidade deste que vinculada ao n vel de tens o nominal dele Uma vez que cada sistema de distribui o tem projeto t cnico nico em raz o das diversas peculiaridades dele nenhuma defini o de m xima capacidade de gera o que pode ser conectada a um sistema de distribui o pode ser dada Conforme citado por Ackermann Andersson e S der 2001a h literatura sugerindo que unidades geradoras com pot ncias superiores a 100 MW 150 MW n o podem ser conectadas a linhas el tricas de 110 kV devido a restri es t cnicas Considerando que a tens o de 110 kV na maioria dos casos o m ximo n vel
160. a o de eletricidade no Brasil Tabela 02 Gera o de Energia El trica no Brasil em 2002 2005 e 2006 conforme as Fontes utilizadas 2002 2005 2006 Fonte de energia GWh de Percentual GWh de Percentual GWh de Percentual gera o da gera o gera o da gera o gera o da gera o total total total Hidr ulica 286 092 82 76 337 457 83 73 348 805 83 18 Nuclear ur nio 13 836 4 00 9 855 2 44 13 754 3 28 G s natural 12 406 3 59 18 812 4 67 18 258 4 36 leo combust vel 6 207 1 80 3 013 0 75 4 206 1 00 leo d sel 5 630 1 63 7 598 1 89 6 547 1 56 PAP ACE CA 5 360 1 55 7 661 1 90 8 357 1 99 a car Carv o vapor 5 327 1 54 6 352 1 58 6 730 1 61 uas 4 184 Lal 5 513 Re 7 aea 191 recupera es Lix via 3 515 1 02 4 482 1 11 5 199 1 24 Outras secund rias 1 683 0 49 1 127 0 28 1 655 0 39 G s de coqueria 693 0 20 450 0 11 458 0 11 Lenha 677 0 20 618 0 15 876 0 21 E lica 61 0 01 93 0 02 237 0 06 Totais 345 671 100 00 403 031 100 00 419 337 100 00 Fonte MME Minist rio de Minas e Energia Balan o energ tico nacional BEN 2003 Bras lia MME 2007 Dispon vel em lt www mme gov br gt Acesso em 20 mai 2007a modificada MME Minist rio de Minas e Energia Balan o energ tico nacional BEN 2006 Bras lia MME 2007 Dispon vel em lt www mme gov br gt Acesso em 20 mai 2007b modificada MME Minist rio de Minas
161. a constituem forte concorr ncia O teor de prote na bruta do Pinh o Manso supera o do baba u e o do girassol j o extrato et reo que pode ser definido como sendo a totalidade de compostos apolares lipossol veis existentes na torta e que podem ser extra dos pelo solvente ter et lico compar vel ao do linho do algod o e amendoim superando tamb m a soja e o algod o Sendo assim sabendo que o teor de extrato et reo bem pr ximo do teor de leo extra do a diferen a entre estes dois par metros pequena ent o se pode concluir que se trataria de um leo com menos impurezas em rela o 218 parte n o glicer dica ester is hidrocarbonetos lcoois graxos e etc Tem se tamb m os tocofer is que s o varia es da estrutura molecular da vitamina E e que podem fazer parte do extrato et reo Estes s o componentes antioxidantes que conferem aos leos brutos maior estabilidade rancidez oxidativa auxiliando na conserva o e consequentemente no armazenamento dos leos vegetais MORETO e FETT 1998 N o obstante al m destas importantes subst ncias tamb m far parte do extrato et reo os steres de forbol compostos aos quais s o atribu das atualmente as propriedades t xicas do leo de Jatropha curcas L tendo como principal representante nesta esp cie o 12 deoxi 16 hidroxiforbol 13 acilato MAKKAR et al 1997 Tabela 01 Caracter sticas de Algumas Oleaginosas em Termos de Potencial de
162. a da produ o do biodiesel a partir da monocultura de soja Os mesmo autores observam ainda que a tend ncia do biodiesel seja a forma o de commodity e nesse sentido o setor sojicultor se sobressai pelas regras de mercado e por ter uma capacidade ociosa de esmagamento em torno de 40 da instalada VIANA e WEHRMANN 2007 Uma confirma o provis ria da tese da commodity discutida por Viana e Wehrmann 2007 aparece nos dados recentes da expans o das plantas industriais de processamento de mat ria prima e gera o do biodiesel a capacidade maior se desloca para o Centro Sul do pa s e fica mais pr xima da grande produ o de soja em Goi s S o Paulo Rio Grande do Sul Mato Grosso do Sul e Mato Grosso DORNELLES 2006 BIODIESEL BRASIL 2007 CARTA CAPITAL 2007 6 5 1 3 Dend O Brasil atualmente o terceiro produtor de leo de palma da Am rica Latina onde se destacam a Col mbia em primeiro e o Equador em segundo lugar A participa o do Brasil na produ o mundial de leo de palma tem sido de apenas 0 53 MONTEIRO et al 2009 206 A regi o Amaz nica disp e de um diversificado campo de culturas oleaginosas promissoras para produ o de biocombust veis dentre estas est o cultura do dend Elaeis guineensis Jacg A cultura do dendezeiro a oleaginosa que mais produz leo por rea plantada dentre as diversas oleaginosas mapeadas e existentes no Brasil A cultura do dend contribui para a fixa
163. a altas pot ncias e de menor custo tamb m pois para pot ncias na faixa de 100 W a 2 000 W existem inversores com rendimentos de at 95 REIS 2003 297 10 2 7 2 Pot ncia e Energia Geradas A pot ncia gerada por um sistema fotovoltaico depende basicamente de tr s fatores a a radia o solar incidente no arranjo fotovoltaico b a pot ncia instalada do arranjo fotovoltaico e c o rendimento de cada um dos componentes do sistema Aqui pot ncia instalada do arranjo fotovoltaico a pot ncia captada pelos m dulos fotovoltaicos durante o per odo de insola o m xima ALDAB 2002 REIS 2003 Sendo assim a pot ncia el trica gerada em fun o do tempo por um sistema fotovoltaico com a configura o mostrada no esquema da figura 10 pode ser calculada pela seguinte equa o P D nxAxR t 10 1 em que n o rendimento total do sistema calculado pelo produto do rendimento do arranjo fotovoltaico pelo rendimento total do PCS A a rea til de capta o do arranjo fotovoltaico e R t a radia o solar incidente no arranjo em fun o do tempo Todavia a equa o 9 1 n o de f cil utiliza o pois para fornecer o valor da pot ncia gerada instant nea que n o tem muita utilidade pr tica necess rio que se conhe a a radia o solar instant nea grandeza tamb m bastante dif cil de obter Ent o conveniente que se obtenha equa o mais adequada ao que se deseja f
164. a bibliogr fica Micro GD Pequena GD M dia GD Grande GD E o e lt 5kW 5kWa5MW 5MWasoMw 2 o 300 Lora e Haddad 2006 lt 10kW wu a da 3 e a5 5MWa 100 MW Este trabalho lt 10kW u pa o aup tis i gt 30 MW Considerando todas essas informa es neste trabalho ser feita a mesma considera o feita por Ackermann Andersson e S der 2001a e por El Khattam e Salama 2004 a especifica o da pot ncia da usina geradora n o relevante para a defini o de GD Por m adota se aqui a classifica o apresentada no quadro 01 e sintetizada na figura 03 131 GD Classifica o quanto especifica o da pot ncia Micro GD Pequena GD Grande GD lt 10kW 10 kW a 500 kW gt 30 MW Figura 03 Classifica o de GD quanto Especifica o da Pot ncia d A rea de entrega da energia gerada Aspecto referido apenas nas defini es exemplo 1 2 Para alguns autores a energia gerada pela GD deve ser consumida no sistema de distribui o em que a GD est instalada Essa considera o na realidade uma defini o da rea da entrega da energia gerada com a preval ncia aqui da primeira defini o apresentada anteriormente de localiza o da GD Por m em certas circunst ncias conforme exp em Ackermann Andersson e S der 2001a e El Khattam e Salama 2004 definir a rea de entrega de energia n o muito til Isso pode ser visto no exemplo a seguir A empresa Wairarapa El
165. a corrente el trica SHAY ANI 2006 O sil cio monocristalino m Si refinado para atingir uma pureza entre 99 99 e 99 9999 O sil cio de alta pureza fundido e colocado em contato com uma semente um nico cristal e enquanto ocorre solidifica o o sil cio modela se conforme a estrutura da semente possuindo uma nica estrutura cristalina Por isso diz se que o sil cio derretido est crescendo enquanto se solidifica SHAY ANI 2006 Esse processo ocorre em reatores sob atmosfera controlada e com velocidades de crescimento do cristal extremamente lentas da ordem de cm hora Considerando se que as temperaturas envolvidas s o da ordem de 1 400 C o consumo de energia no processo muito intenso elevando o tempo de retorno de energia para mais de dois anos dependendo dos n veis de radia o solar da localidade de instala o dos m dulos H diversas outras etapas complementares necess rias fabrica o do m dulo fotovoltaico em que ocorrem muitas perdas de material semicondutor RUTHER 2004 Segundo Shayani 2006 h tr s processos que podem ser utilizados para a forma o do monocristal de sil cio o m todo Czochralski o mais difundido a t cnica float zone e a t cnica ribbon growth Esses processos n o ser o aqui discutidos pois caracterizam demasiado detalhamento para a consecu o do objetivo deste trabalho 37 A informa o aqui apresentada diverge da fornecida por alguns autores po
166. a de arroz para gerar vapor a ser utilizado em turbinas a vapor gera se energia el trica suprindo as necessidades de energia em pequenas localidades rurais melhoram se os processos agr colas utiliza se o vapor saturado como fonte de calor para refrigera o por absor o ou seja a cogera o Produz se vapor gera se energia el trica calor residual que seria jogado fora no condensador reaproveitado no gerador do sistema de refrigera o por absor o para produzir efeito frigor fico Al m do aproveitamento da energia advinda da biomassa este sistema aumentando a oferta de m o de obra fixando o homem em sua regi o de origem consequentemente melhorando a qualidade de vida das popula es de localidades isoladas 50 500 450 421 400 Produ o Milhares de ton 350 300 250 T T T T T T T 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 Figura 01 Evolu o da Produ o de Arroz de 2001 a 50 45 40 Produ o Milhares de ton 35 4 30 25 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 Figura 02 Evolu o da Produ o de Casca de Arroz de 2001 a Devido o grande crescimento da demanda por energia el trica a disponibilidade de biomassa bem como a falta de eletrifica o rural surge possibilidade da busca de alternativas para a produ o de energia el trica atrav s de outras fontes de energia prim ria dentre elas
167. a de carga na qual est conectada a GD O aumento de tens o na barra de carga ocorre nas seguintes situa es e GD injetando pot ncia ativa em alimentador resistivo Fig 11 e e GD injetando pot ncia reativa em alimentador indutivo Fig 12 92 As demais situa es de inje o de pot ncia ativa em alimentador indutivo Fig 13 e inje o de pot ncia reativa em alimentador resistivo Fig 14 provocam pouca altera o no valor da tens o Barra de refer ncia V4 1L 0 Carga consumindo Lo V apenas P gt e V2 AV a Barra de refer ncia vVv 1L 0 Alimentador puramente resistivo Vi AV GD injetando apenas P V2 b Figura 11 Varia o da Tens o para Alimentador Puramente Resistivo com a Pot ncia Ativa Absorvida e b Pot ncia Ativa Injetada no Sistema Barra de refer ncia gt P 0 V 1L0 Q Alimentador puramente indutivo Carga consumindo Vi apenas Q o gt _ gt tal V AVe a Barra de refer ncia V 1L 0 lt P 0 lt Q Alimentador puramente indutivo Vi AV IL GD injetando apenas Q gt E V g b Figura 12 Varia o da Tens o para Alimentador Puramente Indutivo com a Pot ncia Reativa Indutiva absorvida e b Pot ncia Reativa Indutiva Inietada no Sistema 93 Barra de ie gt P Val LO gt Q 0 Alimentador puramente indutivo Carga consumindo v apenas P mN
168. a forma de ver as rela es sociais decorrentes encontram se os encastelamentos deformadores Compreenda se por isso a vis o predominante em meios acanhados tecnicamente ou seja aqueles que n o conseguem ver que nesse mesmo mundo moderno em que prevalecem as leis de mercado seu produto menor por ser restrito tal qual os culos que s se ad quam vis o de seu utilizador Ficam faltando complementarmente 14 conhecimentos mais amplos n o como finalizadores do trabalho ou da atividade desenvolvida mas sim da necessidade de outros profissionais participes dessas mesmas de forma conjunta e nunca excludente Os trabalhos apresentados nesta obra resultado das atividades profissionais de seus autores todos eles ligados a academia procuram se enquadrar em uma forma moderna de se ver a energia de maneira interdisciplinar S o engenheiros de variadas modalidades s o economistas com suas interpreta es distintas s o cientistas sociais aos quais n o escapam uma vis o espec fica pelo seu car ter regional s o f sicos preocupados com interpreta es equivocadas Antes de se abrir os coment rios sobre os artigos aqui apresentados conveniente ressaltar a predomin ncia de seu car ter regional A perman ncia desse car ter tratando de casos ou aplicando esquemas tecnol gicos a comunidades isoladas deve se ao fato de seus autores estarem ligados a vida acad mica daquela parte que j foi chamada de o Brasil pr
169. a g s natural localizadas nas edifica es residenciais e comerciais que produzem sobras de calor que podem ser utilizadas para aquecer gua ou os ambientes locais Atualmente pa ses industriais geram a grande maioria da sua eletricidade em grandes usinas geradoras que t m excelente economia de escala mas frequentemente t m de transmitir eletricidade a grandes dist ncias e a maioria n o permite a utiliza o do calor excedente A gera o distribu da reduz a quantidade de energia perdida na transmiss o porque a eletricidade geralmente gerada pr xima ao local em que utilizada Isso tamb m reduz o n mero de linhas de energia a serem constru das WIKIPEDIA 2007 12 GD uma planta de 20 MW ou menos situada no centro de carga ou pr ximo a ele ou situada ao lado do consumidor que produz eletricidade no n vel de tens o do sistema de distribui o S o quatro as tecnologias apropriadas para a GD turbinas de combust o motores rec procos c lulas a combust vel e m dulos fotovoltaicos CALIFORNIA ENERGY COMISSION 1996 13 GD uma fonte de energia el trica conectada diretamente rede de distribui o ou no lado do consumidor ACKERMANN ANDERSSON e S DER 2001a 14 GD o termo que se usa para a gera o el trica junto ou pr xima do consumidor com pot ncias normalmente iguais ou inferiores a 30 MW A GD inclui 13 Motores rec procos s o os motores convencionais de combust o interna que utili
170. a gera o distribu da instalada junto s cargas a facilidade com que o fluxo de pot ncia determinado altera se drasticamente Considere que tr s consumidores instalem pain is fotovoltaicos e pequenos geradores e licos Fig 04 Agora a GD atende ao consumo da carga a qual est conectada e injeta o excedente de pot ncia produzida na rede de distribui o alimentando outras cargas ao redor Nessa nova situa o o fluxo de pot ncia n o mais unidirecional Fig 03 e a subesta o da distribuidora pode at receber ao inv s de fornecer pot ncia Fig 04 Tal situa o gera uma s rie de impactos no sistema el trico de distribui o que devem ser analisados para que a GD possa ser instalada com seguran a Distribuidora de energia Trecho 1 2 gt Trecho 2 3 Trecho 3 4 H E 3 2 4 Exemplo de Figura 04 Fluxo de Pot ncia em um Alimentador Radial de Distribui o com Gerac o Distribu da 83 A invers o do fluxo de pot ncia pode ser exemplificada considerando a instala o de gera o distribu da com sistemas fotovoltaicos GDFV Considere as curvas de carga t picas de unidades consumidoras residenciais e comerciais e tamb m a irradi ncia solar do local em estudo Fig 05 Nesse exemplo a demanda m xima tanto comercial quanto residencial vale 1 pu A irradi ncia solar tamb m nessa mesma escala apresenta pot ncia m xima equivalente a 1 pu A utiliza o da GD
171. a n o h uma disciplina predominante tamanhas s o as intercorr ncias entre umas e outras A foragem de um de po o de petr leo tem in cio pelos estudos s smicos passa pela Economia por causa das necessidades dos investimentos requeridos e dos custos decorrentes deve atender a Qu mica para avalia o das repercuss es nesse campo A sociedade precisa saber qual ser o impacto sobre aglomerados humanos para isso faz se necess ria a busca de esclarecimentos a respeito das quest es ambientais incorridas a montante e a jusante hoje e no futuro As modifica es sobre tais estudos foram sendo introduzida principalmente pela n o compreens o dessas necessidades interpretativas O sprit de corp de rec m doutores os leva a 13 buscar mais for a na coes o de seu grupo procurando o distanciamento de toda e qualquer intromiss o que poderia fragiliz la O solido conhecimento em si ou seja o completo dom nio de sua forma o cient fica e tecnol gica os distancia totalmente de uma vis o moderna em que se deve buscar uma amplitude maior de conhecimentos N o se est defendendo a hip tese de que compreender as modernas teorias sobre desenvolvimento representa uma afirma o do sistema econ mico vigente no mundo atualmente N o se est impondo que um formado em uma disciplina deva dominar com profundidade todos os conceitos regras e normas operacionais de outra Entre economistas por exemplo advoga se no presente a
172. a na combust o seja condensada Pilhas a Combustivel com Hidrog nio Pilhas a Combust vel com Hidrocarbonetos Diesel Et trico Turbinas a G sea Vapor Efici ncia Poder Calor fico Inferior 1 10 100 1000 10 000 100 000 Pot ncia kW Figura 15 Compara o da Efici ncia Energ tica de Diversos Sistemas de Gera o Fonte TOLMASQUIM 2003 45 Aldab 2004 Electrocell 2008 Portal H2 2008 Reis 2003 Reis e Silveira 2001 Severino 2008 e Tolmasquim 2003 307 2 Alta efici ncia em carga parcial As CaCs possuem efici ncia alta mesmo quando operam com carga baixa ao contr rio do que ocorre com os motores de combust o que apresentam as maiores efici ncias quando operam com pot ncia pr xima nominal 3 Baixo impacto ambiental Devido maior efici ncia na transforma o de energia as CaCs quando alimentadas com hidrocarbonetos geram menos CO por unidade de energia gerada que os motores de combust o al m disso geram menos poluentes locais e regionais como CO hidrocarbonetos volatilizados SOx NOx e particulados Com isso elas contribuem para a redu o dos gases causadores do efeito estufa e para a diminui o da polui o da atmosf rica Adicionalmente a utiliza o de CaCs em substitui o a baterias e pilhas usadas em equipamentos eletr nicos reduz o impacto poluidor que o descarte destes componentes causa nos aterros sanit rios e len is fre ticos
173. a num g s rico em hidrog nio e mon xido de carbono apenas 10 de carv o s lido o que a torna uma tecnologia competitiva com a gaseifica o Todavia a pir lise convencional 300 C a 500 C ainda a tecnologia mais atrativa devido ao problema do tratamento dos res duos que s o maiores nos processos com temperatura mais elevada INTERNATIONAL RENEWABLE ENERGY 2006 Enquanto a pir lise r pida considerado um processo avan ado no qual cuidadosamente controlando os par metros de processo podem ser obtidas elevadas quantidades de l quidos Em n vel de laborat rio o principal produto da pir lise r pida o bio leo produzido em quantidades de at 80 em peso de biomassa seca Comumente os outros subprodutos deste processo o carv o vegetal e o g s s o usados no pr prio processo de maneira que n o existem fluxos residuais A pir lise pode ser empregada tamb m no aproveitamento de res duos vegetais como subprodutos de processos agroindustriais Nesse caso necess rio que se fa a a compacta o dos res duos cuja mat ria prima transformada em briquetes Com a pir lise os briquetes adquirem maiores teores de carbono e poder calor fico podendo ser usados com maior efici ncia na gera o de calor e pot ncia CENBIO 2010 194 A pir lise e suas t cnicas com o avan ar do tempo tamb m vivencia sua evolu o onde ganha rendimentos cada vez mais satisfat rio Com os interesses vo
174. a o etanol ficam entre 12 e 13 5 1 25 Como o rendimento t rmico de um motor percentual da energia do combust vel que transformada em movimento pelo motor aumenta conforme aumenta sua taxa de compress o os motores a etanol tendem a ter um rendimento t rmico maior que um motor a gasolina compensando parte do menor poder calor fico 22 A adi o de etanol gasolina aumenta sua octanagem e diminui as emiss es de CO2 CO SO hidrocarbonetos 8 9 4 5 Calor de Vaporiza o Tamb m conhecido como entalpia de vaporiza o a quantidade de energia necess ria para que um mol de um elemento ou de uma subst ncia que se encontra em equil brio com o seu 258 pr prio vapor a press o de uma atmosfera passe completamente para o estado gasoso O etanol possui mais que o dobro do calor de vaporiza o da gasolina isto necessita mais do que o dobro da energia para se vaporizar 22 A energia para vaporizar conseguida atrav s do calor do motor que tamb m aquece o coletor Por m ao se vaporizar o combust vel diminui a temperatura do coletor pois est roubando energia 25 Portanto pode se concluir que o etanol rouba mais que o dobro de energia diminuindo muito mais a temperatura do coletor Se a temperatura cair muito o combust vel n o se vaporiza mais e caminha em estado l quido pelo coletor causando uma s bita falta de combust vel na mistura fazendo o motor falhar Para evitar isto faz se passar
175. aC que tem n vel de produ o ainda em fase de amadurecimento 10 4 4 CaC de Carbonato Fundido MCFC As MCFCSs utilizam como eletr lito uma mistura de carbonatos alcalinos fundidos Operam em temperaturas de 550 C a 650 C com efici ncia entre 55 e 60 Uma das caracter sticas das MCFCs que as diferenciam das demais o envolvimento do CO nas rea es eletroqu micas O catodo deve ser suprido de CO que reagindo com o O e os el trons liberados pelo anodo produzem os ons de carbonato COs 9 que ir o conduzir a corrente i nica atrav s do eletr lito No anodo esses ons s o consumidos no processo de oxida o do H3 formando vapor d gua e CO que reconduzido ao catodo O combust vel utilizado normalmente um g s rico em H5 produzido a partir do g s natural reformado O calor e o vapor d gua produzidos na rea o qu mica da c lula podem ser utilizados no processo de reforma do metano do g s natural caracterizando assim o processo conhecido como reforma interna do combust vel A tecnologia das MCFCSs est se tornando cada vez mais atrativa para aplica es em centrais de co gera o de m dio e grande portes por oferecer diversas vantagens n o s sobre as unidades convencionais de gera o mas tamb m sobre os sistemas com PAFCSs Entre essas vantagens destaca se a elevada efici ncia combust vel energia el trica que pode exceder 55 bem superior portanto aos 33 35 das unidad
176. adores s ncronos Contudo os geradores de indu o n o possuem a flexibilidade operacional dos s ncronos por exemplo um gerador de indu o diretamente conectado rede n o capaz de prover energia reativa pois ele necessita utilizar a energia reativa da rede durante a partida e o funcionamento Para superar as desvantagens dos geradores de indu o diretamente conectados rede os fabricantes de tecnologias para GD t m utilizado diversas 152 op es que incluem capacitores e sofisticados conversores eletr nicos de pot ncia ACKERMANN ANDERSSON e S DER 20014 Para os sistemas de GD que geram CC tais como m dulos fotovoltaicos baterias e c lulas a combust vel a conex o rede deve ser feita com o uso de interface de conversor CC CA Atualmente existem interfaces eletr nicas de pot ncia que oferecem diferentes solu es para converter CC em tens o e correntes ativa e reativa CA com a freqii ncia desejada Como se pode imaginar os conversores eletr nicos de pot ncia introduzem novos requisitos de controle e novas possibilidades para a integra o rede Conforme exemplificam Ackermann Garner e Gardiner 1999 eles podem ser utilizados para controle de tens o na rede de distribui o Todavia necess rio se garantir que eventuais problemas de controle n o produzam flutua es de pot ncia ou oscila es nas redes de distribui o como decorr ncia da intera o dos diversos conversores via red
177. al os leos vegetais brutos segundo Ramos et al 2003 apresentam grandes quantidades de subst ncias como prote nas fosfolip dios ceras caroten ides produtos de auto oxida o cinzas e impurezas Esses compostos podem dificultar o processo de transesterificac o e podem levar formac o de produtos indesejados durante o processo de s ntese Basicamente existem duas grandes classes de componentes os glicer deos e os n o glicer deos Os glicer deos tamb m conhecidos como triglicer deos ou triacilglicer deos s o definidos quimicamente como steres de cidos graxos e glicer is Essa nomenclatura indica que um triglicer deo formado de uma mol cula de glicerol e at 3 mol culas de cidos graxos que ao receberem um grupo alquila formam steres como mostra a figura 01 A estrutura molecular dos steres alqu licos biodiesel varia segundo as caracter sticas estruturais dos triglicer deos dos leos vegetais Fig 01 O tamanho e o n mero de insatura es da cadeia carb nica s o fatores determinantes de algumas propriedades do biodiesel Como exemplo observa se que a eleva o do n mero de cetano do calor de combust o medida do conte do energ tico e dos pontos de fus o e de ebuli o do combust vel s o reflexos do aumento no comprimento da cadeia carb nica dos steres J o aumento no n mero de insatura es ocasiona uma diminui o da estabilidade oxidativa al m de reduzir os valores de cal
178. ale pena abastecer com o biocombust vel caso o valor obtido seja inferior vale a pena abastecer com gasolina Exemplo hipot tico para base de c lculo a Litro de etanol custando R 1 10 e o litro da gasolina custando R 2 50 b Litro de etanol custando R 1 55 e o litro da gasolina custando R 2 15 teremos C lculo a 2 50 x 0 7 1 75 C lculo b 2 15 x 0 7 1 50 Observa se no c lculo a que o valor obtido atrav s da equa o superior ao pre o do etanol portanto nesta condi o recomendado abastecer utilizando etanol J no c lculo 2 o pre o obtido foi inferior ao pre o do litro do etanol para este caso recomendado utiliza o da gasolina 9 5 1 Vantagens e Desvantagens da Utiliza o de cada Combust vel A partir das informa es abordadas ao longo do artigo podemos definir vantagens e desvantagens da utiliza o da gasolina de forma isolada do etanol de forma isolada e da mistura entre os dois combust veis 260 A gasolina quando usada isoladamente na combust o do motor torna o arranque e o desenvolvimento do autom vel mais eficiente al m de limpar e manter limpo os sistemas de inje o Gasolina com maior octanagem queima de forma mais eficiente resultando em alguns cavalos a mais de pot ncia em alguns ve culos Entretanto este combust vel possui uma s rie de desvantagens no Brasil como 1 pre o elevado sendo prefer vel abastecer com etanol na maioria das vezes
179. ande volume de biog s dentro do biodigestor Com o aumento da produ o de biog s os pesos dever o ser retirados de maneira que a c pula possa se expandir aumentando o tamanho do reservat rio de biog s Atualmente existem no mercado diversas empresas que comercializam modelos de biodigestores que pode variar desde o de alvenaria at os de lona sendo mais pr ticos de instalar e utilizar Com um custo m dio de constru o variando em torno de R 1 500 00 ap s entrar em funcionamento com apenas dois anos poss vel recuperar todo o investimento atrav s da economia na utiliza o de GLP eletricidade pilhas e substitui o do uso da lenha Uma das grandes vantagens da utiliza o de biodigestores que ele pode ser implantado em qualquer propriedade que possua animais para fornecer biomassa para sua alimenta o Este 43 modelo de tecnologia apropriada pode ser dimensionada de acordo com a demanda do agricultor ou pecuarista e sua utiliza o recomendada para qualquer tipo ou tamanho de propriedade rural ou em comunidades isoladas n o atendidas pelos sistemas de distribui o de energia J o biofertilizante sua utiliza o em solos de baixa fertilidade e intemperizados t picos do cerrado resulta em benef cios como a economia com corretivos e adubos qu micos ativa o da atividade microbiol gica e melhoria na estrutura f sica influenciando dentre outros a capacidade produtiva do solo Sua aplica o
180. ansporte e armazenamento INTERNATIONAL RENEWABLE ENERGY 2006 Para biomassa s lida ser convertida em energia t rmica til ela tem que se submeter combust o Apesar de existirem muitas tecnologias de combust o diferentes dispon veis o princ pio da combust o da biomassa essencialmente a mesma para cada um havendo tr s etapas principais a secagem toda a biomassa cont m umidade e esta umidade tem que ser expulsas antes da combust o b pir lise a biomassa seca aquecida e quando a temperatura atinge entre 200 C e 350 C os gases vol teis s o liberados Esses gases se misturam com o oxig nio e queimam produzindo uma chama amarela Este processo auto sustent vel como o calor dos gases da combust o que utilizado para secar o combust vel fresco com a libera o de mais gases vol teis O oxig nio deve ser fornecido para sustentar esta parte de combust o no processo Quando todos os vol teis foram queimados resta se o carv o c oxida o cerca de 800 C o carv o oxidado Novamente o oxig nio necess rio tanto na cama de fogo para a oxida o do carbono e por outro em cima da cama de fogo onde se mistura com mon xido de carbono para formar o di xido de carbono que emitido para a atmosfera 6 3 2 Pir lise ou Carboniza o A pir lise um processo t rmico que utiliza altas temperaturas para quebrar os res duos o mais antigo e simples dos processos de convers o de um combu
181. anto se o produtor tiver 100 quilos de material org nico por dia ele ter 200 litros de adubo Uma leira de 1 5 metros de base altura de 1 2 metros e produ o mensal de 6 m de res duo ter um comprimento de 3 5 metros aproximadamente Este foi o procedimento realizado neste trabalho O material composto foi umedecido com fregii ncia mas em pouca quantidade de modo que ao ser apertado com as m os n o escorra gua A temperatura interna foi controlada para n o ultrapassar os 60 C sendo monitorada e controlada com pequenas adi es de gua Para o controle da temperatura foi utilizada uma barra de ferro introduzida no interior da pilha esta barra ao ser retirada deve estar quente de tal forma que o manuseador possa segur la sem queimar as m os Caso a temperatura esteja muito elevada a pilha deve ser revolvida de forma a reduzir a temperatura Ap s algumas semanas o material adquire uma colora o marrom escura semelhante ao marrom caf D para perceber que o composto est pronto quando n o sente cheiro ruim e sim um cheiro de terra al m disso a apar ncia bem homog nea e a temperatura fica igual do ambiente geralmente demora entre 80 e 90 dias para o material estar pronto para utiliza o 34 A mat ria org nica incorporada como composto traz in meras vantagens principalmente para melhoria das caracter sticas f sicas qu micas e biol gicas do solo e bromatol gicas das hortali as A mat
182. ar e desenvolver a fim de melhorar nosso conhecimento da realidade ou facilitar a vida do ser humano na Terra O termo tecnologia apropriada segundo Goldemberg 1978 pode ser definido como sendo um processo de estabelecimento dos efeitos sociais e ambientais de uma tecnologia proposta antes que ela seja desenvolvida e a tentativa de incorporar elementos ben ficos nas v rias fases de seu desenvolvimento e utiliza o A tecnologia o conjunto dos conhecimentos de que uma sociedade disp e sobre ci ncias e artes industriais incluindo os fen menos sociais e f sicos e a aplica o destes princ pios produ o de bens e produtos Ainda segundo o mesmo autor uma tecnologia para ser considerada apropriada deve apresentar os seguintes aspectos sociais e econ micos 1 Satisfazer as necessidades das camadas mais pobres da popula o Preservar o meio ambiente 2 3 Ser adequada em rela o aos recursos naturais dispon veis 4 Depender de fontes de energia dispon veis no local de sua aplica o Dentre estes crit rios o mais adequado no contexto da tecnologia apropriada o de satisfazer as necessidades das camadas mais pobres Portanto esse tipo de tecnologia para ser aplicada deve ser simples de pequena escala de baixo custo e intensivo uso no trabalho Os principais benef cios podem ser observados em pequenas comunidades rurais permitindo a substitui o de t cnicas antigas e obsoletas sem que haja danos no proce
183. ar em que situa o este tipo de sistema pode ser replicado a contento Foram adotados dois indicadores b sicos VPL e Pay Back A taxa m nima de atratividade TMA adotada foi mesma que se pagaria em um financiamento em rg os oficiais para implanta o do sistema Em geral o BNDS ou BASA na regi o norte que disponibiliza dinheiro para este tipo de aplica o apresenta taxas de juros atrativas com valor m dio de 6 a a Considerando TMA 6 valores cobrados pelo rg o financeiro oficial para este tipo de projeto e via til de 30 anos criaram se os seguintes cen rios e Cen rio 1 TMA 6 0 VPL 0 Recuperando capital investido Payback 13 76 anos Custo energia R 1 86 kKWh Contribui o por fam lia R 165 73 e Cen rio 2 TMA 0 0 VPL 0 Recuperando capital investido Payback 8 0 anos Custo energia R 1 17 kWh Contribui o por fam lia R 104 57 e Cen rio 3 TMA 0 0 VPL 0 178 Capital inicial a fundo perdido Payback 20 anos Custo energia R R 0 805483 kW h Contribui o por fam lia R 64 95 mensais Esta simples an lise mostra que em qualquer situa o o projeto vi vel economicamente no entanto somente no cen rio c uma comunidade aos moldes da apresentada neste caso ter condi es de arcar com o pre o do servi o de fornecimento de energia para o processo produtivo H que se analisar o custo da implanta o de li
184. ara o Brasil controverso e n o consolidado faz se necess ria uma ampla discuss o acerca dele a come ar pelos aspectos conceituais Este cap tulo reconhecendo essa necessidade discute de forma in dita o conceito de GD e conceitos e aspectos relacionados a ela prop e novas classifica es de aspectos relativos GD prop e uma nova defini o de GD mais completa e com mais aplicabilidade que as existentes e sugere aplica es inovadoras para os resultados apresentados Palavras chave Gera o distribu da Discuss o Conceitual Defini o Classifica es ndice de Distribui o da Gera o 4 1 INTRODU O Conforme j mencionado anteriormente o mercado a ser ocupado pela gera o distribu da GD est em expans o tendo como um dos focos principais e sub rea de maior possibilidade de crescimento o fornecimento de energia el trica a quem ainda n o tem acesso a ela Logo o crescimento da GD nos pr ximos anos parece inexor vel conforme indicam o Instituto Nacional de Efici ncia Energ tica INEE 2007 e Ackermann Andersson e S der 2001a No Brasil o tema merece destaque especial pelos seguintes motivos a nos ltimos anos a qualidade ambiental da matriz energ tica brasileira piorou bastante b as mudan as Universidade de Bras lia UnB FT ENE GSEP E mail mauroseverinoQ ene unb br 10 Universidade de Bras lia UnB FT ENE GSEP E mail ivancamargo O unb br 1 Universidade
185. ara os res duos produzidos na fabrica o do biodiesel que por meio do uso de biodigestores se produz o biog s o res duo gerado nesse processo ainda pode ser aproveitado como adubo org nico e aplicado em reas rurais grandes propriedades e comunidades isoladas em todo o pa s Outros tipos de res duos como o lodo residual que proveniente do tratamento de guas de esgoto urbano s o considerados um desafio para engenharia sanit ria e ambiental pela complexidade do processamento volume gerado e disposi o Esse res duo j est sendo aproveitado para produ o de energia el trica e termel trica al m de benef cios para rea agr cola no manejo de solos Vale pena ressaltar que al m dos dejetos e o esgoto serem usados por empresas de grande porte as propriedades agr colas e de cria o de animais do oeste do Paran tamb m utilizam para gera o de energia movida a g s de aterros sanit rios 202 Os leos residuais de frituras representam grande potencial de oferta E um levantamento prim rio dos mesmos revela um potencial no pa s superior a 30 mil toneladas por ano Algumas poss veis fontes dos leos e gorduras residuais s o lanchonetes e cozinhas industriais ind strias onde ocorre a fritura de produtos aliment cios os esgotos municipais onde a nata sobrenadante rica em mat ria graxa guas residuais de processos de ind strias aliment cias SILVA et al 2005 J Costa et al 2007 dizem que
186. aracter stica positiva do a Si reside no fato de que ao contr rio de todas as outras tecnologias fotovoltaicas o aumento da temperatura de opera o n o provoca redu o na pot ncia gerada RUTHER e LIVINGSTONE 1993 o que sem d vida uma vantagem nas aplica es em pa ses de clima quente como o Brasil Segundo Riither 2004 o desempenho das c lulas de a Si integradas a edifica es situa o em que os m dulos atingem temperaturas elevadas pela falta de ventila o na parte posterior em termos de energia gerada por pot ncia instalada em kWh kWp tem se mostrado superior das demais tecnologias em opera o no Brasil atmosfera solo Figura 07 Esquema para a Defini o de AM Fonte LABOURET 2005 modificada Segundo informa es do DOE uma desvantagem do a Si a variabilidade de desempenho que ele apresenta quando exposto luz solar pois sua pot ncia el trica inicial decai em at 20 antes de estabilizar se caracterizando o efeito denominado Staebler Wronski SHAYANI 2006 38 Ver nota 8 292 10 2 5 4 Tecnologia de Telureto de C dmio CdTe A tecnologia fotovoltaica de CdTe tamb m se apresenta na forma de filmes finos sendo concorrente do c Si e do a Si para gera o de pot ncia e nas aplica es integradas a edifica es Em aplica es de baixa pot ncia como em calculadoras esse material j utilizado h mais de uma d cada Para aplica es externa
187. as culturas aumentando consideravelmente a produtividade O biofertilizante foi preparado em um tambor de 200 litros na qual a propor o utilizada foi de 1 4 de esterco bovino e 3 4 de gua Fig 06 e GUA 3 4 ESTERCO 1 4 Figura 06 Recipiente com as Propor es de gua e Esterco Fonte Apud do site M o na Terra 2007 Atrav s da fermenta o anaer bica os nutrientes horm nios vegetais e subst ncias com a o fungist tica contidos no esterco s o disponibilizados na gua Ap s a mistura dos insumos o biofertilizante est pronto para uso dentro de aproximadamente 15 dias O produto foi utilizado na irriga o dos canteiros procedimento conhecido como fertirriga o uma vez por semana na dilui o de 1 parte do biofertilizante e 9 partes de gua A utiliza o do 32 biofertilizante confere cultura resist ncia ao estresse h drico al m de conter a o repelente a pragas sendo eficaz no manejo de doen as Outra op o de produto natural utilizado nos canteiros a dilui o de urina de vaca em gua na propor o 1 20 Este produto tamb m possui em sua composi o alguns nutrientes e promove a o repelente a insetos assim como o biofertilizante Para substituir os adubos qu micos usualmente utilizados em grandes hortas os produtores s o orientados a produzir composto org nico atrav s do processo conhecido como compostagem Este um processo biol gico de transforma o de res
188. asil a agroind stria sucroalcooleira se destaca na produ o de etanol embora ainda esteja em busca da consolida o do mercado de uso e produ o do biodiesel 249 A elabora o de medidas obrigat rias e volunt rias adotadas por v rios pa ses e a efetividade dos programas Norte Americanos para produ o e consumo de etanol colaboram para que os biocombust veis principalmente o etanol consigam se consolidar como uma tecnologia eficiente para substituir em partes os hidrocarbonetos f sseis derivados de petr leo principalmente a gasolina Os resultados obtidos atrav s da utiliza o deste biocombust vel nas frotas de ve culos de v rios pa ses s o satisfat rios e fazem com que as tend ncias de consumo aumentem geometricamente em todo o mundo Gr f 01 1990 2005 2015 2030 Gr fico 1 Tend ncia do consumo de biocombust veis tep Fonte 5 No Brasil atrav s de programas de incentivo do governo federal a ind stria automobil stica desenvolveu motores automotivos com tecnologia Flex que podem ser acionados com diferentes combust veis no mesmo autom vel A ind stria tamb m disponibiliza ao consumidor autom vel movido exclusivamente a etanol ou gasolina Este trabalho tem como objetivo realizar um estudo sistem tico sobre os autom veis dotados da tecnologia flex fuel bem como dos combust veis utilizados em seus motores etanol gasolina e a mistura dos dois ao mesmo tempo A meta deste artigo
189. assa amil cea utilizando o milho como a mat ria prima apesar de estudos comprovarem seu balan o energ tico ser negativo 187 Outra fonte de biomassa ainda n o t o bem explorada o lixo que possui elevada capacidade de produ o de energia captura de g s metano produ o de lcool queima do biog s recuperado dos dep sitos de lixo a combust o de celulignina catal tica a incinera o ou a gaseifica o O potencial de energia dispon vel chega a 20 da oferta atual ABES 2007 Caso o lixo fosse realmente aproveitado ocorreria uma diminui o do montante de res duos s lidos que em v rios centros urbanos um problema de sa de p blica assim sua utiliza o importante pois diminui o n vel de polui o ambiental conten o do volume de lixo das cidades nos aterros sanit rios e em locais inadequados Diante do exposto a intensa produ o da biomassa energ tica brasileira atrav s da cana de a car como mat ria prima na produ o de etanol gerando desta forma o baga o O setor sucroalcooleiro geralmente aproveita esse res duo na gera o de eletricidade principalmente em sistemas de co gera o direcionando na rede el trica o seu excedente para comercializa o Al m disso o per odo de colheita da cana de a car coincide com o de estiagem das principais bacias hidrogr ficas do parque hidrel trico brasileiro tornando a op o ainda mais vantajosa Mas tamb m existem outros tip
190. astante desigual H de se observar que as duas defini es citadas anteriormente tratam de fonte de energia mas sob focos distintos A defini o apresentada para fontes alternativas de energia trata da fonte prim ria de energia a partir da qual ocorrer a gera o el trica por sua vez a defini o apresentada para fontes renov veis de energia trata indevidamente da fonte de energia el trica que utiliza determinado processo de gera o Como se v as duas defini es n o foram constru das com base na mesma l gica raz o pela qual neste trabalho o foco da defini o de fontes renov veis de energia ser alterado Toda essa an lise remete para a seguinte proposta de defini o SEVERINO 2008 Uma fonte renov vel de energia aquela cuja utiliza o para a gera o de energia el trica consome apenas recursos renov veis aqueles geralmente n o pass veis de esgotamento por estarem sujeitos as reposi es mais r pidas do que a sua utiliza o energ tica ou no m nimo compat vel com ela Avaliando se as duas novas propostas de defini o constata se que cada uma delas refere se a um conceito diferente raz o pela qual s o de fato independentes gerando classifica es diferentes fonte de energia alternativa em oposi o fonte de energia convencional fonte de energia renov vel em oposi o fonte de energia n o renov vel que podem relacionar se de v rias formas Com base nessas
191. atrav s da introdu o de tecnologia apropriada de baixo custo de produ o Desenvolvido para viabilizar a produ o de alimentos de maneira sustent vel em regi es semi ridas o Sistema Mandala n o s vem cumprindo o prop sito de garantir o sustento das fam lias dos pequenos produtores como ganha adeptos em v rias regi es do pa s A Mandala representada por um desenho composto por figuras geom tricas conc ntricas Fig 01 O sistema Mandala reproduz a estrutura do Sistema Solar o AD iai ES OCEN d Figura 01 Estrutura do Sistema Mandala Fonte SEBRAE MS 2004 No centro do sistema existe um reservat rio de gua com dimensionamento circular e em forma de funil Este reservat rio al m do fornecimento de gua serve para a cria o de 26 peixes patos e marrecos que enriquecem organicamente a gua do reservat rio J os c rculos internos do sistema s o assim definidos e utilizados Fig 02 e Os tr s primeiros c rculos s o denominados C rculo de Melhoria da Qualidade de Vida Ambiental e destina se ao cultivo de hortali as e plantas medicinais atendendo s necessidades de subsist ncia da fam lia e Os cinco an is seguintes formam os C rculos da Produtividade Econ mica e se destinam a culturas complementares diversas como milho feij o verde ab bora e frut feras cuja produ o em maior escala permite criar excedente para comercializa o gerando renda para o agricu
192. bge gov br Uhlig Alexandre Lenha e carv o vegetal no Brasil balan o oferta demanda e m todos para a estima o do consumo 124p Tese Doutorado em Energia Programa Interunidades de P s Gradua o em Energia da Universidade de S o Paulo 2008 245 CAPITULO IX ESTUDO SOBRE AS VANTAGENS E DESVANTAGENS DO USO DA GASOLINA ETANOL E A MISTURA DOS DOIS COMBUST VEIS EM MOTORES FLEX FUEL 246 ESTUDO SOBRE AS VANTAGENS E DESVANTAGENS DO USO DA GASOLINA ETANOL E A MISTURA DOS DOIS COMBUST VEIS EM MOTORES FLEX FUEL Thiago Magalh es de L zari Yolanda Vieira de Abreu A idade da pedra n o acabou porque acabaram as pedras n o necess rio que o petr leo acabe para entrarmos em uma nova era de energia SHELL RESUMO No Brasil os autom veis podem funcionar a g s natural veicular GNV gasolina etanol e mistura de etanol e gasolina A pr tica de se misturar etanol gasolina comum desde a d cada de 1930 e atualmente a gasolina cont m 25 de etanol No Brasil o desenvolvimento de um motor capaz de rodar com etanol gasolina ou ambos misturados em quaisquer propor es come ou nos anos 1990 O primeiro autom vel dotado da tecnologia flex fuel etanol gasolina ou mistura entre os dois combust veis foi lan ado no Brasil em mar o de 2003 pela Volkswagen utilizando um sistema desenvolvido pela Bosch O motor bicombust vel oferece ampla liberdade de escolha para os usu rios podendo opta
193. binado das duas classes de catalisadores tradicionais fazendo se inicialmente uma esterifica o dos cidos graxos livres presentes atrav s de cat lise cida seguida da transesterifica o dos triglicer deos em meio alcalino As etapas seguintes representam o mecanismo geral da rea o de transesterifica o via cat lise alcalina proposto por Schurchardt et al 1998 onde di e monoacilglicer deos reagem pelo mesmo mecanismo produzindo uma mistura composta predominantemente de steres alqu licos e glicerol e Etapa 1 Forma o do on et xido a partir da rea o da base com o lcool e Etapa 2 Por ser uma base mais forte que o on hidr xido o on et xido bastante reativo Sendo assim este realiza um ataque nucleof lico ao carbono da carbonila do triglicer deo leo vegetal formando o intermedi rio tetra drico inst vel 226 e Etapa 3 O intermedi rio tetra drico sofre um rearranjo para formar a primeira mol cula de ster et lico e o nion correspondente do diglicer deo e Etapa 4 O nion do diglicer deo fortemente b sico e por isso retira um pr ton H do lcool o qual se encontra em excesso no meio Dessa forma ocorre regenera o do catalisador on et xido que pode ent o reagir com o segundo carbono carbon lico do diglicer deo Dessa forma a rea o de transesterifica o se propaga quebrando cada mol cula do triglicer deo em tr s mol culas de
194. bsor o da luz incidente A c lula fotel trica ou fotovoltaica a unidade fundamental do processo de convers o Em 1954 nos laborat rios Bell foi produzida a primeira c lula solar de sil cio que rapidamente atraiu o interesse do programa espacial norte americano devido sua vantajosa rela o entre pot ncia e unidade de peso Com o aperfei oamento nas aplica es espaciais a tecnologia fotovoltaica espalhou se para as aplica es terrestres PATEL apud SHAY ANI 2006 Apresenta se a seguir um breve relato feito por Severino 2008 que recordando alguns aspectos relativos constitui o da mat ria permite o entendimento do modo de opera o de uma c lula fotovoltaica Os elementos qu micos possuem pr tons e n utrons concentrados no n cleo do tomo e el trons que permanecem em rbitas de diferentes n veis de energia ao redor do n cleo a perman ncia nas rbitas mais internas mais pr ximas do n cleo exige menos energia dos el trons que a perman ncia nas rbitas mais externas Cada tomo do elemento sil cio cujo n mero at mico 14 possui 14 el trons distribu dos em tr s rbitas ao redor do seu n cleo sendo dois el trons na rbita mais interna oito el trons na rbita intermedi ria e quatro el trons na rbita mais externa Os el trons da rbita mais externa do tomo interagem com os tomos vizinhos formando estruturas s lidas Cada tomo faz uma liga o covalente com
195. butanol 2 Butanol CH CHOH CH2 CH 74 123 995 0 8080 propanol propanol Fonte KNOTHE et al 2006 As propriedades destes alco is s o determinantes das propriedades dos steres et licos formados na transesterifica o Como mostra a tabela 03 a massa molar dos alco is atingem valores de no m ximo 74 123 g mol Dessa forma estima se que n o ser apropriado um maior valor uma vez que diretamente proporcional temperatura de ebuli o do mesmo Sendo assim um maior ponto de ebuli o torna o reaproveitamento do lcool por destila o do biodiesel um processo de maior custo A densidade tamb m um fator importante que sendo uma fun o da massa molar e das intera es intermoleculares nota se pela tabela 03 222 que varia de no m nimo 0 7855 e no m ximo 0 8098g mL o que tornaria esses lcoois mais apropriados para atender as especifica es estabelecidas pelas normas nacionais e internacionais Tamb m j foi demonstrado que os steres derivados destes lcoois oferecem a vantagem de exibir pontos de congelamento inferiores aos observados nos steres met licos correspondentes KNOTHE et al 2006 7 2 4 M todos de Obten o de Biodiesel Os par metros que influem no rendimento e na velocidade no processo de obten o de biodiesel s o tipo de catalisador propor o molar entre lcool e leo temperatura tempo de rea o grau de refino do leo vegetal empregado efeito da presen
196. c Associada a catalisadores como alum nio e zinco a gaseifica o aumenta a produ o de hidrog nio e de mon xido de carbono e diminui a produ o de di xido de carbono d A demanda de energia pode ser controlada e consegiientemente a taxa de gaseifica o pode ser facilmente monitorada e tamb m controlada Por m as desvantagens s o a A biomassa dever ser limpa sem a presen a de terras ou outros elementos que possam comprometer o processo de gaseifica o b H o potencial de fus o de cinzas que poder alterar o desempenho do gaseificador quando se usa a biomassa com alto teor de cinzas e c se n o completamente queimado o alcatr o formado durante o processo de gaseifica o pode limitar suas aplica es A partir da gaseifica o da biomassa ou de outros combust veis s lidos formado segundo LORA et al 2008 o g s de s ntese ou syngas que uma mistura de gases de compostos qu micos variados Esse g s tem sua composi o basicamente atrav s de uma mistura de hidrog nio H2 e mon xido de carbono CO com aplica o em processos industriais de 198 produ o de hidrog nio para c lulas combust veis metanol e v rios produtos qu micos como a am nia Alguns autores diferenciam um g s de s ntese de menor qualidade baixo poder calor fico pass vel de ser utilizado em motores de combust o interna alternativos turbinas a g s ou para a queima direta em fornos e caldeiras
197. ca de Fl vio Maron Vichi e Leonardo Freire de Mello S o Paulo Pioneira Thomson Learning 2003 Tradu o da 3 ed norte americana 323 IEA International Energy Agency IEA Energy Statistics Dispon vel em lt www iea org gt Acesso em 4 de Dezembro de 2005 Key world energy statistics 2007 Dispon vel em lt www iea org gt Acesso em 24 de Maio de 2008a PVPS annual report Dispon vel em lt www iea pvps org gt Acesso em 10 de Maio de 2008b LABOURET Anne et al Cellules solaires les bases de V nergie photovolta que 4 ed Paris Dunod 2005 LORA Electo Eduardo Silva HADDAD Jamil Coord Gera o distribu da aspectos tecnol gicos ambientais e institucionais Rio de Janeiro Interci ncia 2006 MME Minist rio de Minas e Energia Bras lia MME 2008 Dispon vel em lt www mme gov br gt Acesso em 20 de Maio de 2008a Balan o energ tico nacional BEN 2003 Bras lia MME 2007 Dispon vel em lt www mme gov br gt Acesso em 20 de Maio de 2007a Balan o energ tico nacional BEN 2006 Bras lia MME 2007 Dispon vel em lt www mme gov br gt Acesso em 20 de Maio de 2007b Balan o energ tico nacional BEN 2007 Bras lia MME 2008 Dispon vel em lt www mme gov br gt Acesso em 24 de Maio de 2008b PALZ Wolfgang Energia solar e fontes alternativas Tradu o de Noberto de Paula Lima Curitiba Hemus 2002 PORTALH
198. ca no Brasil que de extrema import ncia considerando que o horizonte de planejamento da central em quest o de 20 anos 65 Na atualiza o dos valores normativos a ANEEL analisou diferentes projetos de gera o hidro e termel tricos adotando par metros econ micos financeiros coerentes com as atuais estruturas de financiamento e prazos praticados pelos empreendedores em instala es de energia el trica A tabela 03 apresenta os valores normativos reposicionados para janeiro de 2001 Tabela 03 Valores Normativos para o MWH Gerado por Diversas Valor Normativo PONTE R MWh US MWh Competitiva 114 97 36 85 Termel trica a carv o Nacional 118 96 38 13 Pequenas Centrais Hidrel tricas 126 02 40 39 Termel trica Biomassa 142 80 45 77 E lica 178 31 57 15 Solar Foto Voltaica 419 73 134 53 Fonte ANEEL 2001 Baseado no que foi explicado acima se chegou a um valor anual de receita gerada de R 34 272 00 da venda da energia Foi considerado para esse c lculo que a usina ir operar 8000 h por ano e que o valor normativo se permanecer constante durante esses 20 anos Como se trata de uma planta de cogera o a energia el trica que se deixa de gastar pode ser contabilizada como receita Comparando as duas geladeiras por absor o utilizadas com outras de mesma capacidade mas compress o apresentariam um consumo de energia de 100kWh m s Ao mesmo custo a receita seria de R 1 322 22 per
199. capacidade de produtividade tanto em biomassa quanto em teor de leo Esp cies selvagens potencialmente evidentes foram identificadas e caracterizadas em meados de fevereiro de 2008 e atrav s do segiienciamento de alguns destes genomas foram obtidas microalgas geneticamente modificadas AZEVEDO et al apud MAYFIELD 2008 Possuindo um alto teor de leo o ultradenso de microalgas para ser usado em grande escala necessita de inova es tecnol gicas as t cnicas atuais s o para cultivo em pequena escala para obten o de uma produtividade que al m de satisfat ria seja o leo obtido com melhor qualidade necess rio tamb m isolar e caracterizar mais estirpes al m de aprimoramentos gen ticos em busca de caracter sticas espec ficas Tamb m primordial desenvolver novos m todos de aquicultura e log sticas tais como processos para colheita extra o e convers o do leo Como se pode observar existe muitos desafios para que ocorra a produ o em alta escala Vale pena ressaltar que depender do interesse das institui es tanto p blica quanto privada e tamb m do fomento sobre essa fonte potencial para a bioenergia AZEVEDO et al 2010 6 6 CONSIDERA ES FINAIS Os biocombust veis contribuem para a gera o de renda no setor prim rio redu o de diversos tipos de polui o desenvolvimento social e econ mico redu o do incha o das grandes cidades e favorecendo o ciclo da economia auto sustent ve
200. cas separadoras feitas de grafite de alta densidade e com alto custo de usinagem e os eletrodos devido aos catalisadores base de platina Al m disso esse tipo de c lula est sujeita contamina o pelo mon xido de carbono e requer resfriamento e controle do vapor de exaust o para operar adequadamente Segundo especialistas de todo o mundo de todas as tecnologias existentes hoje para as CaCs a PEMFC deve ser a vencedora para aplica es comerciais gerais pelas seguintes raz es a a poss vel redu o dos custos de produ o b a modularidade c a temperatura de opera o adequada a muitas aplica es de pequeno porte d o desenvolvimento e o barateamento da tecnologia para aplica es estacion rias em fun o da aplica o pela ind stria automobil stica e a r pida resposta f juntamente com a SOFC possui a maior rela o energia gerada por volume de combust vel consumido 10 4 3 CaC cida PAFC As PAFCSs nicas comercializadas desde 1994 s o as de tecnologia mais antiga e mais desenvolvida at o presente Utilizando o cido fosf rico como eletr lito elas podem ser abastecidas com combust veis relativamente limpos derivados do processo de reforma de combust veis f sseis como o g s natural o GLP e outros destilados leves ou ainda do processo de limpeza do g s de carv o produzido por um gaseificador Podem tamb m utilizar o metanol e o etanol como combust veis ap s estes
201. cativa agregando preju zos ao processo De acordo com Knothe et al 2006 o uso de co solventes tais como metil terc butil ter MTBE e tetrahidrofurano THF tamb m t m se mostrado interessante por aumentar sensivelmente a velocidade do processo uma vez que geraria um sistema monof sico durante a rea o superando a miscibilidade limitada dos lcoois no leo vegetal principalmente em rela o ao etanol 7 2 5 Poss veis Catalisadores para Obten o do Biodiesel A palavra cat lise deriva da palavra grega kat lusis que significa dissolu o decomposi o e foi adotada pelo qu mico sueco J ns Jacob Berzelius em 1836 quando se referia a certas subst ncias cruciais para a ocorr ncia de algumas rea es RINALDI et al 2007 No entanto Wilhelm Ostwald foi o primeiro a enfatizar que um catalisador influencia a velocidade de uma rea o e que n o tem efeito sobre a posi o de equil brio MOORE 1976 Sendo assim j era sabido que catalisadores que produzissem um composto B a partir de um composto A tamb m poderia produzir o composto A a partir de B Como o catalisador muda a velocidade mas n o o equil brio deve acelerar as rea es diretas e inversas na mesma propor o tal como descreve a equa o seguinte A B 224 O tipo de catalisador empregado um fator determinante na velocidade da rea o bem como na taxa de convers o e tamb m pela poss vel rea o entre o catalisador hidr xido
202. ceiras e culturais dos benefici rios Toda a montagem do projeto desde sua implanta o escolha dos produtos manuseio e condu o das hortas foi constru do junto com a comunidade utilizando somente insumos e mat rias primas locais bem como na produ o dos biofertilizantes e inseticidas naturais at a colheita e armazenamento dos produtos A comunidade local tamb m participa de forma conjunta e efetiva na parte de transportes m o de obra e outras atividades necess rias para a efetiva o do projeto Os resultados obtidos n o se restringiram somente a seguran a alimentar dos agricultores e suas fam lias mas de toda popula o em geral Ao longo do projeto observou se que houve 25 incremento na renda dos produtores rurais chegando a um ganho di rio de R 6 00 somente com a comercializa o do excedente produzido nos quintais As hortas comunit rias e as mandalas s o implantadas sob orienta o de um agr nomo ou t cnico agr cola sendo que a escolha das hortali as feita de forma diversificada garantindo uma grande variedade de produtos o que permite atender um n mero elevado de consumidores 1 4 2 Funcionamento do Sistema Mandala O Sistema Mandala consiste no cons rcio de produ o agr cola e bastante difundido em pequenas comunidades rurais O objetivo principal do sistema diversificar as atividades agr colas com a finalidade de melhorar o padr o alimentar das fam lias e aumentar a renda
203. cessos de purifica o do biodiesel seja pela via homog nea com um catalisador residual n o agressivo ao motor e ao meio ambiente ou pela via heterog nea atrav s de catalisadores imisc veis No entanto para aplica es industriais o tempo dever ser cada vez menor a partir do momento em que etapas extras sejam descartadas em fun o da otimiza o dos outros par metros 7 2 TECNOLOGIAS DE OBTEN O DE BIODIESEL UMA REVIS O 7 2 1 Composi o Qu mica de leos Vegetais e Animais Para um perfeito entendimento das tecnologias de obten o de biodiesel faz se necess rio previamente o conhecimento das composi es qu micas das mat rias primas Os leos 216 vegetais e animais aparecem como as principais fontes de obten o de biodiesel devido presen a da fun o ster na propor o de tr s partes para cada mol cula de leo triglicer deo o que confere a possibilidade de reduzir a viscosidade atrav s do processo conhecido como transesterifica o Al m disso a qualidade do biodiesel produzido depende enormemente da composi o qu mica dos leos utilizados Essa mesma composi o deve variar de acordo com a origem do leo vegetal se obtido a partir de res duos de frituras ou de origem animal e ainda quanto ao tipo de oleaginosa e seus tratos culturais condi es de clima e aduba o al m de outros fatores As composi es qu micas de leos vegetais s o muito semelhantes de forma ger
204. cil verificar se pela equa o 9 1 que a pot ncia gerada tem rela o direta com a rea A do arranjo Por outro lado essa rea deve ser calculada considerando se as condi es locais do aproveitamento energ tico Via de regra a rea necess ria ao arranjo 4 calculada pela seguinte equa o REIS 2003 ye 10 2 7x Rsm em que P a pot ncia instalada e Rsm a radia o solar m xima no local da instala o 298 Existem segundo Aldab 2002 diferentes crit rios para a determina o da pot ncia instalada dependendo das condi es locais de insola o do tipo de configura o do sistema fotovoltaico com ou sem armazenamento energ tico e da utiliza o do sistema H m todos com base no n mero de dias em que o sistema poder ficar sem sol crit rio para o dimensionamento do arranjo e das baterias e m todos estat sticos similares aos das usinas hidrel tricas Neste caso as baterias fazem papel similar ao dos reservat rios das hidrel tricas regulando a pot ncia gerada e aumentando ent o o fator de capacidade do sistema REIS 2003 Quanto radia o m xima usualmente se utiliza Rsm 1 kW m que a intensidade de radia o das CPT O rendimento das c lulas depende de diversos fatores conforme j abordado A opera o em m dulo possui efici ncia global inferior efici ncia das c lulas individuais devido ao fator de empacotamento efici ncia tica
205. condi es diversas sem levar em considera o o clima cultura e a necessidade das comunidades nas quais estavam sendo aplicadas s o na maioria das vezes pol ticas de concentra o da propriedade da terra de renda e de produtos destinados a exporta o A utiliza o cont nua e crescente de um paradigma agr cola que dependente de tecnologia moderna energia grande extens o de terras e gua que s o bens escassos n o apenas tendem a elevar os custos de produ o dos alimentos como tamb m propicia a Mestrandos em Agroenergia Universidade Federal do Tocantins UFT Professorado Mestrado em Agroenergia Universidade Federal do Tocantins UFT 19 forma o de latif ndios desmatamento e o aumento de conflitos no campo RIGBY amp BROWN 2007 No Brasil o processo de moderniza o tecnol gica da agricultura principalmente nas d cadas de 1960 e 1970 que participaram da Revolu o Verde da poca n o teve resultados diferentes dos outros pa ses que se submeteram ao mesmo processo Tal revolu o promoveu juntamente com o aumento da produ o agr cola para exporta o um modelo de pol tica excludente altamente poluente e concentradora PASSINI 1999 A abordagem da pesquisa realizada foi do tipo explorat rio descritivo bibliogr fico e estudo de caso Os dados prim rios quanto ao estudo de caso foram obtidos atrav s da participa o direta dos autores do artigo nas fases de implanta
206. contribuir com uma parcela fixa mensal aproximada de R 70 00 setenta reais Estes gestores trabalhariam em sistema de escala semanal Considerando que as horas de trabalho nesta ocupa o bem pequena estes gestores teriam tempo para cuidar dos seus neg cios pastoreio plantio etc e receberiam a t tulo de contribui o o valor de R 50 00 cinquenta reais a ser descontado da sua contribui o para o uso da oficina j que l s tamb m s o produtores Periodicamente a comunidade pode trocar os gestores atrav s de elei o Alternativamente a este sistema havendo problemas de entendimento na comunidade pode se cobrar por tempo de uso da oficina comunit ria Havendo eventos envolvendo toda a comunidade todos podem ser tarifados ou isentados a crit rio da pr pria comunidade desde que a quantia necess ria para a manuten o do sistema principalmente reposi o do Baco de baterias seja acumulada ao logo do tempo necess rio 5 8 SUSTENTABILIDADE 5 8 1 Pre o do Servi o X Capacidade de Pagamento A comunidade tem hoje condi es de arcar com os custos do servi o desde que utilizem a oficina para seus trabalhos e revendam no mercado o produto A tabela 05 mostra as 175 possibilidades de utiliza o da oficina para a produ o Os valores apresentados s o os praticados hoje para a venda aos turistas e no mercado das cidades e comunidades vizinhas Al m da venda dos produtos listados na tabela 05 in
207. crocomia aculeata uma palmeira nativa das Florestas Tropicais Apresenta grande dispers o no Brasil e em pa ses vizinhos como Col mbia Bol via e Paraguai No Brasil ocorrem povoamentos naturais em quase todo territ rio mas as maiores concentra es est o localizadas em Minas Gerais Goi s Mato Grosso e Mato Grosso do Sul sendo amplamente espalhados pelas reas de Cerrado BHERING 2009 6 5 1 7 Microalgas O aquecimento global tamb m atribu do ao alto n vel de CO na atmosfera E com isso surge a necessidade de mudan as Um dos principais focos para essa mudan a est no uso de biocombust veis Em todo o planeta trabalha se no desenvolvimento de alternativas economicamente vi veis para a fixa o de CO e os microorganismos fotossint ticos como as microalgas e cyanobacterias mostram ser fontes alternativas vi veis de energia limpa pois para desenvolver a atividade vital que necessitam absorvem principalmente radia o solar gua e CO como fonte de carbono gerando assim biomassa por meio da captura de CO que pode ser utilizado em processos industriais Azevedo et al apud Benemann 2008 afirma que o uso de algas para a produ o de biocombust veis aconteceu em 1950 Em 1980 at 208 1995 O United States Department of Energy e o National Renewable Energy Laboratory NREL desenvolveram o Algae Species Program ASP V rias pesquisas sobre microalgas independente do uso energ tico mostram a alta
208. d osso baihcorpaltas debeacha energia doa asv 77 IMPACTOS DA GERA O DISTRIBU DA EM REDES DE DISTRIBUI O 78 SINANDI DIOLEN S A E A ETE E E E E 78 3 2 GERA O DISTRIBU DA OD asas osBaCas CA Eua Dag A Cai naBaSa 80 3 2 l Defini o de GD sds sedia aa sesta ra dis ad Sa ia aaa dd A do a a E NER 80 3 2 2 Localiza o dr GD ss sairia eira as ai e faia ass RR SS RS Das asd ga 80 3 2 3 Modifica o do Fluxo de Pot ncia em Sistemas Radiais de Distribui o 82 3 2 4 Exemplo de Fluxo de Pot ncia em Sentido Reverso 83 3 2 5 Instrumentos Normativos pensa sds a Er e aa De ER E 85 3 3 GERA O DISTRIBU DA COM SISTEMAS SOLARES FOTOVOLTAICOS GDEV crs aa a SG SS ANA 86 3 3 1 Crescimento da Utiliza o da GDEV sssssseesssessssssseerreessssssserereeerssssseerrreesss 86 2 Confic r c es da OD PV ue a Ina a aaa ENO Ro PN UN 87 3 3 3 Exemplo de C lculo do Potencial da GDFV 88 3 3 4 Conex o da GDFV Rede El trica samagesactrraadsasarredra tos esatanderaalas equalasinda 89 3 4 IMPACTOS DA GD NA REDE DE DISTRIBUI O 90 328 Distor o Harm nica sad goaisigas ie sintas irens ria si nas daria sir ras 91 3 4 1 1 Limite de Distor o Harm nica de Corrente i 91 3 4 1 2 Atua o como Filtros Ativos de Distor o Harm nica 92 34 2 Aumento d Tens o sis casadas st iiaasanesaaasasodndarigaaandasdasadsdandasa i eads ii asa ys iesi atasi
209. da cobertura frontal do m dulo perda nas interconex es el tricas das c lulas e ao descasamento nas caracter sticas das c lulas REIS 2003 J o rendimento do PCS depende principalmente do inversor Os valores de rendimentos costumam ser fornecidos pelos fabricantes devendo ser relembrado que as condi es para as quais os rendimentos foram obtidos devem ser consideradas O Quadro 04 para exemplificar mostra valores de rendimentos obtidos atualmente para componentes e sistemas fotovoltaicos portanto em cada caso real devem ser utilizados os valores de rendimento fornecidos pelos fabricantes ou verificados em ensaios A partir de informa es como essas a energia gerada anualmente pelo sistema fotovoltaico pode ser calculada pela equa o a seguir ALDAB 2002 REIS 2003 Eg 8 760 x P x Fe 10 3 em que Ec a energia gerada por ano em kWh ano P a pot ncia instalada em kW Fc o fator de capacidade do sistema O n mero 8 760 o n mero de horas considerado para o per odo de um ano Fator de capacidade de um sistema de gera o de energia el trica o quociente entre a gera o efetiva do sistema em determinado per odo de tempo e a capacidade total m xima de gera o do sistema nesse mesmo per odo Ele pode ser expresso em por unidade p u ou em porcentagem 299 Quadro 04 Rendimentos obtidos Atualmente em C lulas M dulos PCSs e Centrais Materiais e o
210. dade de energia o hidrog nio para as miss es espaciais tripuladas que estavam para acontecer Com isso as CaCs fizeram parte dos projetos Gemini e Apollo Desde ent o entidades governamentais e empresas privadas do mundo inteiro dedicam se ao estudo e pesquisa para a utiliza o de CaCs em motores de ve culos e em unidades estacion rias de gera o el trica entre outras aplica es De modo simplificado as CaCs s o equipamentos que utilizam a combina o qu mica entre combust vel e oxidante para gerar energia el trica Ent o correto concluir que as CaCs t m o mesmo princ pio basilar de funcionamento das baterias s o dispositivos que produzem energia el trica a partir de rea es eletroqu micas sem a necessidade de combust o ou de dispositivos rotativos Al m disso as CaCs assemelham se s baterias quanto possibilidade de empilhamento de elementos em conjuntos maiores No caso das CaCs com tens o por elemento da ordem de 1 V a tens o na sa da de um conjunto de elementos pode em princ pio ser elevada a qualquer valor Entretanto h diferen as na bateria a energia acumulada nos componentes existentes no interior dela pois ela cont m o combust vel e o oxidante dentro do pr prio inv lucro na CaC a energia el trica produzida enquanto for mantido o fluxo dos reagentes n o existindo 301 acumula o de energia no interior dela Desse modo ao contr rio do que ocorre com as
211. das nos itens I e Il com a seguinte distin o essa alimenta o sustenta atividade econ mica de subsist ncia Esse o caso em que por exemplo uma atividade de pesca artesanal j existente pode ser incrementada com o uso do congelamento do pescado para futura venda Com isso uma atividade de sobreviv ncia pode se transformar em uma atividade econ mica de subsist ncia melhorando substancialmente a qualidade de vida da popula o envolvida e aumentando a probabilidade de que as pessoas dessa popula o n o abandonem o local de origem para se encaminharem s cidades em busca de melhores condi es de vida A energia envolvida com essa utiliza o caracteriza um prop sito de alto impacto IV Alimenta o das cargas el tricas citadas nos itens 1 IN e TIN com a seguinte distin o essa alimenta o sustenta atividade econ mica de desenvolvimento mais expressiva portanto que a de subsist ncia Esse o caso em que por exemplo uma atividade de comercializa o de pescado congelado j existente pode ser incrementada com a agrega o de valor a esse produto inexistente at ent o por meio da limpeza e do corte do fil do pescado Com isso o produto deixa de ser o peixe congelado e passa a ser o fil congelado do peixe pronto para o consumo Com isso uma atividade econ mica de subsist ncia pode se transformar em uma atividade econ mica de desenvolvimento melhorando substancialmente a qualidade de
212. das propriedades agr colas em m dia s o servidas de energia el trica estando conectadas as redes de energia No entanto em v rios estados brasileiros em m dia menos de 10 das propriedades agr colas estavam servidas desta fonte de energia Ap s os programas governamentais Luz no Campo gest o Fernando Henrique 52 Cardoso e Luz para Todos gest o Luiz In cio Lula da Silva esta condi o melhorou bastante Em regi es mais remotas principalmente a regi o amaz nica ainda n o h disponibilidade de energia el trica por fatores diversos desde a quest o ambiental ao custo de distribui o Em situa es como estas a alternativa mais inteligente para solucionar este problema a utiliza o da biomassa dispon vel como fonte de calor em pequenas centrais termel tricas Onde houver disponibilidade de casca de arroz pode se queimar a casca in natura ou o briquete de casca de arroz para gerar vapor a ser utilizado em turbinas a vapor gera se energia el trica suprindo as necessidades de energia em pequenas localidades rurais melhoram se os processos agr colas utiliza se o vapor saturado como fonte de calor para refrigera o por absor o ou seja a cogera o Produz se vapor gera se energia el trica calor residual que seria jogado fora no condensador reaproveitado no gerador do sistema de refrigera o por absor o para produzir efeito frigor fico Al m do aproveitamento da energia advinda da biomas
213. de 10 casca tem se uma produ o de 39 191 80 ton de casca de arroz Nas Professor Adjunto do Mestrado em Agroenergia UFT Palmas E mail zukowski Ouft edu br Centro Universit rio de Palmas TO 49 duas safras produziu se 83 357 6 ton de casca de arroz A tabela 01 mostra a evolu o da safra de 2001 a 2008 bem como a estimativa de produ o de casca de arroz nestas safras Tabela 01 Varia o da Produ o de Arroz no Tocantins de sequeiro e irrigado Ano Agr cola Produ o ton Sua Varia o Produ o 2001 360 436 36 044 8 2002 309 321 30 932 14 2 2003 382 435 38 244 23 6 2004 417 139 41 714 9 07 2005 463 528 46 353 11 02 2006 265 360 26 536 42 8 2007 364 988 36 499 37 7 2008 421 478 42 148 15 5 Fonte IBGE CONAB SEAGRO A figura 01 mostra a evolu o da produ o de arroz de sequeiro e irrigado no Tocantins de 2001 a 2008 A figura 02 mostra a evolu o de produ o de casca de arroz neste mesmo per odo Os agricultores est o ent o diante de dois problemas 1 a falta de energia el trica para melhorar seus processos e 2 a falta de espa o para armazenar processar este res duo visto que o tempo para decomposi o relativamente longo para ser utilizado como adubo A alternativa mais inteligente para solucionar este problema a utiliza o desta biomassa como fonte de calor em pequenas centrais termel tricas Queima se o briquete de casc
214. de Bras lia UnB FT ENE GSEP E mail magoOene unb br 112 clim ticas anunciadas podem comprometer a seguran a h drica necess ria principal fonte de gera o de energia el trica no pa s c a insufici ncia de gua nos reservat rios e de g s natural pode causar desabastecimento de energia el trica ou no m nimo aumentar o risco de que isso ocorra e a inseguran a para toda a sociedade com fortes impactos econ micos e d o pa s tem o compromisso legal da universaliza o do acesso energia el trica Cabe ressaltar que recentemente o ministro de Minas e Energia reafirmou o compromisso do governo federal de garantir o acesso energia el trica a todos os brasileiros momento em que atribuiu energia solar e s pequenas centrais hidrel tricas posi o de destaque para a consecu o desse objetivo Secretaria de Comunica o Social da Presid ncia da Rep blica 2008 Ent o considerando se que o tema GD bastante importante controverso e n o consolidado e que o Brasil tem enorme potencial nessa rea faz se necess rio que ele seja amplamente debatido a come ar por uma profunda discuss o conceitual Este cap tulo presta se a tal prop sito pois discute de forma in dita o conceito de GD e conceitos e aspectos relacionados a ela prop e novas classifica es de aspectos relativos GD prop e uma nova defini o de GD mais completa e com mais aplicabilidade que as existentes e sugere aplica
215. de Carga 9 Ordeni harmonica h Percentual m ximo de distor o Harm nicas mpares Harm nicas pares h lt 11 4 00 1 00 li lt h lt 17 2 00 0 50 17 lt h lt 23 1 50 0 38 23 lt h lt 35 0 60 0 15 35 lt h 0 30 0 08 Distor o total 5 00 Devido aos limites impostos inje o de harm nicas na rede os conversores que atendem s normas internacionais de qualidade da energia el trica produzem menos harm nicas do que cargas n o lineares convencionais 10 A primeira gera o de conversores utilizados para interligar a GDFV ao sistema de distribui o eram comutados pela linha que produzem grande quantidade de componentes harm nicas de corrente A gera o seguinte passou a utilizar a tecnologia de modula o por largura de pulso pulse width modulated PWM a qual apresenta uma interface mais amig vel rede el trica A frequ ncia de chaveamento utilizada de 50 a 100 vezes superior da rede e os filtros embutidos atenuam estas componentes de alta frequ ncia para valores que podem ser negligenciados 8 11 91 3 4 1 2 Atua o como Filtros Ativos de Distor o Harm nica Um ponto de destaque que os conversores por utilizarem eletr nica de pot ncia apresentam o potencial de atuarem como filtros ativos de distor o harm nica visando melhorar a qualidade da energia el trica do sistema de distribui o efetivamente reduzindo as harm nicas de tens o 10 Entretanto este i
216. de Penetra o da GD Estudos realizados desde 1985 sobre o impacto da penetra o elevada de GD indicam diversos limites de penetra o variando desde 5 at valores acima de 50 18 medida que se acumula experi ncia com a opera o de sistemas possuindo GD interligada rede novas percep es sobre o limite s o obtidas Em 2007 realizou se uma pesquisa com 35 distribuidoras europ ias englobando ustria Fran a Alemanha Espanha Holanda e Reino Unido Estes pa ses re nem aproximadamente 98 da GDFV instalada na Uni o Europ ia 12 Dentre os diversos t picos abordados pela pesquisa um deles relaciona se aos limites de 101 penetra o de GD nas redes de distribui o onde foi solicitado que as concession rias informassem sua percep o sobre este limite em rela o capacidade dos alimentadores ou dos transformadores baseando se na experi ncia que possuem As concession rias apresentaram diferentes respostas resumidas nos itens a seguir 12 1 Em rela o capacidade do alimentador ou do transformador e Limitado pela pot ncia nominal 100 do transformador de distribui o e Limitado a 75 do transformador de distribui o e Limitado a 50 da capacidade do alimentador ou do transformador de distribui o e e Limitado a 30 das casas atendidas pelo alimentador sendo que cada resid ncia pode ter uma GD m xima de 1kWp 2 Em rela o varia o de tens o na rede e penet
217. de apresentar as principais fontes apresenta tamb m os principais processos de convers o da biomassa em energ ticos CENBIO 2010 Fontes de Biomassa Processo de Convers o Energ ticos Sacar deos Hidr lise Celul sicos Vegetais n o Amil ceos lenhosos Aqu ticos Oleaginosas Vegetais Madeiras lenhosos Agropecu rios Res duos Urbanos Org nicos e 1 Agroindustriais Figura 02 Fluxograma das fontes de biomassa processos de convers o e em energ ticos produzidos Fonte Balan o Energ tico Nacional BEN Bras lia MME 1982 adaptado por Cenbio 2010 Principais tecnologias de aproveitamento energ tico da biomassa 6 3 1 Combust o Direta Ocorre quando a energia qu mica dos combust veis transformada em calor atrav s dos elementos fornecidos com os elementos constituintes Ou seja a t cnica mais comum de aproveitamento da biomassa consiste na queima do material por aquecimento direto tais como fog es coc o caldeiras gera o de vapor e fornos metalurgia Embora muito 191 pr tico e s vezes conveniente o processo de combust o direta normalmente muito ineficiente sendo que a sua efici ncia depende de v rios fatores tais como o combust vel o valor de umidade 20 ou mais no caso da lenha o poder calor fico e a densidade energ tica do combust vel que consideravelmente baixa como a lenha a palha os res duos al m das dificuldades para tr
218. de aproximadamente 40 C 15 Estas 2 propriedades acima decorrem do oxig nio presente na mol cula do etanol que a polariza Isto faz com que a for a de coes o entre as mol culas seja maior do que as da gasolina que se mant m l quida pelo maior peso de suas mol culas apolares em sua grande 259 maioria A menor atra o molecular da gasolina que faz com que esta tenha menor calor de vaporiza o e ponto de fulgor 22 9 5 C LCULO DE RENDIMENTO ETANOL VERSUS GASOLINA Todas as caracter sticas supracitadas interferem no rendimento dos combust veis utilizados Muitas s o as d vidas dos condutores de autom veis na hora de abastecer com etanol ou gasolina principalmente quanto ao rendimento km l e autonomia que cada combust vel permite que o motor desempenhe Algumas observa es se fazem necess rias para entender a autonomia do autom vel quando utilizado etanol e ou gasolina Em m dia a autonomia do ve culo movido a etanol 30 inferior que outro movido a gasolina o que significa que preciso mais do biocombust vel para cumprir o mesmo percurso que um autom vel movido a gasolina Assim para que seja vantajosa sua utiliza o torna se necess rio que o pre o do litro tamb m seja 30 menor O c lculo para verificar a viabilidade em abastecer o autom vel com etanol ou gasolina simples Pode se multiplicar o valor da gasolina por 0 7 Se o resultado for um valor superior ao pre o do litro de etanol v
219. de gera o centralizada mas uma unidade geradora com capacidade inferior a 100 MW poderia ser menos obstru da pelas regras de opera o 8 definido por meio de licita es de venda de lotes de gera o para determinar que unidades de gera o estar o dispon veis para produzir combinadas com estimativas de demanda Rodr guez 2002 142 Em raz o disso n o se pode assumir como regra geral que a GD relativamente desobstru da pelas regras de opera o dos sistemas el tricos Todavia Ackermann Andersson e S der 2001a defendem que em situa es em que a GD recebe tratamento especial pela regulamenta o esse fato pode ser especialmente mencionado como por exemplo pela express o gera o distribu da n o centralmente despachada N o obstante seguindo a mesma l gica anteriormente utilizada para outros aspectos interessante adotar se uma classifica o de GD quanto ao modo de opera o para uso futuro A figura 08 a seguir sintetiza a aqui proposta classifica o de GD quanto a esse aspecto GD Classifica o quanto ao modo de opera o Despacho centralizado Despacho n o centralizado 57 Opera o isolada 58 Despacho independente Despacho conjunto 59 60 Figura 08 Classifica o de GD quanto ao Modo de Opera o h A propriedade Aspecto referido apenas nas defini es exemplo 7 8 10 11 e 18 Para se estudar o efeito da implementa o de fontes de GD
220. de tens o de linhas pertencentes e operadas por companhias de distribui o a m xima capacidade para usinas de GD parece estar na faixa de 100 MW a 150 MW Todavia segundo Ackermann Andersson e S der 2001a em Berlim Alemanha a empresa de servi os p blicos de eletricidade BEWAG construiu uma usina geradora de energia no centro da cidade para produzir 300 MW de energia e 300 MW de calor A empresa supre os consumidores por meio de v rias linhas de distribui o de 110 kV e de 33 kV de propriedade dela e por ela operados A energia el trica e o calor gerados s o consumidos localmente Em raz o disso considera se essa usina um caso de GD para qualquer uma das duas defini es de localiza o apresentadas no aspecto anterior N o obstante o fato de este caso ser muito especial ele mostra claramente que a pot ncia de GD pode variar entre uns poucos quilowatts at 300 MW Essa possibilidade de larga varia o de pot ncia traz consigo um problema a ser enfrentado os aspectos t cnicos relacionados GD variam substancialmente com a varia o da pot ncia Desse modo apropriado para muitas aplica es o estabelecimento de categorias de pot ncia de GD Ackermann Andersson e S der 2001a prop em a seguinte classifica o seguida por El Khattam e Salama 2004 e Micro GD de aproximadamente 1 W a 5 kW e Pequena GD de 5 kW a 5 MW No Brasil h concession rias de distribui o de energia el
221. de uns poucos quilowatts at 50 MW b para o Gas Research Institute de Chicago EUA tipicamente de 25 kW a 25 MW c para o CIGRE inferior a 50 100 MW d para outros autores de poucos quilowatts at 100 MW ou de 500 kW a 1 MW Para Willis e Scott 2000 a pot ncia da GD est geralmente na faixa de 15 kW a 10 MW 128 GD Classifica o quanto localiza o Sistema de Sistema de transmiss o distribui o Conex o Conex o do Conex o Conex o do Fonte nica Coexist ncia direta rede lado do direta rede lado do com outra s consumidor consumidor fonte s de GD com opera es independentes 19 Conex o Cargas Conex o Cargas indireta isoladas indireta isoladas rede rede 11 14 Figura 02 Classifica o de GD quanto Lcaliza o c A especifica o da Pot ncia Aspect referido em todas as defini es exemplo exce o das defini es 3 4 6 9 13 e 23 Em virtude das diferentes regulamenta es governamentais a defini o para a pot ncia da GD tamb m varia de um pa s para outro conforme mostram os exemplos a seguir ACKERMANN ANDERSSON e S DER 2001a EL KHATTAM e SALAMA 2004 1 A legisla o sueca d tratamento especial a pequenas gera es com capacidade de at 1 5 MW Da na Su cia GD definida frequentemente como gera o de at 1 5 MW Por m para a lei sueca uma fazenda e lica de 1 500 MW com 1 000 turbinas e licas de 1 5 M
222. dem conter insatura es Observa se a presen a do nitrog nio ligado a quatro carbonos o que lhe confere uma carga positiva gerando uma estrutura inst vel podendo dessa forma gerar impurezas e odores indesej veis o o Na Vo gt E a Figura 02 Estrutura da Fosfatidilcolina Fonte MERTINS et al 2008 Fd Em todas estas mol culas existem regi es polares e apolares Quando a regi o polar hidratada os fosfat deos se insolubilizam no leo nessa condi o s o facilmente removidos o que caracteriza o princ pio dos m todos de degomagem MORETO e FETT 1998 Na fosfatidilcolina as mol culas de gua se ligam ao nitrog nio quatern rio positivo Fig 02 A F HO Figura 03 Estrutura do Fosfatil Inositol Fonte VIS O BIOQU MCA 2009 O grupo fosfato e a mol cula do a car hexose ambos representados na figura 03 na mol cula do fosfatidil inositol representam a parte polar da estrutura como um todo A maior parte da fra o de fosfat deos do leo de soja representada por fosfatidil inositol 40 seguido das cefalinas 31 e lecitinas 20 Todos esses componentes podem ser aproveitados pela ind stria de alimentos para a produ o de emulsificantes em sorvetes chocolates margarinas e outros A fosfatidil etanolamina Fig 4 possui o grupo etanolamina ligado ao grupo fosfato o que a difere do fosfatidil inositol Isso lhe confere alguma 220 polaridade e propriedades emulsificantes
223. deria ser descrita como GD 126 Como se pode observar a localiza o da GD o nico aspecto contemplado em todas as defini es exemplo de GD apresentadas Ademais os exemplos trazidos pela literatura mostram a dificuldade da aplica o pr tica dessa defini o em certos casos reais ou fict cios mas plaus veis Com isso correto concluir que a defini o de localiza o da GD seja de base t cnica ou legal aspecto de extrema relev ncia pois independentemente da pot ncia nominal das usinas de GD e de qualquer outro aspecto ela tem como nenhum dos outros aspectos citados tem car ter decis rio na classifica o de uma usina geradora como GD ou n o O seguinte exemplo ilustra bem esse fato Uma cidade de porte m dio que est em processo de crescimento econ mico acelerado alimentada por uma nica linha de transmiss o e est localizada no final dela Essa linha integra um sistema de transmiss o e opera com capacidade m xima de transmiss o Para sustentar o aumento da carga construiu se uma fazenda e lica de m dio porte instalada em local ideal tecnologia de gera o e conectada diretamente linha de transmiss o Se vigorar a id ia apresentada de que uma fonte somente considerada GD se estiver conectada a uma rede de distribui o essa fazenda e lica n o seria classificada como GD apesar de ser situa o considerada por muitos autores como t pica de GD Cabe ressaltar que o art 14 do Dec
224. devido ao fato de uma grande mudan a de h bitos urbanos referentes alimenta o observada no per odo 2002 2008 mudan a essa n o observada no meio rural e A necessidade de energia til para coc o por domic lio rural no caso igual urbana suprida pelo GLP e pela lenha A efici ncia do fog o GLP igual urbana de 30 e a do fog o lenha assumida com sendo de 8 e A necessidade mensal da lenha para coc o em kg domic lio como fonte de energia portanto obtida como uma necessidade complementar ao g s dom stico nas resid ncias rurais Entretanto um fato foi amplamente observado nas pesquisas do IEF USP op cit a utiliza o dessa lenha realizada de forma extremamente perdul ria isto o fog o a lenha praticamente fica em stand by durante o dia todo e intensificado seu uso no hor rio das refei es Al m disso sua utiliza o tamb m para aquecimento de gua para banho e em alguns lugares para aquecimento ambiental Por estes motivos o consumo m dio mensal total da lenha nos domic lios rurais foi estimado como sendo de tr s vezes o valor obtido para a coc o 8 2 2 Resultados a partir da POF 2002 e POF 2008 Os c lculos foram realizados tanto a n vel nacional quanto por regi es brasileiras apresentados a seguir a Energia til mensal das resid ncias urbanas para coc o despesa urbana com GLP pre o do botij o x peso do botij o x poder calor fico inferi
225. dia Qde di ria B mensal anual kWh kWh m s kWb ano Pia 0 07 5 48 16 80 28 00 470 40 5644 80 solares Gerador 1 00 4 3 12 00 28 00 336 00 4032 00 e lico Totais 6 36 28 80 56 00 806 40 9676 80 O custo por kWh cobrado obtido dividindo se o custo anual total pela energia produzida anual Assim Valor R 0 805483 kW h Este custo n o inclui distribui o j que a as resid ncias n o foram atendidas pelo projeto somente o processo produtivo As resid ncias n o foram atendidas devido grande dispers o o que acarretaria em perdas significativas de pot ncia na rede 174 5 7 6 Gest o do Sistema Para se garantir que a energia ser utilizada de forma equitativa ou proporcional por todos os membros da comunidade foi necess rio implantar um sistema de gest o A gest o feita pela comunidade A sugest o foi que a comunidade elegesse uma ou duas pessoas para serem treinadas para este fim Estas pessoas al m de fazerem a manuten o peri dica do sistema dentro das possibilidades tamb m seriam respons veis por gerir o uso da oficina garantindo que todos tivessem acesso a ela de forma equitativa Estes gestores s o os respons veis por levantar a tarifa de uso da energia da oficina comunit ria A forma de cobran a foi o sistema de rateio Cada fam lia ter o direito de usar a oficina e seus equipamentos seguindo uma escala determinada pelos gestores e cada fam lia da comunidade
226. dias 30 x 30 Deo Maicajuho 80 a 90 dias 20x 10 o Feij o Agosto a maio 40 a 60 dias 40x 15 CO Nado Mar o a agosto 2 a 3 meses 20 x 20 Pepino Agosto a outubro 2 a 3 meses 150 x 80 Qdo a 60 a 80 dias 100 x 50 o Rabanete Todo o ano 30 dias 20x5 DO Sasa oo Todo o ano 40 a 50 dias 20x5 DO Ame Todooano 60 a 80 dias 30 x 30 o Berinjela an 120 a 130 dias 50 x 60 DO eso Mar oa junho 170 a 180 dias 15x20 O Chiesa Abril a setembro 3 meses 30 x 30 Couvecomum Mar o a julho 3 meses 50 x 50 Piment o Agosto a outubro 130 a 150 dias 60 x 60 o Tomte Agosto a dezembro 4 meses 80 x 50 Comet Fevereiro a mar o 4 a 5 meses 60 x 60 Repolho Mar o a julho 4 meses 60 x 60 Fonte Ruraltins 2008 Dependendo da cultura trabalhada a semeadura foi realizada diretamente no canteiro ou inicialmente em bandejas de c lulas de isopor sendo posteriormente transplantadas No caso da utiliza o de bandejas foram preenchidas com terra e esterco na propor o de 1 4 de esterco e 3 4 de terra A semeadura nas bandejas foi realizada manualmente com 15 a 20 dias de anteced ncia as datas de plantio Ap s a semeadura as bandejas foram acondicionadas em rea coberta por sombrite 50 de sombreamento e irrigadas constantemente de forma a mant las sempre midas at que a cultura atinja o tamanho ideal para ser transplantada no canteiro A estrutura isto a rea com sombrite em que as bandejas foram dispostas constru da utilizando se madeira morta
227. dicos econ micos financeiro pol tico e humano estudos de pr viabilidade e Formula o do projeto para decis o final com avalia es econ mica financeira e analise de risco Deve ainda nesta fase definir alternativas variantes para o projeto preparando se um relat rio bem fundamentado para tomada de decis o estudos de viabilidade e Avalia o e decis o de investir 2 Fase Investimento e Prepara o do projeto para execu o com estudos de engenharia consulta de fornecedores forma o profissional aquisi o dos equipamentos e elabora o do plano de realiza o do projeto execu o f sica do projeto 3 Fase Implementa o Explora o e Fase de controle de implementa o do projeto e Fase de pleno funcionamento Conv m salientar que s o desenvolvidas diversas atividades em paralelo no decorrer de cada uma das fases A partir do momento em que as etapas iniciais de estudo de pr investimento tenham fornecido indica es suficientemente seguras quanto viabilidade do projeto passam se promo o do investimento e planifica o da execu o embora o esfor o dos promotores se reserve para etapa de avalia o final e para fase de investimento 2 7 1 Fatores Econ micos Os Sistemas de Gera o devem ser submetidos a uma detalhada an lise t cnica econ mica para verifica o de sua viabilidade O levantamento das cargas el tricas e t rmicas deve ser o mais fiel
228. do Esta fonte n o contribui para o ac mulo de gases do efeito estufa na atmosfera porque o seu ciclo auto sustent vel Como os gases gerados na sua queima s o reabsorvidos no crescimento da safra seguinte h um equil brio entre a emiss o e a absor o de poluentes Al m disso os biocombust veis que cont m oxig nio em sua composi o como o etanol e o biodiesel influenciam na redu o das emiss es de mon xido de carbono CO quando adicionados aos combust veis f sseis Os tipos de combust veis renov veis para uso em transportes produzidos no Brasil s o o lcool hidratado lcool anidro e biodiesel Dentre os biocombust veis pode se dizer que o desenvolvimento do etanol j est consolidado e que o biodiesel ainda est em desenvolvimento tanto no aspecto econ mico e pol tico quanto social A cadeia de produ o est intimamente relacionada com a cadeia da biomassa que apresenta rotas diversificadas das mat rias primas utilizadas que v o desde os res duos agr colas industriais urbanos at as oleaginosas A convers o de energia qu mica armazenada em combust veis l quidos por processos industriais por exemplo fermenta a cares de planta es de milho trigo beterraba ou cana de a car e converte os em etanol ou beneficia o leo vegetal como pupunha soja mamona dend baba u canola e amendoim para substituir o leo diesel como fonte de energia No referido cap tulo ser abordado imp
229. do a maneira mais vi vel para substitui o do uso dos combust veis f sseis em suas frotas de ve culos levando em considera o a fonte de energia tecnologia e os recursos naturais dispon veis em sua regi o com potencial para sua aplica o Os biocombust veis t m substancial aceita o no mercado brasileiro e tamb m a n vel mundial A principal justificativa para isso o fato de serem combust veis menos poluentes quando comparados aos de origem f ssil e ainda renov veis Tanto o etanol quanto o biodiesel j vem sendo utilizados nos ve culos em praticamente todo o mundo 3 A produ o de biocombust veis no Brasil Estados Unidos China e Uni o Europ ia podem ser observadas na Tabela 01 Tabela 01 Produ o de Biocombust veis por Pa s PA S ETANOL BIODIESEL TOTAL Milh es litros Toe Milh es litros Toe Milh es litros Toe Brasil 19 000 10 44 227 0 17 19 227 10 60 USA 26 500 14 55 1 688 1 25 28 188 15 80 China 1 840 1 01 114 0 08 1 954 1 09 Uni o 2 253 1 24 6 109 4 52 8 361 5 76 Europ ia Fonte 4 A tabela 01 destaca a posi o dos Estados Unidos frente a outros pa ses na produ o de biocombust veis principalmente o etanol sendo que este pa s utiliza o milho como principal mat ria prima para sua produ o J a Uni o Europ ia se destaca pela elevada produ o de biodiesel entretanto ainda incipiente na produ o de etanol carburante No Br
230. do do anodo e o oxidante ao lado do catodo Como resultado da oxida o do combust vel no anodo e da redu o do oxidante no catodo gerada corrente el trica O combust vel e o oxidante mais utilizados s o respectivamente o hidrog nio H2 e o oxig nio O2 do ar Com o aux lio de catalisador o H2 oxidado no anodo rea o em que ele cede el trons para o eletrodo e produz ons H que passam atrav s do eletr lito rumo ao catodo Novamente com o aux lio de catalisador o O2 reduzido no catodo rea o em que ele recebe el trons do eletrodo e da qual participam os ons H oriundos do anodo gerando gua e calor O eletr lito composto de material que permite o fluxo de ons entre os eletrodos mas impede a passagem de el trons A figura 13 apresenta o esquema de opera o das CaCs alimentadas com H2 e O 44 Aldab 2004 Electrocell 2008 Portal H2 2008 Reis 2003 Reis e Silveira 2001 Severino 2008 e Tolmasquim 2003 303 Hidrog nio Ar Oxig nio Hidrog nio n o consumido produtos gasosos Eletr lito Figura 13 Esquema B sico de Opera o de CaCs Alimentadas com H2 e O O excesso de el trons no anodo e a falta deles no catodo produzem uma tens o el trica nesses terminais que pode ser utilizada para estabelecer corrente el trica por um circuito externo c lula unit ria suprindo energia el trica a uma carga externa Por esse processo
231. dores a biodiesel c lulas a combust vel etc localizados pr ximos ao ponto de consumo Enquanto as usinas de gera o central continuam a prover energia rede os recursos distribu dos ajudam a suprir os picos de demanda e reduzir o carregamento no sistema INNOVATIVE POWER SYSTEMS 2007 115 7 Gera o distribu da o uso de tecnologias de gera o de energia de pequena escala localizadas pr ximas s cargas alimentadas Ela permite s ind strias produzirem a sua pr pria eletricidade a partir de processo de co gera o a g s implementado em suas pr prias instala es GAS MALAYSIA 2007 8 Qualquer gera o el trica de pequena escala que est localizada no ponto de uso final ou pr ximo a ele Ela pode pertencer e ser operada por um consumidor ou por uma empresa seja ela prestadora de servi o p blico ou n o POWER BROKERS ENERGY CONSULTING FIRM 2007 9 Fontes independentes de gera o de energia que est o localizadas em diversos pontos de uma rede de distribui o VALUTECH SOLUTIONS 2007 10 Pequenas unidades de gera o localizadas por todo o sistema el trico frequentemente nas instala es dos consumidores usadas para dar suporte aos picos de carga ou para reserva de pot ncia THE INDUSTRIAL ENERGY USERS 2007 11 Gera o distribu da um novo m todo de gera o de eletricidade a partir de numerosas fontes pequenas tais como pain is solares nos telhados das edifica es e microturbinas
232. duos org nicos s lidos em mat ria org nica homog nea e estabilizada de cor escura e rica em part culas coloidais V rios s o os materiais que podem ser utilizados para o preparo do composto desde restos de limpeza de a udes folhas e galhos de rvores palhas e capim esterco de gado e frango at restos de cozinha sobras de comida Fig 07 Limpeza de a udes Restos de Palha e Capim coska Figura 07 Estrutura da Pilha e Materiais a Serem Utilizados na Produ o do Composto Fonte Apud do site S tio das Cachoeiras 2010 N o recomendada a utiliza o de carne na produ o do composto devido ao forte odor liberado no processo de decomposi o Os produtos org nicos utilizados foram misturados com esterco de gado e montado a composteira Fig 08 33 Figura 08 Estrutura de uma Composteira Fonte Revista Globo Rural 2010 Cada leira foi constru da em formato piramidal pode ser trapezoidal com uma base de 1 20 metros a 1 50 metros A altura utilizada foi de 1 2 metros pode variar entre um metro e 1 20 metros importante n o diminuir este tamanho para n o prejudicar a temperatura e a umidade do composto uma vez que uma leira baixa perde calor O comprimento da composteira ir depender da quantidade de material na propriedade Para calcular o comprimento de cada leira preciso saber que o material org nico em geral tem densidade baixa de aproximadamente meio quilo por litro Port
233. e HINRICHS e KLEINBACH 2003 272 Em raz o disso os n veis de radia o solar em um plano horizontal na superf cie da Terra sofrem influ ncia de v rios fatores que incluem a as esta es do ano em raz o da altera o da inclina o do eixo de rota o da Terra em rela o ao plano da rbita em torno do Sol b caracter sticas da regi o em que o plano se encontra tais como a latitude as condi es meteorol gicas e a altitude SEVERINO 2008 Existem instrumentos adequados medi o da radia o solar O piran metro o instrumento mais utilizado na medi o da radia o total pois tem o sensor localizado no plano horizontal e recebe ent o radia es provenientes de todas as dire es no hemisf rio de atua o Para a medi o da radia o direta utiliza se o piro heli metro instrumento provido de um dispositivo de acompanhamento do Sol e de um sistema tico que admite apenas a energia proveniente do disco solar e de um estreito anel adjacente REIS 2003 Em virtude da natureza estoc stica da radia o solar incidente na superf cie terrestre conveniente que se baseia em estimativas e previs es relativas radia o solar em informa es solarim tricas obtidas durante prolongados per odos de tempo Os dados solarim tricos s o apresentados habitualmente sob a forma de energia coletada ao longo de um dia produzindo uma m dia mensal ao longo de muitos anos Nesse contexto o langley
234. e a sempre especial aten o 3 10 Para prevenir o ilhamento n o intencional os conversores s o dotados de um sistema de monitoramento instalado entre a GD e a rede de distribui o de baixa tens o o qual permite desligar a GD quando constatada aus ncia de tens o no alimentador Um m todo de constata o de tens o apresentado de maneira informativa na norma IEEE Std 929 2000 orienta que os conversores conectados rede podem possuir um sinal de desestabiliza o que est constantemente tentando mudar a frequ ncia da rede de distribui o Enquanto conectado rede a concession ria que se comporta como um barramento infinito perante a GD neutraliza esta tend ncia de desestabiliza o Entretanto caso ocorra um ilhamento n o intencional a frequ ncia rapidamente apresentar um pequeno desvio permitindo assim detect lo tanto pela l gica de controle do conversor quanto por rel s de frequ ncia 11 3 5 Limite de Penetra o para GD Conforme visto a GD causa impactos tanto positivos quanto negativos na rede de distribui o principalmente se o montante instalado for elevado Ainda n o existe um consenso sobre o limite adequado de penetra o da GD na rede el trica Defini es recomenda es alternativas para aumentar a penetra o e necessidade de pesquisas s o tratadas a seguir 3 5 1 Defini o de Penetra o da GD Um limite de penetra o de 10 pode ter diferentes dimens es em fun
235. e comprimento e 2 0 metros de profundidade Em seguida cava se uma vala com ngulo de 45 para a entrada da biomassa e no lado oposto cava se outra vala com ngulo de 30 para a sa da do biog s Ap s este procedimento prepara se as paredes do biodigestor com os blocos de cimento devendo a massa utilizada ser preparada na propor o de 09 sacos de cimento para 02 metros de areia e 01 metro de brita 9 2 1 Ao se preparar as paredes fixam se os tubos de entrada e sa da sendo que a tampa de pl stico r gido s dever ser acoplada estrutura ap s a secagem de todo o material Ap s o final do processo coloca se um corta chama no tubo de sa da Ap s aproximadamente 20 dias do in cio de funcionamento do processo tem se o biog s pronto para ser usado lembrando que a adi o de material no biodigestor deve ser di ria para que se possa obter uma produ o constante e suficiente para atender as necessidades da propriedade Para a manuten o do biodigestor importante considerar dois pontos o primeiro verificar constantemente se n o h entrada de gua de chuvas ou outras fontes pois isso interfere na produ o do biog s e o segundo ponto consiste na verifica o constante dos tubos utilizados a fim de se evitar vazamentos A press o do biog s poder ser controlada adicionando se peso pedras sacos etc sobre a c pula significando que no in cio do processo a c pula poder ficar mais baixa pois n o h gr
236. e portanto tem uma viscosidade muito menor SANCHEZ 1990 o o 4 qu oca H C 0H R C om 4 catdisador o HC O C O R 3RH gt T RC om R HC O C O Rs HoC OH R3 C O R4 Triglicer deo dcod glicerina steres Figura 05 Rea o de Transesterifica o 221 7 2 3 O Uso de lcoois e Co solventes No processo de obten o de biodiesel sempre ser necess rio a utiliza o de um lcool sendo que o metanol o mais utilizado mundialmente devido principalmente ao menor custo Nos EUA o metanol chega a ser 50 mais barato que o etanol No entanto em algumas regi es mais notadamente no Brasil a disponibilidade de mat ria prima e tecnologia permitem a produ o economicamente vi vel de etanol por processos fermentativos resultando em um lcool mais barato que o metanol Alguns estudos j foram realizados usando v rios alco is de at 8 carbonos segundo Darnoko e Cherian 2000 apud KUCEK 2004 Barnwal e Sharma 2004 apud KUCEK 2004 como exemplificado pela tabela 03 Tabela 03 Compara o entre Algumas Propriedades de lcoois de Diferentes Massas F rmula Massa Ponto de Ponto de Densidade molar ebuli o fus o g mL g m CC C Metanol cmon nao 03914 Etanol C Hs0H 46 069 78 5 117 3 0 7893 1 propanol CH 0H CH CH 60 096 97 4 126 5 0 8035 2 propanol CH CHOH CH 60 096 82 4 0 7855 iso propanol 1 Butanol CH CH CH CH 0H 74 123 117 2 89 5 0 8098 n
237. e Energia Balan o energ tico nacional BEN 2007 Bras lia MME 2008 Dispon vel em lt www mme gov br gt Acesso em 24 mai 2008b modificada Verifica se que em 2002 quase 87 da energia el trica gerada no Brasil proveio de fontes renov veis de energia n mero que subiu para pouco mais de 87 em 2005 e em 2006 276 voltou a ficar abaixo dos 87 De 2002 a 2005 houve aumento de 16 59 na gera o total de energia el trica que teve contribui o substancial do aumento de 17 95 na gera o hidrel trica em raz o da melhoria das condi es de hidraulicidade de 2005 para 2006 houve aumento de 4 05 na gera o total com a contribui o do incremento de 3 36 na gera o hidrel trica SEVERINO 2008 De 2002 a 2005 destaques ambientalmente positivos podem ser feitos para a redu o na gera o com base em fontes n o renov veis 28 77 na gera o nuclear e de 51 46 na gera o base de leo combust vel que aumentaram de 2005 para 2006 Tamb m houve aumentos na gera o com base em fontes renov veis como a hidrel trica j citada e a gera o com base em baga o de cana de a car que cresceu 42 93 de 2002 a 2005 e de 2005 a 2006 9 08 De 2002 a 2006 houve aumento de 47 17 na gera o com base em g s natural que apesar de ser fonte n o renov vel menos poluidora que os derivados de petr leo Vale pena ressaltar o recente conflito envolvendo o com rcio de g s natura
238. e ar como para tratamento p s colheita e industrializa o de produtos agr colas Onde houver energia t rmica dispon vel e de baixo custo seja ela advinda da queima direta da biomassa de biog s de gases de escape de motores combust o interna solar ou de vapor residual de processos a tecnologia de refrigera o por absor o pode ser empregada 2 4 DESCRI O DA PLANTA DE COGERA O A figura 03 mostra o esquema do sistema instalado no campo experimental do CEULP ULBRA A planta de cogera o foi formada por uma pequena central termel trica composta por 1 Caldeira Domel com produ o de 300kg h press o de 12 kgf cm figura 4 a 2 Conjunto turbo gerador modelo TEW 400 com redutor CESTARI e gerador WEG adquirido da empresa Equipe Ind stria Mec nica Ltda com pot ncia nominal de 35KVA 60Hz e tens o nominal 380V trif sico Figura 4 b 56 3 Planta de refrigera o por absor o formada por tr s geladeiras Eletrolux das quais uma foi modificada para ser usada como resfriadora de gua figura 5 a e 5 b 4 Galp o para prote o da chuva e do sol de 10m x 5m Caixa d gua a o E a TE dr ta So S 2 o 9 S 5 O S S 5 A 2 8g 8g gua fria in E au E para o galp o O O O SS SS o Es Es Es z5 BD Dja oa 4 2 x 5 E 6 7 PEE T did IEEE NEN En eres O l SN Do I o
239. e de distribui o HEIER apud ACKERMANN ANDERSSON e S DER 20014 Essa grande variedade de op es para a conex o rede de fontes de GD torna a an lise do problema muito complexa Ademais as condi es da rede local t m importante influ ncia nos aspectos relevantes de integra o Em raz o disso cada rede requerer an lise individual detalhada O desenvolvimento de padr es industriais para projetos de conex o de fontes de GD que abranjam aspectos externos e internos de controle da interface etapa imprescind vel para a redu o dessa complexidade Hoje em dia a maioria dos operadores de redes de distribui o precisa utilizar padr es comuns de interconex o das fontes de GD para a opera o segura da rede Muitos desses padr es t m base em recomenda es do American National Standards Institute ANSI e do IEEE Contudo a maioria desses padr es n o distingue turbinas a g s de ciclo combinado de m dio porte de microsistemas fotovoltaicos WONG e MARTIN apud ACKERMANN ANDERSSON e S DER 2001a Adicionalmente propriet rios das fontes de GD e operadores de redes de distribui o frequentemente discordam a respeito dos padr es adequados de interconex o 4 6 CONSIDERA ES FINAIS 153 Muitos especialistas da rea consideram que os atuais sistemas el tricos n o conseguir o garantir o suprimento sustent vel de energia el trica com a abrang ncia e a qualidade exigidas pela sociedade do s culo XXI
240. e distribui o ACKERMANN 2004 Fica claro que esse conceito aplica se sem d vida ao caso de fonte de GD conectada direta ou indiretamente a sistema de distribui o Por m n o h raz o para n o se considerar a aplica o dele com algumas pequenas adapta es ao caso de conex o a rede de transmiss o e ao caso de alimenta o de instala es isoladas Nesses dois casos tamb m h fonte de GD e h demanda sendo portanto adequado que se gerenciem os recursos no lado da demanda Esse ltimo caso remete ao terceiro aspecto de similaridade entre a GD e os antigos sistemas el tricos de pot ncia referido no subitem 4 3 4 3 2 Capacidade Distribu da Essa express o menos conhecida que GD e que recursos distribu dos provavelmente porque trata se de uma defini o bem mais dif cil de se fazer Segundo Ackermann Andersson e S der 2001a e Ackermann 2004 ela inclui todos os aspectos dos recursos distribu dos adicionados aos requerimentos para capacidade de transmiss o distribui o Um bom exemplo pode ajudar a melhor distinguir entre GD e capacidade distribu da Um dos objetivos do uso da GD reduzir o pico de demanda Contudo GD n o inclui nenhuma capacidade de reserva raz o pela qual a rede de transmiss o distribui o normalmente tem de ser capaz de cobrir no m nimo alguma parte da gera o usualmente suprida pela GD Com isso as linhas de transmiss o distribui o ser o sobredimensionadas
241. eanos energia das mar s energia das ondas motores stirling turbinas a g s convencional motores alternativos de combust o interna motores de combust o interna g s natural biomassa biog s biodiesel hidrog nio e claro todos os sistemas h bridos que resultarem da combina o de mais de uma das anteriores O quadro 01 R W Beck amp DISTRIBUTED UTILITIES ASSOCIATES apud RODR GUEZ 2002 apresenta diversas tecnologias associadas a fontes de combust vel e ao modo de conex o com a rede el trica classificando as quanto ao porte O quadro 02 por sua vez apesar de n o tratar especificamente de GD traz informa es relativas ao que os respectivos autores consideram fontes alternativas de energia el trica o que permite comparar diversas caracter sticas delas Apenas com esses exemplos fica f cil constatar se que muito grande a quantidade de informa es importantes a serem analisadas para o bom entendimento acerca desse assunto haja vista a enorme diversidade de possibilidades de combina o entre fontes de energia e tecnologias 32 Volantes de in rcia s o dispositivos mec nicos que uma vez postos e mantidos em rota o armazenam energia cin tica que em momento oportuno convertida em energia el trica por meio do acionamento de geradores el tricos rotativos 267 Quadro 01 Classifica o de Tecnologias de Emprego Comum em GD Intermedi rio
242. eanos 100 kW 1 MW Motor stirling 2 kW 10 kW Bateria 500 kW 5 MW Fonte ACKERMANN et al 2001b modificado A defini o de fontes alternativas apresentada refor a a id ia de fonte de energia relativamente nova tradicionalmente n o utilizada pois de fato o que pretende ser alternativo deve se oferecer como possibilidade de escolha deve ser capaz de funcionar como outra solu o a um problema existente deve representar uma op o fora das id ias convencionais deve se propor em substitui o ao sistema estabelecido HOUAISS 2001 Ent o as fontes alternativas de energia s o fontes diferentes das convencionais logo n o s o tradicionalmente utilizadas sendo portanto relativamente novas Pelo fato de que a disponibilidade dos diferentes recursos energ ticos varia significativamente entre regi es e pa ses o que convencional para uma localidade n o para outra Dessa forma uma defini o gen rica para fontes alternativas de energia poss vel mas h de se ressaltar que a aplica o pr tica dela em localidades diferentes pode levar a conclus es distintas uma fonte pode ser convencional para um pa s e alternativa para outro 134 Bem registra Romagnoli 2005 o entendimento de que o uso da express o fontes alternativas pode levar interpreta o de que essas fontes s o de car ter secund rio de menor import ncia Por m deve ser registrado que essa express o inclui fontes cl
243. ecnologia que ser o simplesmente denominadas doravante tecnologia A grandeza b sica para o aproveitamento da energia solar a radia o solar incidente no sistema de gera o el trica seja ele termossolar ou fotovoltaico SEVERINO 2008 Segundo registram Reis e Silveira 2001 o uso da energia solar para gera o termel trica ainda pouco utilizada mesmo em centrais de porte razo vel principalmente nos Estados Unidos da Am rica EUA Por sua vez a gera o solar fotovoltaica tem tido muito mais aplica o mesmo que em instala es de menor porte n o apenas nos pa ses desenvolvidos como EUA Jap o e Alemanha mas tamb m nos pa ses em desenvolvimento principalmente para o suprimento de eletricidade para pequenos sistemas isolados em projetos piloto e na eletrifica o de equipamentos solit rios tais como radares e retransmissores de microondas Embora o custo inicial desta tecnologia ainda n o seja muito estimulante mostra forte tend ncia de diminui o com a evolu o tecnol gica e com a produ o em larga escala Apesar da enorme diverg ncia dos autores quanto a esse assunto Reis e Silveira 2001 274 acreditam que a gera o solar fotovoltaica pode ser considerada a forma n o tradicional de gera o de eletricidade mais atraente para o Brasil e para o mundo no m dio e no longo prazos provavelmente em raz o da grande disponibilidade de radia o solar no planeta e pela expectativa de grande
244. ectricity da Nova Zel ndia opera uma fazenda e lica conectada a uma de suas redes de distribui o sendo que essa fazenda pertence outra empresa de eletricidade A energia produzida por ela quase totalmente consumida na pr pria rede de distribui o Todavia em noites de ventos de alta velocidade e baixo consumo de eletricidade a fazenda e lica realmente exporta energia el trica para o sistema de transmiss o Com isso o consumo da energia gerada ocorre fora da rede de distribui o Conforme se pode concluir a defini o da rea de entrega de energia restrita ao sistema de distribui o desqualifica esse projeto como GD n o obstante o fato de ele ser para muitos autores um t pico projeto de GD Adicionalmente qualquer restri o relativa rea de entrega de energia na defini o de GD poder resultar em complexas an lises do fluxo de pot ncia na rede de distribui o ACKERMANN ANDERSSON e S DER 2001a interessante registrar que a express o embedded generation muitas vezes utilizada como sin nima de distributed generation bastante apropriada para descrever o caso em que a energia gerada pela GD totalmente consumida localmente Entretanto como j analisado anteriormente essa sinon mia n o se aplica genericamente 132 Considerando essas informa es neste trabalho a rea de entrega de energia n o ser considerada relevante para a defini o de GD Contudo adota se aqui a classifica
245. eira e mundial Brasileira pelas Possibilidades tecnol gicas de aproveitamento da biomassa para produ o de biocombust veis por ser um destaque nacional Mundial por contribuir para a expans o desse combust vel e pelos reflexos sobre o meio ambiente que n o local mas sim universal H que destacar se que o aproveitamento da biomassa desencadeador de uma extensa cadeia produtiva entre os quais se sobressaem a gera o de energia el trica e a produ o de combust veis l quidos entre outros como destacam seus autores 16 Alves e Vald s Serra nos apresentam em Bases tecnol gicas da obten o de biodiesel a atual configura o da tecnologia de obten o de biodiesel no mundo fornecendo as bases para aplica es industriais Grosseiramente falando seria uma forma de se verificar os efeitos reprodutivos desse atual ssimo insumo tantas suas possibilidades de aplica o Mais uma vez ainda que indiretamente o impacto ambiental do uso de combust veis destacado pela contribui o minorizadora dessa produ o O artigo de Kamimura e Burani em Sobre o consumo de lenha no setor residencial rural brasileiro tem por objetivo apresentar uma proposta metodol gica para avalia o do consumo da lenha nos domic lios rurais tomando por base uma compara o com seu concorrente direto o GLP g s liquefeito de petr leo No Estudo sobre as vantagens e desvantagens do uso da gasolina
246. eiras em bases tradicionalmente informais no setor residencial as estat sticas oficiais de sua oferta e consumo deixam muito a desejar no que concerne confiabilidade e precis o A unidade de medida usualmente adotada para a lenha o metro c bico stere mst que tem 25 Professor do PPGE IEE USP autor para correspond ncia kamimuraOiee usp br Professor do PPGE IEE USP 238 tanta precis o m trica como a utiliza o do termo feixe de lenha Assim um feixe de lenha no Rio Grande do Sul pode n o ter as mesmas propriedades e caracter sticas de um feixe de lenha no Rio Grande do Norte por raz es bvias Entretanto neste trabalho em benef cio da coer ncia considerar se o feixe de lenha ou no caso o metro c bico stere m st como uma unidade de medida homog nea e de m trica consistente para todo o Brasil com as propriedades f sicas e qu micas estabelecidas e definidas no BEN Balan o Energ tico Nacional O consumo de lenha nas resid ncias rurais para coc o e aquecimento apresenta uma grande discrep ncia de valores entre as v rias regi es do Brasil Uma mostra do espectro de vari ncia dos resultados obtidos nas diversas estimativas existentes na literatura apresentada na tabela 1 e exemplifica a citada incerteza deste dado nos domic lios brasileiros Tabela 1 Algumas estimativas do consumo mensal de lenha nos domic lios rurais 1 Balan o Energ tico Nacional
247. eitamento da biomassa para gera o de energia que propiciam o uso mais racional dos recursos dispon veis na propriedade e s o tecnicamente vi veis para a agricultura familiar Neste contexto o biodigestor desperta grande interesse pela tecnologia de biodigest o anaer bia de res duos animais e vegetais Tal tecnologia propicia solu o adequada tanto ambientalmente quanto economicamente da aloca o dos res duos e ao mesmo tempo diminuindo custos fixos de produ o de bens oferecidos pelo agricultor Segundo Afonso 2006 o mesmo biodigestor que trata os dejetos animais pode ser ligado ao esgoto dom stico das resid ncias funcionando como um sistema de tratamento de esgotos para pequenas comunidades urbanas Complementando os aspectos t cnicos que utiliza o sistema de tratamento de biodigestores vale citar que biodigestores s o estruturas fechadas para onde s o conduzidos por tubula es o esterco e a urina dos animais Nesse local o material entra em processo natural de fermenta o por meio de bact rias anaer bicas que se desenvolvem na aus ncia total de oxig nio e ao fim do processo s o produzidos gases res duos pastosos e efluentes l quidos sendo que os tr s subprodutos t m valor econ mico O g s metano diferente do GLP que o butano pode ser utilizado para os mesmos fins a gera o de energia aquecimento de pocilgas e avi rios no inverno e at em fog es dom sticos O material s lido
248. em 02 de Abril de 2010 23 Andrade E Carvalho S Souza L 2009 Programa do Pro lcool e o etanol no brasil ENGEVISTA V 11 n 2 p 127 136 dezembro 2009 Dispon vel em lt http www uff br engevista 2 11 Engevista6 pdf gt Acesso em 02 de Abril de 2010 24 APENA Associa o de Profissionais de Educa o do Norte Alentejo O Poder Calor fico Floresta com Dispon vel em lt http www apena rcts pt aproximar floresta recursos arvore madeira caderno3 3 htm gt Acesso em 09 de Maio de 2010 25 Souza E 2003 lcool e Gasolina F rum 4X4 Brasil Dispon vel em lt http www 4x4brasil com br forum showthread php t 96 gt Acesso em 02 de Abril de 2010 264 CAP TULO X FONTES E TECNOLOGIAS DE GERA O DISTRIBU DA PARA ATENDIMENTO A COMUNIDADES ISOLADAS 265 FONTES E TECNOLOGIAS DE GERA O DISTRIBU DA PARA ATENDIMENTO A COMUNIDADES ISOLADAS Mauro Moura Severino Marco Aur lio Gon alves de Oliveira RESUMO At os dias atuais os sistemas el tricos convencionais n o conseguiram garantir o suprimento sustent vel de energia el trica a todos os habitantes do planeta em especial queles que vivem em comunidades isoladas nas quais n o h a possibilidade de alimenta o el trica por conex o a rede el trica de distribui o existente Esse fato associado ao enorme avan o tecnol gico dos ltimos anos abriu razo vel espa o para a expans o da gera o distribu da
249. em s rie com bandas de 1 75 eV 1 18 eV e 0 75 eV a efici ncia alcan ou 56 Com mais jun es a efici ncia cresce muito lentamente para 36 bandas de energia diferentes a m xima efici ncia encontrada foi de 72 Mesmo com essa esp cie de satura o do crescimento da efici ncia com o aumento do n mero de jun es em s rie verifica se que a efici ncia do processo pode ser aumentada em mais de 100 com rela o efici ncia com apenas uma jun o permitindo aproveitamento bem maior da energia solar dispon vel Sabe se que Si GaAs e CdTe utilizados comercialmente para a fabrica o de c lulas fotovoltaicas possuem elevado rendimento em compara o aos demais materiais Por m existem pesquisas em andamento com rela o a c lulas que possuem multiintervalos entre bandas em vez de possu rem multijun es permitindo a obten o de 50 de efici ncia com uma nica jun o por meio de uma liga de zinco mangan s e tel rio ZnMnTe conforme registra Shayani 2006 Isso permite a conclus o de que ainda h muito progresso a ser feito para a melhoria da efici ncia das c lulas fotovoltaicas Aldab 2002 sugere algumas estrat gias para solucionar problemas de limita o de efici ncia listadas a seguir e A luz que refletida pela superf cie da c lula pode ser minimizada por meio de tratamento da superf cie Conforme abordado por Shayani 2006 o sil cio por exemplo por 286 ser material br
250. ena pot ncia e nem continuamente a demanda m xima no alimentador sempre menor que a carga instalada Assim usual que o dimensionamento de alimentadores fa a uso do fator de coincid ncia 13 O fator de coincid ncia para GDFV muito maior que o das cargas em geral pois um bairro inteiro pode estar sujeito mesma radia o solar fazendo com que toda a GDFV instalada 7 Fator de coincid ncia ou fator de simultaneidade definido pela ABNT NBR 5460 como a raz o da demanda simult nea m xima de um conjunto de equipamentos ou instala es el tricas para a soma das demandas m ximas individuais ocorridas no mesmo intervalo de tempo especificado Trata se do inverso do fator de diversidade 96 alcance m xima pot ncia simultaneamente isto fator de coincid ncia unit rio Isso pode causar sobrecarga em um alimentador dimensionado de acordo com o fator de coincid ncia vindo a limitar a quantidade de GDFV que pode ser instalada 14 3 4 4 Contribui o para a Corrente de Curto circuito A corrente de curto circuito da GD depende do tipo de fonte utilizada Por exemplo se a energia e lica for utilizada haver contribui o para a corrente de curto circuito pois existe uma energia cin tica nas p s do gerador e lico que convertida em pot ncia el trica no momento do curto circuito No caso de sistemas fotovoltaicos por n o possu rem componentes rotativos a corrente de curto circuito depende do
251. enda dos moradores pela agrega o de valor Os sistemas de gera o de energia el trica atrav s de c lulas fotovoltaicas e geradores e licos apresentam um custo inicial alto comparado com micros centrais hidrel tricas No entanto a manuten o no primeiro tipo de sistema praticamente zero a vida til dos equipamentos superior a 20 anos Em longo prazo este tipo de tecnologia economicamente vi vel Al m disso esta regi o n o servida por rios que possibilitem a instala o deste tipo de sistema Dentre as a es necess rias destaca se o treinamento dos moradores para operarem de forma adequada e segura a central de gera o de energia el trica para garantir a vida til do sistema e a disponibilidade de energia firme Associado a isto avaliou se os impactos s cio econ micos e ambientais do sistema de gera o de energia el trica e lico solar 162 5 2 LOCALIZA O A comunidade Boa Esperan a faz parte da Associa o de Artes os e Extrativistas do Povoado da Mumbuca Associa o Capim dourado cuja sede est situada no Povoado da Mumbuca CEP 77 593 000 Munic pio de Mateiros TO CGC N 05010011 0001 76 A comunidade est localizada no munic pio de Mateiros a 60 km da sede do munic pio no Parque Estadual do Jalap o A figura 1 a mostra a regi o do Jalap o onde est localizada a Comunidade Boa Esperan a A figura 1 b pontua a localiza o desta comunidade
252. ensos geradores s o instalados com pot ncias da ordem de milhares de megawatts Como os grandes centros urbanos normalmente est o distantes das florestas linhas de transmiss o s o utilizadas para que a energia gerada possa fluir por milhares de quil metros at alcan ar os consumidores Para que as perdas el tricas nas linhas de transmiss o sejam reduzidas as tens es s o elevadas para patamares de centenas de milhares de volts O mesmo ocorre para usinas a carv o por exemplo al m de se situarem pr ximas s minas tamb m devem ficar longe dos centros urbanos para que a fuma a emitida n o contamine o ar pr ximo das cidades A vantagem dessa forma de gera o de energia que devido s grandes dimens es dos equipamentos e da elevada quantidade de energia produzida o ganho de escala muito alto e a energia produzida mais barata do que se fosse gerada por pequenas centrais el tricas A gera o distribu da por sua vez caracteriza se por pequenas usinas instaladas pr ximas s cargas Quando s o utilizadas fontes renov veis de energia a GD apresenta importantes ganhos ambientais quando comparada com a queima de recursos f sseis da gera o centralizada A GD por ser de pequeno porte n o apresenta o mesmo ganho de escala de uma grande usina fazendo com que o pre o da energia produzida seja maior medida que a utiliza o da GD aumenta o dom nio sobre suas caracter sticas t cnicas s o aprimoradas e
253. ente muito empregado por hospitais hot is e outros estabelecimentos comerciais ou d gera o de energia em opera o combinada com turbogeradores a g s Reis 2003 Severino 2008 e Tolmasquim 2003 321 As principais aplica es estacion rias de pequeno porte de at 10 kW s o para a gera o de energia el trica para uso residencial sistemas do tipo no breaks e sistemas remotos Nesses casos a PEMFC a mais adequada e pode ser alimentada com H2 armazenado ou produzido a partir da reforma a vapor do propano do metanol ou do g s natural Este ltimo combust vel pode ser a op o preferencial para uso residencial quando j existe a rede para a distribui o dele O calor residual dos sistemas residenciais pode ser aplicado para o aquecimento de gua e ambientes aumentando a efici ncia energ tica das resid ncias As SOFCs tamb m podem ser utilizadas para aplica es estacion rias de pequeno porte apresentando vantagem competitiva com rela o s PEMFCSs quando se considera tamb m a co gera o de calor Segundo Tolmasquim 2003 as aplica es estacion rias de m dio porte de 10 kW a 50 kW e de grande porte acima de 50 kW podem ser atendidas com o uso de PEMFCs PAFCSs MCFCs e SOFCs Demandas da ordem de megawatts podem ser supridas por sistemas compostos por combina o de v rias CaCs com pot ncias individuais de 200 kW a 250 kW Uma vez que se trata de tecnologias novas com diferente
254. erado ZANINI 1986 Particularmente considerando o uso de locom veis estimou se que apenas no Estado do Rio Grande do Sul existam atualmente cerca de 30 MW instalados em pequenas unidades de at 200 400KW consumindo res duos de serraria e casca de arroz Estudos realizados para esta alternativa tecnol gica indicam sua competitividade frente ao suprimento convencional sempre que as dist ncias at a rede da concession ria s o significativas e o combust vel possa ser obtido a baixo custo NOGUEIRA e SANTOS 1985 A tabela 02 mostra indicadores b sicos para tecnologia de sistemas de pequeno porte utilizando biomassa para gera o de energia Recomenda se que abaixo de 700KW de pot ncia instalada seja utilizado gasog nio como tecnologia apropriada principalmente 54 porque a efici ncia de turbinas em baixa pot ncia muito baixa os melhores casos da ordem de 40 a 60 Tabela 02 Indicadores B sicos das Pequenas Centrais Termoel tricas a Aa 7 Consumo Custos de refer ncia Pot ncia Instalada Tecnologia kW Recomendada ar Rs SUS kW US kW 48 Gasog nio 1 104 1 442 56 4 120 Gasog nio 2 760 743 39 0 240 Gasog nio 3 679 502 29 7 700 Turbina a Vapor 13 735 1 456 58 4 1 000 Turbina a Vapor 16 863 2 588 78 2 1 600 Turbina a Vapor 25 019 2 004 63 3 3 000 Turbina a Vapor 45 622 1 568 52 0 5 000 Turbina a Vapor 71 483 1 383 46 4 Fonte ELETROBR S 1985 Nos lti
255. es de tecnologia convencional e aos 40 45 observados nas unidades de PAFCs sem o aproveitamento do calor residual 315 Quando o calor residual utilizado em esquema de ciclo combinado a efici ncia global da central pode atingir 85 A elevada temperatura de opera o das MCFCSs torna as adequadas para aplica es em sistemas de co gera o que operam em ciclo combinado O desenvolvimento dessa tecnologia tem encontrado grandes problemas relacionados degrada o e estabilidade dos componentes e materiais empregados nas c lulas 10 4 5 CaC de xido S lido SOFC As SOFCSs utilizam eletrodos cer micos base de zirc nio e operam a cerca de 1 000 C gozando portanto das mesmas vantagens das MCFCs em rela o s c lulas de baixas temperaturas a dispensam a utiliza o de catalisadores base de materiais nobres e de alto custo b permitem o processamento direto do combust vel no interior da pr pria c lula reforma interna e c s o adequadas para a produ o de calor residual em sistemas de co gera o com ciclo combinado O projeto das SOFCSs est sendo desenvolvido segundo tr s concep es distintas a tubular a planar e a monol tica Na concep o tubular as c lulas operam com o combust vel fluindo nas superf cies externas de um feixe de tubos O oxidante flui internamente ao tubo que composto por eletrodos e eletr lito em tubos conc ntricos formando um sandu che Nesse caso a
256. es dela com o sistema onde est instalada aumentando a vulnerabilidade a problemas de desempenho 6 Confiabilidade e suportabilidade a condi es adversas ainda n o demonstradas 7 Necessidade de processamento e de reforma do combust vel De fato em alguns casos h essa necessidade que eleva o custo do sistema e aumenta as complica es operativas 10 4 TECNOLOGIAS Os diferentes tipos de CaCs ou tecnologias associadas encontram se em diferentes est gios de desenvolvimento Alguns tipos de tecnologias foram ou est o sendo abandonados por problemas de durabilidade ou sensibilidade a contaminadores Por outro lado algumas outras tecnologias est o em desenvolvimento acelerado e come am a ocupar lugar no mercado Os principais tipos existentes est o listados a seguir juntamente com a terminologia pela qual s o mais conhecidos em l ngua inglesa 1 Cal com eletr lito alcalino ou CaC alcalina alkaline fuel cell AFC 46 Aldab 2004 Electrocell 2008 Portal H2 2008 Reis 2003 Reis e Silveira 2001 Severino 2008 e Tolmasquim 2003 310 2 CaC com eletr lito de membrana polim rica ou CaC de membrana polim rica proton exchange membrane fuel cell PEMFC 3 Cal com eletr lito cido ou CaC cida phosforic acid fuel cell PAFC 4 CaC com eletr lito de carbonato fundido ou CaC de carbonato fundido molten carbonate fuel cell MCFC 5 CaC com eletr lito de xido s lido
257. estes custos totalizaram R 7 770 00 2 7 6 Custo do Combust vel O combust vel utilizado na planta a biomassa residual Palha e Casca de Arroz e os custos com esse combust vel devem ser analisados criteriosamente pois este representa cerca de 70 dos gastos anuais totais da planta Sabendo se que a planta consome 80 kg h e o custo do briquete de R 0 085 por hora e considerando que a planta ir opera durante 8000 horas em pot ncia m xima o custo anual estimando para o Briquete de casca de arroz foi de R 54 399 46 2 7 7 Venda de Energia El trica No caso estudado toda energia gerada 30 KW h ser vendida a empresas permission rias de distribui o pelo Valor Normativo gerando todas as receitas do empreendimento em quest o Existem outras op es tais como acordos bilaterais no entanto para o mbito desse estudo de caso adotou se a venda de toda energia gerada pelo valor normativo portanto sendo este o valor padr o A Lei 9 648 de 27 de maio de 1998 apresenta dentre outros itens a nova forma de relacionamento entre concession rios e autorizados de gera o e permission rios de distribui o onde a compra e venda de energia passam a ser de livre negocia o observadas as condi es de transi o no per odo 1998 2005 Dentro da legisla o retro citada existem algumas particularidades tais como a revis o dos valores de repasse no caso de mudan a relevantes na cadeia de produ o de energia el tri
258. etanol e a mistura dos dois combust veis em motores flex fuel L zari e Abreu visam analisar e avaliar ve culos modernos com esse tipo de motor e as rela es entre o consumo de etanol comparado com a gasolina considerando fatores como rendimento pre o e sustentabilidade ambiental V se nesse artigo o total dom nio interdisciplinar pelas vari veis analisadas Para fechar a colet nea de artigos aqui exposto o artigo de Severino e Oliveira sobre Fontes e tecnologias de gera o distribu da para o atendimento a comunidades isoladas um atestado dessa afirma o Nele os autores reconhecem discutem e apresentam tecnologias de gera o el trica para atendimento a essas comunidades envolvendo gera o fotovoltaica e gera o por meio de c lulas a combust vel usu rias da radia o solar e do g s hidrog nio obtido por meio da hidr lise da gua Como conclus o deste pref cio fica a certeza de que mais que nunca necess rio que cabe as se arejem para que se possa conjuntamente contribuir para com um planejamento sist mico da energia no qual participem de maneira ordenada especialistas de uma multiplicidade de saberes com um nico objetivo a satisfa o das necessidades sociais Prof Dr Sinclair Mallet Guy Guerra 17 CAPITULO I TECNOLOGIA APROPRIADA INSTRUMENTO DE DESENVOLVIMENTO DA AGRICULTURA FAMILIAR E DE COMUNIDADES RURAIS 18 TECNOLOGIA APROPRIADA INSTRUME
259. ethyl Esters Preparation using Heterogeneous Catalysts Bioresource Technology v 70 p 249 1999 GUERREIRO L CASTANHEIRO J E FONSECA I M MARTIN ARANDA R M RAMOS A M VITAL J Transesterification of soybean oil over sulfonic acid functionalised polymeric membranes Catalysis Today Evora Portugal n 118 166 171 2006 HOME MADE BIODIESEL Equipment to production biodiesel Dispon vel em lt http www home made biodiesel com biodiesel washtank html gt Acesso em Maio de 2010 KNOTHE G GERPEN J V KRHAL J RAMOS L P Manual de Biodiesel 1 ed S o Paulo Edgard Blucher 2006 340 p KUCEK K T Otimiza o da Transesterifica o Et lica do leo de Soja em Meio Alcalino Disserta o de Mestrado UFPR Mestrado em Qu mica rea de Qu mica Org nica 107 p 2004 KUMAR A SHARMA S An evaluation of multipurpose oil seed crop for industrial uses Jatropha curcas L A review Industrial Crops and Products Nova Delhi India v 28 1 10 jan 2008 MAKKAR H P S BECKER K SPORER F WINK M Studies on Nutritive Potential and Toxic Constituents of Different Provenancesof Jatropha curcas Journal Agric Food Chem Heidelberg Germany v 45 3152 3157 1997 MANO E B DIAS M L OLIVEIRA C M F Qu mica Experimental de Pol meros 1 ed S o Paulo Edgard Blucher 2004 MEHER L C SAGAR D V NAIK S N Technical aspects os biodiesel production by transesterifica
260. evem ser trabalhados de forma conjunta visando proporcionar condi es timas para o desenvolvimento das culturas e consequentemente incremento na produtividade O primeiro passo a escolha da cultura a ser trabalhada e a observa o das condi es de solo clima gua entre outras que a cultura demande A escolha de um local apropriado para o cultivo muito importante O local deve ser plano com boa drenagem e luminosidade se localizar longe de fossas s pticas al m de possuir disponibilidade cont nua de gua para 28 irriga o Para melhor condicionamento das culturas trabalhadas na constru o dos canteiros recomendada utiliza o de solos de textura areno argilosa ou franca arenosa Definido o local e as culturas a serem cultivadas realizou se a limpeza da rea utilizando enxadas e para o transporte do material utilizou se carrinho de m o Em seguida com o aux lio do ancinho foram desagregados os torr es e utilizando estacas e linha realizou se a demarca o dos canteiros preparando os nas dimens es recomendadas de 2 a 5 metros de comprimento 1 20 metros de largura e altura m nima de 15 cent metros O espa amento recomendado a ser utilizado entre canteiros de 0 50 metros devendo ser constru dos sempre no sentido Leste Oeste para melhor aproveitamento da luminosidade Com os canteiros demarcados o pr ximo passo foi o revolvimento do solo com a utiliza o de enxad o e enxada Em seguida espalhou se um
261. fam lias urbanas e rurais Infelizmente a lenha n o um item levantado nessa pesquisa Entretanto o g s dom stico comparece como um item dessas despesas e atrav s do seu pre o regional poss vel transform lo em unidade f sica e portanto pass vel de uso na estimativa da energia necess ria para coc o nos domic lios 8 2 1 Hip teses adotadas 2 A hip tese b sica adotada nos c lculos a de que o consumo de lenha residencial se d apenas para coc o e apenas nos domic lios rurais e sua utiliza o se d em concorr ncia direta com o g s dom stico no caso o GLP G s Liquefeito de Petr leo distribu do em botij es de 13 kg O consumo de lenha para aquecimento ambiental e gua estimado a partir dessa lenha para coc o e ser explanado adiante As informa es sobre o consumo de g s dom stico GLP s o obtidas da POF 2002 e POF 2008 As demais hip teses assumidas s o as seguintes e A necessidade de energia til aquela efetivamente utilizada independentemente da fonte energ tica para coc o por domic lio igual tanto para resid ncias urbanas quanto para as rurais na respectiva regi o brasileira em 2002 240 e O c lculo dessa energia til por domic lio obtido a partir do consumo de GLP em resid ncias urbanas em fog es com a efici ncia de 30 e a fonte de informa o a POF 2002 O motivo da n o utiliza o da POF 2008 para o c lculo da energia til urbana
262. fazendo uma receita total de R 35 594 22 2 7 8 Financiamentos Como se trata de um empreendimento onde os custos de investimentos s o altos torna se necess rio conseguir junto a entidades autorizadas financiamentos que tornem mais atrativos empreendimentos dessa natureza Tendo em vista isso se analisa um caso onde se tem um financiamento do BNDES da linha do programa de Apoio Financeiro a Investimentos Priorit rios no Setor El trico Esse programa tem por objetivo contribuir efetivamente para o est mulo a implanta o em curt ssimo prazo dos projetos de expans o da capacidade instalada do sistema el trico 66 brasileiro apoiando investimentos de gera o atrav s de usinas hidrel tricas usinas termel tricas Cogera o e Transmiss o A taxa de juros aplicada para esses tipos de financiamentos a TJLP Taxa de Juros a Longo Prazo para gastos locais cestas de moedas para materiais e equipamentos importados spread de risco Para estas condi es chegou se a um valor m dio de taxa de juros para o financiamento em torno de 15 que ser usado par os devidos fins no estudo de caso Os prazos para pagamento da d vida ser o determinados em fun o da capacidade de pagamento do empreendimento da empresa ou grupo econ mico contemplando um per odo de car ncia que pode ser de at 06 meses e um per odo de amortiza o que poder ser de at 12 anos ap s a conclus o do projeto O n vel de partici
263. feia pa Dra aaa 166 5 5 TIPOS DE ENERGIA E USOS suspeita iaina nas sianapai oras ia tocas ferem anais 166 5 6 SITUA O S CIO ECON MICA DAS FAM LIAS DA COMUNIDADE 168 5 7 IMPLANTA O DO SISTEMA DE GERA O H BRIDO 168 5 7 1 Evolu o da Instala o ass qua idas asa Gs adca pasa ads litres nen dando 168 5 7 2 Primeira Reuni o com a Comunidade Levantamento Georeferenciado da Comunidade css cessesaissinn ssa entik donas Eeer dl send aguas Enredo Pes esta ea r S manias a pira ea setas 168 5 7 3 Instala o do Sistema de Gera o de Energia El trica H brido 169 5 7 4 Instala o da Casa de Farinha ias na OS a Sb 172 5 7 5 Custo da Gera o e Distribui o kWh ssssesssssssssssseesseessssssseesreeesssssssereeee 174 5 1 0 Gest o do SBteE ma ess raras po rie Adi AD TR ea Ra 175 SO SUSTENTABILIDADE isa a E a Sa sad 175 5 8 1 Pre o do Servi o X Capacidade de Pagamento ssiis 175 5 8 2 Impacto Sobre a Renda Local Empregos Diretos e Indiretos a Partir da Implanta o da Micro Usina eueissssmsiainisostasaaentiadorceata di aa dantas ceniass aan tree da cias 177 5 8 3 An lise de Viabilidade Econ mica seseseeeeseessssssseeeeeeesssssserrreessssssseeeeres 178 5 8 4 Replicabilidade do Modelo de Gera o ea 179 5 9 CONSIDERA ES FINAIS ci eeeeeeeeeeeerererererereeeeeerererererereeeros 180 CAPITULO VI cesta soneto questa da da
264. g br gt Acesso em 27 dez 2005 O que gera o distribu da Dispon vel em lt www inee org br gt Acesso em 2 maio 2007 INNOVATIVE POWER SYSTEMS Glossary Dispon vel em lt www ips solar com glossary htm gt Acesso em 2 de Maio de 2007 KIOCERA SOLAR Solar Glossary Dispon vel em lt www kyocerasolar com learn glossary html gt Acesso em 2 de Maio de 2007 LORA Electo Eduardo Silva HADDAD Jamil Coord Gera o distribu da aspectos tecnol gicos ambientais e institucionais Rio de Janeiro Interci ncia 2006 POWER BROKERS Energy Consulting Firm Glossary Dispon vel em lt www powerbrokersusa com Glossary html gt Acesso em 2 de Maio de 2007 PURCHALA K et al Distributed generation and the grid integration issues Londres Imperial College London 2006 REIS Lineu Belico dos Gera o de energia el trica tecnologia inser o ambiental planejamento opera o e an lise de viabilidade 3 ed Barueri Manole 2003 REIS Lineu Belico dos SILVEIRA Semida Org Energia el trica para o desenvolvimento sustent vel introdu o de uma vis o multidisciplinar 2 ed S o Paulo Edusp 2001 RODRIGUES Fl via Francesca Capano Programa o da contrata o de energia considerando gera o distribu da no novo modelo do setor el trico brasileiro 2006 171 f 156 Disserta o Mestrado em Ci ncias em Engenharia El trica Programas de P s gradua o de
265. gera o isolada ou conectada rede el trica desde poucos quilowatts at dezenas de megawatts as CaCs j fornecem energia limpa e eficiente a fazendas hospitais shopping centers e ind strias em todo o mundo inclusive no Brasil como caso das cidades de S o Paulo do Rio de Janeiro e de Curitiba H tamb m a possibilidade de uso em equipamentos 309 port teis tais como telefones celulares palmtops latpots e outros equipamentos alimentados por baterias ou pilhas Outra possibilidade o uso m ltiplo como por exemplo fazer uso da energia el trica gerada com CaC em um autom vel para alimentar uma resid ncia No atual est gio do desenvolvimento das CaCs os principais aspectos negativos incluem os apresentados a seguir Por m muitos autores acreditam que essas desvantagens possam ser muito atenuadas em pouco tempo tornando as CaCs ainda mais atrativas para a solu o de determinados problemas de suprimento de energia el trica 1 Custo inicial elevado em compara o com outras formas de gera o el trica decorrente do emprego de materiais nobres 2 Tecnologia ainda n o popularizada 3 Falta de infra estrutura e de suporte 4 Suscetibilidade contamina o pela a o de alguns componentes existentes no combust vel 5 Desempenho dependente de v rios fatores O desempenho de uma CaC depende obrigatoriamente de vari veis como a temperatura a press o a constitui o dos gases e as intera
266. gerar energia el trica em alguma fonte que o utilize como combust vel tais como a c lula a combust vel e o motor a combust o Como se pode concluir essa utiliza o pode ser de car ter exclusivamente t cnico justificando se portanto integralmente pela pr pria engenharia caso a energia gerada a partir desse armazenamento seja utilizada exclusivamente com finalidade t cnica ou pode apresentar car ter de outras naturezas que ser o discutidas a seguir 121 2 Prop sito econ mico T m esse prop sito aquelas utiliza es que se justificam integralmente por motivos econ micos como as exemplificadas a seguir a Reserva energ tica para garantir o fornecimento de energia el trica a todas as cargas el tricas de uma instala o ou apenas a parte delas nos hor rios em que a energia fornecida pela fonte convencional for mais cara Em muitas situa es o custo da energia el trica varia de acordo com a curva de demanda de carga e com a correspondente gera o dispon vel simultaneamente Ent o fontes de GD podem ser utilizadas caracterizando a gera o in loco para suprir todas as cargas de uma instala o ou apenas parte delas em determinados per odos Com isso haveria redu o de gastos com eletricidade para o consumidor Nessa situa o deve ser ressaltado que a fonte de GD pode atuar sozinha na alimenta o das cargas sem conex o a nenhuma outra fonte de energia el trica ou pode alimentar as cargas estand
267. gia el trica na instala o do consumidor ou conectada rede local de distribui o e suprindo energia diretamente a essa rede TEA apud PURCHALA et al 2006 Nessas defini es exemplo apresentadas pode se ver com bastante facilidade que cada autor ou institui o utiliza a defini o mais adequada sua realidade ou aquela que satisfa a a determinadas necessidades Mesmo grandes e famosas organiza es de car ter t cnico como o Conseil International des Grands R seaux lectriques CIGRE o Institute of Electrical and Electronic Engineers IEEE e a International Energy Agency TEA divergem substancialmente com rela o defini o de GD Todavia em vez de essa diversidade de opini es representarem uma situa o de completa falta de entendimento ela indica a recente evolu o conceitual de um tema a dificuldade de se definir uma tend ncia razoavelmente nova na ind stria no mercado e nos sistemas re regulamentados de energia el trica ACKERMANN 2004 Exemplo interessante de evolu o conceitual pode ser visto nos exemplos 14 e 15 em que uma mesma institui o apresenta em momentos diferentes defini es distintas para GD Cada defini o apresentada traz informa es importantes acerca de um ponto de vista pelo qual a GD vista Com diversas informa es dispon veis poss vel construir uma lista de aspectos relevantes a serem discutidos para a elabora o do conceito de GD e para a elabora o
268. gosto e dezembro de 2001 Apenas a regi o Sul ficou formalmente fora do racionamento Nesse per odo o pa s experimentou pela primeira vez em 50 anos taxa negativa de crescimento do consumo de energia el trica 7 7 Tolmasquim 2005 271 pa s que tem excesso de potenciais h dricos a explorar al m de outros diversos potenciais de energia renov vel Alves Filho 2003 chega a denominar o Brasil de a Ar bia Saudita da Energia Renov vel pelo fato de ser o pa s do mundo com o maior potencial hidrel trico Sendo assim o n mero 87 citado anteriormente deve ser avaliado considerando se os benef cios que podem ser acrescentados pela GD Conforme bem recorda Shayani 2006 o sistema el trico brasileiro atual tem como base predominante a gera o centralizada o que contribui para o baixo ndice de Desenvolvimento Humano IDH das comunidades isoladas pois contribui para o grande n mero de localidades sem suprimento el trico para o pequeno desenvolvimento econ mico na zona rural e para a grande quantidade de pessoas sem usufruir dos benef cios da energia el trica cerca de 15 da popula o brasileira segundo Walter 2000 Como paradoxo a ser analisado a maior disposi o em se investir na gera o fotovoltaica encontra se em pa ses da Uni o Europ ia que n o possuem os melhores ndices de radia o solar O Gr fico 01 mostra que 68 da energia gerada por meio de pain is fotovoltaicos encontra se
269. gt F o o o E amp gt E o o o e gt pad o o 5 gt gt Z e us 8 gt o o o e gt E o o 5 o us E gt gt paa o os E 3 8 BEGBI00 5888400 8869500 BBGASOO GBHATO0 BBGBBOO BRSBSOU 38700 38800 MWG M3000 349400 349200 MWO 719400 319500 349600 319700 59800 349900 320000 320400 Figura 03 Distribui o das Resid ncias com Indica o de Dist ncias e Localiza o da Instala o de Gera o e Rede de Distribui o de Energia El trica 165 5 4 DEMANDA DE ENERGIA A demanda de energia foi definida em fun o do processo produtivo que se pretendia desenvolver na oficina comunit ria No total s o 6 36 kW com uma produ o mensal de 806 40 kWh m s e um total de 9 676 80 kWh ano Na realidade a demanda inicial seria de 300kWh m s mas a planta foi dimensionada com capacidade para expans o do processo produtivo b m c Figura 04 Oficina Comunit ria a Vista Geral b Vista de Dentro Lado dos Pain is c Vista Lado da Caida d gua Os adobes dispostos ao fundo foram confeccionados pela comunidade para fechar as paredes meia altura da oficina comunit ria 5 5 TIPOS DE ENERGIA E USOS 20 Tijolo feito de barro e secado ao sol muito utilizado na regi o 166 O sistema instalado um sistema h brido composto por 52 pain is solares da marca KIOCERA com capacidade nominal de 70Wp e tr s turbinas e licas da marca ENERSUD
270. i o operam com tens o superior tens o de opera o de algumas linhas de transmiss o ACKERMANN ANDERSSON e S DER 2001a Ademais o n vel de tens o n o permite nenhuma distin o internacionalmente til entre transmiss o e distribui o o que remete a outra abordagem a defini o legal No contexto do mercado competitivo de eletricidade apenas a defini o legal para sistemas de transmiss o e de distribui o prov a clara distin o entre ambos ACKERMANN ANDERSSON e S DER 2001a Nos pa ses sem uma clara defini o legal contudo discuss es adicionais s o requeridas Com base nessa defini o de localiza o da GD outra quest o torna se evidente como classificar uma unidade geradora de pequeno porte como por exemplo uma fazenda e lica ou um sistema de gera o combinada de calor e energia da l ngua inglesa combined heat and power CHP conectada rede de transmiss o Teoricamente as duas seguintes situa es podem ocorrer ACKERMANN ANDERSSON e S DER 20014 a O sistema CHP est localizado em uma grande ind stria e o consumidor industrial est diretamente conectado rede de transmiss o Neste caso o sistema CHP poderia ser descrito como GD pois ele est conectado no lado do consumidor b A fazenda e lica de m dio porte est diretamente conectada ao sistema de transmiss o devido ao limite de capacidade da rede de distribui o local Neste caso a fazenda e lica n o po
271. i da termodin mica a n o ser que seja utilizado o vapor residual para outros fins dando destaque a cogera o com sistemas de refrigera o por absor o Estes sistemas utilizam uma parcela nfima da energia el trica gerada e aproveitam o vapor residual para agregar valor aos produtos agr colas por aumentar o tempo de prateleira evitando perdas Termel tricas de pequeno porte utilizando biomassa como fonte de calor especificamente briquetes de casca de arroz somente ser o vi veis economicamente se a biomassa for gratuita ou com custo muito baixo No entanto considerando um aumento de at 10 no investimento inicial quantia necess ria para mudar a pot ncia gerada para 75KW este sistema se torna vi vel economicamente REFER NCIAS AMERICAN Society for Testing and Materials Manual on the use of thermocouples in temperature measurement ASTM 1981 cap 8 71 APHORNRATANA S Eames I W Thermodynamic Analysis of Absorption Refrigeration Cycles Using the Second Law of Thermodynamics Method Int J Refrig v 18 n 4 p 244 252 1995 ASHRAE American Society of Heating Refrigeration and Air Conditioning Engineering Fundamentals Handbook 1997 Cap 1 40 ATAER E G G S Y Comparative Study of Irreversibilities in Aqua Ammonia Absorption Refrigeration Systems Int Jr Refrig v 14 mar 1991 AURACHER H The Application of Exergy to Refrigeration Process Optimization In XV Int Congress of Refrig
272. i informado o custo da energia calculado com base no custo anual nivelado que considera o tempo de constru o e o per odo de vida til do empreendimento e a taxa de juros utilizada para a considera o do efeito do dinheiro no tempo 270 10 2 GERA O FOTOVOLTAICA 10 2 1 Aspectos Gerais da Energia Solar A energia do Sol originada em sucessivas rea es de fus o nuclear Segundo informado por Shayani 2006 a cada segundo aproximadamente 6 x 10 kg de H s o convertidos em He com consumo aproximado de massa de 4 x 10 kg e com libera o energ tica de 4 x 10 J De toda essa energia cerca de 99 s o emitidos na forma de radia o eletromagn tica sendo que cerca de 9 s o de radia o ultravioleta 40 localizam se na regi o vis vel do espectro e cerca de 50 s o de radia o infravermelha com comprimentos de onda que variam entre 0 2 um e 3 0 um HINRICHS e KLEINBACH 2003 Sabendo que a massa total do Sol de aproximadamente 2 x 10 kg a proje o para a sua vida til de no m nimo 10 bilh es de anos SZE apud SHAY ANI 2006 o suficiente para se considerar ainda por muito tempo o Sol como fonte inesgot vel de energia e sem nenhum risco de contingenciamentos t cnicos econ micos militares e ou pol ticos A Terra tem raio m dio de 6 400 km com superf cie de intercepta o da luz solar de aproximadamente 1 28 x 10 km e recebe permanentemente sobre a superf cie iluminada 1 748
273. ia para se fazer uma classifica o global envolvendo todos os tipos de fontes e de tecnologias esse tipo de diagrama apresentaria muitos sen es e restri es como exemplificado na Figura 01 ou se tornaria t o grande e complexo a ponto de inviabilizar a sua utiliza o Em raz o disso Severino 2008 classificou a GD quanto a fontes e tecnologias de forma separada e quanto s tecnologias de modo bem mais simples que o proposto na Figura 01 268 pois essa complexidade via de regra n o traz benef cios Na Figura 01 as siglas vinculadas a c lulas a combust vel designam tecnologias diferentes desse equipamento que ser o descritas posteriormente GD Tipos e tecnologias Geradores tradicionais Geradores n o motores de combust o tradicionais Tais como Tais como Dispositivos Dispositivos de Microturbinas eletroqu micos armazenamento Tais como Tais como Tais como Tais como Turbina a g s C lulas a Pain is natural combust vel Baterias fotovoltaicos Ciclo simples Volantes de in rcia Ciclo recuperado Figura 01 Classifica o de GD quanto a Tipos e Tecnologias Fonte EL KAHATTAM e SALAMA 2004 modificada Considerando toda essa diversidade foi feita a op o de se descrever aqui com detalhamento suficiente apenas as formas de GD que envolvem gera o fotovoltaica e gera o por meio de c lula a combust vel Isso se justifica pelo fato de que em comunidades is
274. ica LORA e HADDAD 2006 18 GD definida como o uso integrado ou isolado de recursos modulares de pequeno porte por concession rias consumidores e terceiros em aplica es que beneficiam o sistema el trico e ou consumidores espec ficos O termo tem sinon mia com outras express es normalmente usadas como autogera o gera o in situ co gera o ou gera o exclusiva ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE apud RODR GUEZ 2002 19 Compreende todas as instala es de gera o que est o conectadas diretamente rede de distribui o ou do lado do consumidor e que t m base no uso de fontes renov veis de energia ou de tecnologias para gera o combinada de calor e energia n o excedendo o tamanho aproximado de 10 MW 5 RESEARCH FRAMEWORK PROGRAMME OF THE EUROPEAN UNION 2002 20 Refere se gera o despachada de forma n o centralizada usualmente conectada aos sistemas de distribui o e menores que 50 100 MW REIS 2003 21 Todas as unidades de gera o com capacidade m xima entre 50 MW e 100 MW que usualmente est o conectadas rede de distribui o e que n o s o planejadas nem despachadas de modo centralizado CIGRE apud PURCHALA et al 2006 117 22 GD aquela feita por usinas geradoras que s o suficientemente menores que as usinas de gera o central a ponto de permitir interconex o em quase qualquer ponto do sistema el trico IEEE apud PURCHALA et al 2006 23 GD s o unidades gerando ener
275. ica Rodrigues 2006 que prop e como forma de resolver essas d vidas algumas defini es adequadas ao seu pr prio contexto e Fontes alternativas de energia s o fontes de energia relativamente novas no que se refere explora o como fontes de energia el trica n o utilizadas tradicionalmente e que 133 n o produzem energia em grande escala tais como solar e lica c lulas a combust vel e biomassa e Fontes renov veis de energia s o aquelas que n o queimam combust vel f ssil para a produ o de energia el trica n o causando assim um grande dano ambiental tais como h drica produ o de energia em hidrel tricas solar e e lica Quadro 02 Tecnologias para GD Tecnologia Capacidade t pica dispon vel por m dulo N o renov veis Turbina a g s de ciclo combinado 35 MW 400 MW Motores a combust o interna 5 kW 10 MW Turbina a combust o 1 MW 250 MW Microturbina 35 kW 1 MW Renov veis Pequena hidrel trica 1 MW 100 MW Micro hidrel trica 25 kW 1 MW Turbina e lica 200 W 3 MW Arranjo fotovoltaico 20 W 100 kW T rmica solar 1 MW 80 MW Biomassa exemplo gaseifica o 100 kW 20 MW C lula a combust vel PAFC 200 kW 2 MW C lula a combust vel MCFC 250 kW 2 MW C lula a combust vel PEMFC 1kW 250kW C lula a combust vel SOFC 250 kW 5 MW Geot rmica 5 MW 100 MW Energia dos oc
276. idadas na discuss o deste processo REFER NCIAS A T do Vale et alii Estimativa do consumo residencial de lenha em uma pequena comunidade rural do munic pio de S o Jo o d Alian a Goi s Ci ncia Florestal Santa Maria v 13 n 2 pp 159 165 2003 BEN 2006 Balan o Energ tico Nacional 2006 MME Minist rio de Minas e Energia 2006 Dispon vel em www mme gov br Burani G F et alii Balan o Energ tico do Mato Grosso do Sul 2005 ano base 2004 IEE USP Instituto de Eletrot cnica e Energia da Universidade de S o Paulo SP 2005 Balan o Energ tico do Rio Grande do Norte 2006 ano base 2005 IEE USP Instituto de Eletrot cnica e Energia da Universidade de S o Paulo SP 2006 Balan o Energ tico do Tocantins 2007 ano base 2006 IEE USP Instituto de Eletrot cnica e Energia da Universidade de S o Paulo SP ISBN 978 85 86923 14 2 2008 Balan o Energ tico do Maranh o 2008 ano base 2007 IEE USP Instituto de Eletrot cnica e Energia da Universidade de S o Paulo SP ISBN 978 85 86933 16 6 2009 a 2009 b Estudo de Cen rios Energ ticos para o Estado do Cear IEE USP Instituto de Eletrot cnica e Energia da Universidade de S o Paulo SP ISBN 978 85 86923 22 7 2009 c Estudo da Proje o da Matriz Energ tica do Maranh o 2030 IEE USP Instituto de Eletrot cnica e Energia da Universidade de S o
277. idade consumidora residencial e iv Considerando a irradi ncia nominal de 1 000 W m e efici ncia das c lulas solares de 10 a rea de 50 m pode comportar 5 kW de pot ncia de pico instalada Esse c lculo conservativo visto que os estacionamentos de ve culos dentro dos lotes podem ter telhados fotovoltaicos Nota se que a rea considerada para o c lculo contemplando apenas parte dos telhados n o exige aloca o de locais dedicados especificamente para a GDFV Caso um alimentador radial de uma rede de distribui o alimente 2 000 casas por exemplo a pot ncia de 10 MVA pode ser inserida nesse alimentador como GDFV 3 3 4 Conex o da GDFYV Rede El trica A conex o da GDFV rede el trica um processo relativamente simples necessitando de um conversor est tico de pot ncia tamb m chamado de inversor o qual respons vel por modificar a tens o cont nua produzida pelos pain is tornando a compat vel e sincronizada com a tens o alternada da rede de distribui o Fig 09 Medidor de 4 quadrantes se instalado dentro da unidade consumidora Rede el trica de distribui o corrente alternada Conversor CC CA espec fico para atuar em paralelo com a rede el trica Arranjo fotovoltaico corrente cont nuia Figura 09 Esquema de Liga o de um Sistema Fotovoltaico Conectado Rede El trica Por estar conectado rede n o s o necess rias baterias ou controladores de ca
278. idade desejada TMA e ainda recebeu um adicional de R 76 041 38 69 PayBack 6 43 5 36 4 79 r 3 99 ai 3 18 3 2 1 o 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 Casos Figura 12 Evolu o do Pay Back para os casos analisados A situa o do caso 5 onde a biomassa gratuita aplicam se nas propriedades agr colas grandes produtoras de arroz que processam o arroz entregando j embalado caso dos projetos de produ o de arroz irrigado do Rio Formoso no Tocantins Nestes casos muitos produtores n o tinham o que fazer com a casca do arroz que eram descartadas e queimadas A casca era simplesmente ajuntada em montanhas com v rias toneladas Com a vinda de investidores na rea av cola boa parte da casca passou a ser comercializada para aplica o em camas de frango outra fra o passou a ser vendida para olarias tanto in natura como na forma de briquetes No entanto uma parcela consider vel ainda n o tem aplica o e descartada da forma tradicional Como a cultura o arroz irrigado energointensiva a utiliza o desta casca para produ o de energia el trica seja na forma de briquetes seja in natura seja em leito fluidizado uma possibilidade para diminuir os custos de produ o e ainda minimizar o impacto ambiental do descarte dos res duos As cinzas decorrentes da combust o na caldeira podem ser utilizadas para auxiliar na calagem do solo O CO gerado ser sequestrad
279. idor da energia gerada pela GD O prop sito descrito anteriormente do gerador de GD portanto t cnico por m o do financiador da GD depende de quem ele Por exemplo o prop sito pode ser econ mico no caso de o financiador ser um empres rio pol tico e ou social no caso de o financiador ser um rg o governamental humanit rio no caso de o financiador ser uma ag ncia internacional ou uma organiza o n o governamental atuante na rea O prop sito do consumidor da energia gerada pela GD de fato utilizar essa energia de alguma forma Importantes segmentos dessa rea est o vinculados a esses prop sitos os interessados em co gera o os autoprodutores e os produtores independentes de energia el trica PIEs Deve se por m reconhecer que bastante dif cil construir uma classifica o adequada considerando se todos esses prop sitos distintos e que dependendo do caso um nico agente de GD pode concentrar mais de uma das figuras do gerador do financiador e do consumidor Desse modo este trabalho prop e uma classifica o mais eficaz que n o desconsiderando o que foi exposto anteriormente simplifica o entendimento do assunto O foco dessa classifica o n o a gera o a propriedade nem a utiliza o a energia gerada Sob esse foco h apenas dois pontos de vista o da origem e o do destino 14 importante ressaltar que o provimento de pot ncia reativa n o deve ser classificado com
280. idoras Na realidade a gera o de energia el trica mesmo a tradicional sempre foi distribu da geograficamente pois em virtude do grande porte das usinas geradoras apenas algumas localidades geogr ficas possuem os requisitos t cnicos necess rios ao suporte de tais usinas Considerando o anteriormente exposto correto concluir que a gera o tradicional em geral constitu da por usinas de grande porte que est o distribu das geograficamente sendo que a literatura especializada da rea n o definiu consensualmente o que s o usinas de grande porte muito menos qual o grau de distribui o da gera o em determinada regi o que permite qualificar se a gera o centralizada ou distribu da 114 A an lise da literatura relevante dessa rea de especialidade mostra que as defini es existentes para GD n o s o consistentes e que ainda n o h uma defini o de GD geralmente aceita conforme muito bem destacado por Ackermann Andersson e S der 2001a por El Khattam e Salama 2004 e por Rodrigues 2006 Para mostrar a diversidade de vis es acerca da defini o de GD s o mostrados a seguir alguns textos que mesmo n o utilizando as express es gera o distribu da e distributed generation se n o conseguem defini la adequadamente colaboram muito para a discuss o e a elabora o do conceito de GD a ser utilizado neste trabalho 1 Um sistema de gera o distribu da envolve pequenas quantidades de ge
281. ifica o ou por biodigest o Os grandes centros apesar do impacto ambiental t m disponibilidade de energia el trica para fins m ltiplos a pre os competitivos no entanto as comunidades isoladas ou propriedades agr colas distantes das redes de distribui o de energia n o gozam do mesmo privil gio Este trabalho apresenta um estudo de caso do uso de res duos agr colas para gera o de energia el trica em uma propriedade rural visando melhorar o processo produtivo Os resultados mostraram que em sistemas de pequeno porte sempre que a biomassa dispon vel for gratuita ou de baixo custo este tipo de aplica o vi vel economicamente No entanto para sistemas com pot ncia de gerac o acima 75KW o sistema e vi vel economicamente com tempo retorno de capital investido inferior a 5 anos Palavras chave Fontes Renov veis de Energia Biomassa Aproveitamento de res duos Agr colas Gera o de Energia Descentralizada Termel trica Cogera o 2 1 INTRODU O O Brasil por ser um pa s agr cola por excel ncia disp e de biomassa para usos m ltiplos seja produzida seja res duo de culturas A biomassa residu ria tem se mostrado um problema ambiental principalmente no caso das culturas de arroz O estado do Tocantins um grande produtor de arroz A produ o de arroz no ano de 2000 foi de 171 415 ton de sequeiro e 220 503 ton de arroz irrigado perfazendo um total de 391 918 ton Considerando que deste montante cerca
282. ilhante reflete mais de 30 da luz incidente diminuindo a quantidade de f tons absorvidos Duas t cnicas s o utilizadas para a minimiza o desse fator a primeira consiste em aplicar uma fina camada de mon xido de sil cio SiO sobre a superf cie da c lula reduzindo a reflex o para cerca de 10 sendo que uma segunda camada pode reduzi la para menos de 4 a segunda t cnica consiste em construir a superf cie n o plana mas em formato de pir mides ou cones de forma que a luz refletida pela lateral de uma dessas sali ncias incida na lateral de outra sali ncia aumentando as possibilidades de absor o e A perda de luz refletida pelos contatos el tricos posicionados na parte frontal da c lula pode ser minimizada com a utiliza o de contatos transparentes e Os el trons e as lacunas criados pela absor o dos f tons podem recombinar se antes de alcan arem a jun o e de a corrente el trica ser formada Essa recombina o pode ser minimizada em materiais policristalinos e amorfos com a utiliza o de ligas de hidrog nio e resist ncia el trica no interior do semicondutor pode ser minimizada ainda na etapa de projeto e A quantidade de f tons que passam atrav s do semicondutor sem colidir com algum el tron pode ser diminu da pela utiliza o de materiais de alto ndice de absor o Alguns tipos de filmes possuem espessura inferior a um micr metro com absor o de 90 da luz incidente j c lulas de cristal s
283. iliares entrega nas institui es sociais cadastradas e estes alimentos s o distribu dos para comunidades fam lias e escolas que se encontram em situa es de inseguran a alimentar Desta forma al m dos produtos disponibilizados nas feiras o agricultor tem a possibilidade de vender seus produtos diretamente para o Estado o que fundamenta a necessidade da aplica o destas tecnologias que promovem a eleva o da produ o O programa Compra Direta al m de gerar renda para o trabalhador rural contribui promovendo o desenvolvimento local O sucesso da implanta o do Quintal Verde e do Sistema Mandala estimulou a difus o de tecnologia para o desenvolvimento da produ o vegetal no Estado SEAGRO TO 2007 O RURALTINS prev que durante o ano de 2010 aproximadamente 123 940 pessoas receber o sementes de hortali as e verduras para cultivarem hortas nos quintais nas escolas em comunidades e ou no campo Para este projeto est previsto o recurso no valor de R 2 168 911 00 Ainda dentre as atividades previstas pelo RURALTINS est realiza o de 20 feiras e encontros da agricultura familiar que estimulam e orientam os agricultores a comercializarem seus produtos RURALTINS 2010 1 5 BIODIGESTORES A disponibilidade energ tica no meio rural principalmente em pequenas comunidades vem sendo debatida j por algum tempo entretanto na maioria das vezes n o se estudam todas as possibilidades de oferta deste bem levando e
284. imples e de sil cio policristalino devem possuir espessura entre 50 um e 150 um para possuir absor o efetiva 10 2 5 Tecnologias Fotovoltaicas Comercialmente Dispon veis 10 2 5 1 Aspectos Gerais Em aplica es terrestres dos diversos semicondutores utilizados para a fabrica o de c lulas fotovoltaicas destacam se por ordem descrescente de maturidade e utiliza o a o sil cio cristalino c Si b o sil cio amorfo hidrogenado a Si H ou simplesmente a Si c o telureto de c dmio CdTe e d os compostos relacionados ao disseleneto de cobre e ndio e ao disseleneto de cobre g lio e ndio CulnSe ou CIS e Cu InGa Se ou CIGS Neste ltimo grupo est o elementos qu micos que s o altamente t xicos Cd Se e Te e ou muito raros Te Se Ga In e Cd RUTHER 2004 Isso foi um obst culo inicial consider vel utiliza o mais intensiva dessas tecnologias Acerca da toxicidade deve se ressaltar que isso n o caracter stica apenas dos pain is solares de CdTe CIS e CIGS que sem d vida dever o ter descarte apropriado a toxicidade tamb m caracter stica de outros 287 equipamentos el tricos de uso muito difundido como l mpadas fluorescentes que cont m merc rio e de monitores de computador que cont m chumbo Quanto raridade de alguns materiais existe o contraponto o Si sabidamente o segundo elemento mais abundante na superf cie terrestre superado apenas pelo oxig
285. inosas com dom nio tecnol gico bem como o incentivo ao cultivo de oleaginosas perenes como o caso do dend Com fulcro nas oleaginosas para produ o de leo diesel vegetal podem se derivar in meras outras oportunidades nas cadeias produtivas gerando emprego e renda para esse segmento de agricultores PERES 2006 6 5 1 Oleaginosas 6 5 1 1 Amendoim O amendoim possui cerca de 50 de leo na am ndoa e se constituiu em importante fonte de leo comest vel antes de ser substitu do pela soja No Brasil a produ o de amendoim concentra se nas regi es Sudeste principalmente no estado de S o Paulo onde cultivado em reas de renova o de canaviais Centro Oeste e Nordeste Nessa ltima a prefer ncia pelo tipo de porte ereto por ser de ciclo curto f cil manejo e ideal para a colheita manual Tais caracter sticas s o importantes uma vez que a maioria do cultivo procedida por pequenos produtores Nas regi es Sudeste e Centro Oeste os tipos rasteiros s o preferidos por serem mais produtivos e embora apresentem ciclo mais longo indicado para a colheita mecanizada geralmente praticada por grandes produtores PEREIRA et al 2008 6 5 1 2 Soja A soja para produ o de biodiesel uma das mais adequadas pois al m da extens o de rea e da escala de produ o a cadeia produtiva da soja organizada a liga o com o mercado internacional est vel a forma o de pre os bem definida e as p
286. insaturados 18 a 20 carbonos Isto est diretamente ligado propor o de grupos alqu licos saturados presentes nos triglicer deos As gorduras de coco e de baba u assim como as gorduras animais sebo e manteiga cont m quantidades de grupos alqu lcos saturados maiores do que a de insaturados conferindo pontos de fus o maiores que 20 C Sabe se ainda que a viscosidade aumenta a medida em que aumentam o comprimento das cadeias dos triglicer deos e diminui quando aumenta a insatura o 221 A diferen a marcante entre leos de origem animal e os de origem vegetal est no fato de que os primeiros possuem alto teor de steres saturados possuindo dessa forma baixos valores de ndice de iodo Como mostra a tabela 02 isso parece favorecer a altos valores de ndice de saponifica o sendo um bom indicativo de qualidade No entanto estes altos ndices de satura o conduzem a altas temperaturas de congelamento o que levaria a poss veis problemas de entupimento dos bicos injetores dos motores Sendo assim de acordo com Moretto e Fett 1998 a resolu o n mero 20 77 do CNNPA Conselho Nacional de Normas e Padr es para Alimentos define um ponto de fus o de 20 C como temperatura limite classificando como gordura animal quando o ponto de fus o situa se acima desse valor e como leos quando o ponto de fus o situa se abaixo desse valor Os leos de fritura constituem se de uma fonte importante de mat ria prima para
287. io com muito mais objetividade que a usual nesse tipo de procedimento Ademais as defini es e classifica es propostas neste trabalho poder o ser teis para o aprimoramento da legisla o nacional contribuindo para o estabelecimento de um necess rio novo paradigma no setor el trico Adicionalmente como resultado dessas discuss es vislumbra se a possibilidade da defini o futura de um ndice que informaria para determinada regi o geogr fica que poderia ser um munic pio um estado um pa s ou uma regi o definida por homogeneidade clim tica o grau de distribui o da gera o de energia el trica Esse ndice que poderia ser denominado ndice de distribui o da gera o seria calculado para essa regi o de interesse com base em par metros como a rea da regi o a popula o total da regi o a popula o da regi o sem atendimento el trico a contribui o da regi o para o produto interno bruto PIB do pa s a que a regi o pertence a renda per capita da popula o da regi o o ndice de Desenvolvimento Humano IDH da regi o o n mero de pontos de gera o el trica na regi o a pot ncia el trica total instalada na regi o o consumo m dio anual per capita de energia el trica da popula o da regi o entre outros Esse ndice poderia compor o conjunto de avaliadores da qualidade do sistema el trico da regi o e da qualidade de vida daquela popula o sendo assim poderia ser utilizado
288. iodiesel Glic rico Destilada EEE Figura 06 Processo de Produ o do Biodiesel Fonte MAPA 2006 Os produtos dessa rea o qu mica s o a glicerina e uma mistura de steres et licos ou met licos biodiesel A obten o de uma fra o glicer nica de teor mais puro alcan ada em algumas dessas rotas tecnol gicas em especial aquelas que fazem uso de catalisadores 200 heterog neos propiciando s mesmas infiltrarem em um padr o de mercado mais expressivo Mas correta a afirmativa que diz que ainda prevalece a cat lise homog nea em meio alcalino por ser economicamente mais vi vel para a transesterifica o de leos vegetais ZAGONEL e RAMOS 2001 O processo inicia se com a prepara o da mat ria prima Fig 06 que pode ser tanto de origem animal quanto de origem vegetal e com a presen a de catalisadores NaOH KOH ocorre a rea o de transesterifica o gerando duas fases uma dita fase pesada e outra fase leve Na primeira tem a recupera o do lcool da glicerina passando por uma destila o gerando desta forma o res duo glic rico e a glicerina destilada J na fase leve obt m se o biodiesel atrav s da purifica o dos steres 6 4 PRODU O DE BIOCOMBUST VEIS NO BRASIL O Brasil det m lideran a na gera o e na implanta o de tecnologias em agricultura tropical acumulando conhecimentos e experi ncias em pesquisa desenvolvimento inova o e gest o de ci ncia e tecnologia A
289. ior do material semicondutor dopado a simples coloca o de contatos el tricos nas duas extremidades do material permite tens o el trica existente entre elas originar corrente el trica que produzir os efeitos desejados na carga externa 10 2 4 O Aproveitamento da Luz Solar Nos semicondutores entre a banda de val ncia e a banda de condu o h uma banda proibida em que n o pode haver el trons nem lacunas Sendo assim para que um el tron v da banda de val ncia para a banda de condu o ele deve receber energia externa suficiente para vencer a banda proibida No caso do efeito fotovoltaico o f ton deve fornecer ao el tron a energia suficiente para isso SEVERINO 2008 284 Os f tons com energia inferior necess ria para que o el tron atravesse a banda proibida n o s o absorvidos passando diretamente atrav s do material semicondutor J os f tons com energia superior necess ria para a citada finalidade s o absorvidos fornecendo ao el tron exatamente a energia necess ria e transformando o excesso energ tico em calor A passagem direta dos f tons sem absor o energ tica pelo semicondutor e a transforma o em calor de parte da energia dos f tons representam perdas de efici ncia que ocorrem na convers o da energia da radia o solar em eletricidade nos pain is fotovoltaicos SHAY ANI 2006 Os f tons predominantes na radia o solar que inclui as cores do espectro vis vel a radia
290. ipo de Caldeira e Pot ncia 2 7 3 Viabilidade Econ mica A an lise econ mica consiste em fazer estimativas de todo o gasto envolvido com investimento inicial opera o e manuten o custos de combust vel e receitas geradas durante um determinado per odo de tempo para assim montar se o fluxo de caixa relativo a esses investimentos custos e receitas e determinar quais ser o os indicadores econ micos com o que se espera obter com outras alternativas de investimento deste capital pode se neste estudo concluir sobre a viabilidade ou n o do empreendimento 2 7 4 Investimento Inicial O gasto de investimento tipicamente uma fun o da tecnologia adotada e do n vel de desempenho da planta a soma do custo dos diversos equipamentos componentes da planta mais os custos de implanta o que por sua vez devem incluir transporte seguros taxas instrumenta o e controle obras civis montagem etc 64 Para o caso da Termel trica da Fazenda Experimental do CEULP ULBRA que est sendo analisado tem se uma planta composta por 01 Turbina a Vapor adaptada para fornecer 38KW e 01 gerador 30KW O custo total do investimento inicial foi R 111 000 00 2 7 5 Custos Anuais com Opera o e Manuten o Os custos anuais com opera o e manuten o da planta podem ser estimados em fun o do investimento inicial Adota se esse valor como sendo 7 do custo total do investimento 5 de manuten o 2 de opera o Assim
291. isoladas existentes em v rios locais do pa s especialmente na regi o amaz nica objeto de estudo deste trabalho Essas comunidades entendidas aqui no sentido mais amplo do termo s o pequenas popula es que vivem em locais eletricamente isolados ou seja que n o usufruem dos benef cios resultantes dos servi os oferecidos por uma rede el trica convencional Dessa forma tanto uma tribo ind gena quanto um grupo de cientistas e seus auxiliares vivendo nessas condi es s o considerados formadores de comunidades isoladas Com uma defini o mais abrangente de localiza o da GD diversos projetos t picos de GD particularmente os de maior interesse para a realidade brasileira passam a ter maior probabilidade de serem classificados como tal pois o nus de classificar ou n o uma usina de gera o como GD com base apenas na localiza o deixado a cargo exclusivo da legisla o aplic vel a cada situa o No caso brasileiro talvez esse apoio t cnico possa aumentar o est mulo legal implementa o de projetos de GD tendo em vista que ele amplia a vis o estabelecida no Decreto n 5 163 2004 BRASIL 2004 A figura 02 sintetiza a proposta de classifica o de GD quanto localiza o feita aqui Quanto a esse atributo da GD h enormes diferen as nas defini es encontradas na literatura Ackermann Andersson e S der 200la apresentam os seguintes exemplos a para o Electric Power Research Institute EPRI
292. istema el trico interligado Tipicamente a eletricidade utilizada para ilumina o refrigera o e outras cargas de pequena pot ncia Uma pot ncia t pica para esta aplica o de IKW e Sistema isolado n o dom stico primeiro uso comercial dos sistemas fotovoltaicos terrestres Fornece energia para diversas aplica es tais como telecomunica es bombeamento de gua refrigerador de vacinas e sistemas de navega o e Sistema conectado rede de forma distribu da gera energia diretamente para unidades consumidoras conectadas ao sistema interligado ou para a pr pria rede de distribui o Normalmente s o conectados no lado do consumidor ap s o medidor de forma integrada edifica o A pot ncia instalada n o determinante neste caso pois um sistema FV de 1 MW pode ser muito grande para ser instalado em um telhado por m n o o caso para outras formas de GD e 87 e Sistema conectado rede de forma centralizada comporta se como uma usina centralizada tradicional a qual se encontra em local de irradi ncia privilegiada mas distante do centro de carga Esta configura o requer grandes reas dedicadas para a instala o dos pain is fotovoltaicos Os custos associados com a transmiss o e distribui o da energia s o os mesmos de uma grande hidrel trica por exemplo inclusive com as perdas por efeito joule inerentes aos sistemas de transmiss o e distribui o z 3 a D D O O Q A z S
293. iti litro 10 00 30 300 00 pote Gel ia de Cagaita 300g di W 0 00 pote Doce de manga 300g a Es AOUN TOTAL 7 430 00 Como se pode ver a comunidade tem total condi o de ser auto sustent vel porque tem como aplicar a energia no processo produtivo e existe mercado para os produtos da comunidade 176 Tabela 06 Mat rias Primas a serem Utilizadas na Oficina de Produ o Ocorr ncia nos Meses do Ano M s do ano 1121314 51617 8191 10 11 12 Produto Caju Jatob Cagaita Manga Pequi Mandioca Coco pia ava Artesanato 5 8 2 Impacto Sobre a Renda Local Empregos Diretos e Indiretos a Partir da Implanta o da Micro Usina Conforme j apresentado a renda m dia da comunidade era cerca de R 200 00 m s por fam lia Dividindo se o valor total da tabela 05 por 12 meses pode se ter um valor aproximado de R 600 00 adicionado ao valor atual a renda familiar aumenta para R 800 00 m s H que se considerar que os valores apresentados na tabela 05 representam a capacidade m nima de produ o e processamento na oficina comunit ria Outro aspecto a considerar que a princ pio n o h aumento significativo no n mero de empregos diretos ou indiretos com a instala o da energia porque n o se considera o respons vel pela O amp M e o gestor como empregos porque se est propondo que uma mesma pessoa assuma estas responsabilidades e
294. izada Com essa defini o bastante generica que procura airerenciar UV ae gera ao centranzaaa nos aspectos em que elas realmente se diferenciam de forma relevante e pretende abranger com suficiente precis o todos os casos poss veis de serem classificados como GD os interessados poder o com o uso das classifica es aqui sugeridas adaptar as suas pr prias realidades ao conceito de GD constru do neste texto para as utiliza es que julgarem convenientes Para facilitar esse trabalho foi constru da a Figura 11 que apresenta a s ntese das classifica es apresentadas Nela cada seta numerada corresponde possibilidade de classifica o do aspecto analisado representada pelo quadro de mesmo n mero localizado em uma das figuras de 01 a10 A defini o aqui proposta associada s propostas de classifica o de diversos de seus aspectos tem potencial para com os ajustes necess rios servir de importante instrumento de gest o governamental de projetos de gera o el trica pois permite classificar diversos projetos de gera o el trica e ent o decidir com base em premissas e prioridades estabelecidas para determinada situa o qual ais projeto s receber o investimentos p blicos para a implementa o 147 Figura 11 Classifica es poss veis de GD 148 L o c a l i Z a E E o Com isso ele seria um instrumento que produziria avalia o de car ter unicamente merit r
295. l Isto v lido se todos os ramais atendidos por este transformador possu rem GD e Controle din mico da rela o de transforma o do transformador da subesta o e Redu o da pot ncia injetada pela GD quando a tens o estiver no limite superior Entretanto esta op o necessita de regras de compensa o financeira por perda de receita pois a gera o instalada no final do alimentador ter sua pot ncia limitada em um grau maior do que a GD conectada pr xima subesta o diminuindo assim a quantidade de pot ncia que pode ser injetada e Redu o da tens o pelo consumo de pot ncia reativa O fator de pot ncia da GD pode ser controlado pelo conversor ajustando a tens o enquanto continua fornecendo pot ncia ativa Entretanto em determinadas situa es as perdas na rede podem ficar elevadas e Reduzir a imped ncia s rie do alimentador aumentando a quantidade de condutores por fase por exemplo Esta solu o reduz a queda de tens o e as perdas por m tem como consequ ncia bvia o elevado custo associado Outro aspecto importante mas n o t o evidente que o aumento da pot ncia de curto circuito no ponto de acoplamento comum afeta os dispositivos de prote o incluindo a capacidade de interrup o dos disjuntores j instalados e Utilizar sistema de armazenamento para que o excesso de gera o possa ser direcionado para um meio de acumula o quando a tens o estiver acima do limite Esta energia arma
296. l gicas do Bioetanol Fonte BNDS 2008 modificado 199 Uma terceira rota utilizando a biomassa dispon vel em materiais como o baga o e a palha hidrolisa as cadeias celul sicas e produz uma solu o ferment vel de a cares apresentando grande interesse gra as ao baixo custo da mat ria prima Contudo essa rota de valoriza o energ tica da biomassa ainda n o est dispon vel em escalas comerciais embora haja expectativas de que nos pr ximos anos possa alcan ar viabilidade econ mica BNDS 2008 6 3 5 Transesterifica o A transesterifica o Fig 06 de leos vegetais ou gordura animal alco lise pode ocorrer atrav s de v rias rotas tecnol gicas onde diferentes tipos de catalisadores podem ser usados bases inorg nicas hidr xidos de s dio e pot ssio e bases de Lewis cidos minerais cido sulf rico resinas de troca i nica resinas cati nicas fortemente cidas argilominerais ativados hidr xidos duplos lamelares super cidos superbases e enzimas lipol ticas lipases SCHUCHARDT et al 1998 Mat ria Prima Metanol ou Etanol Prepara o da Mat ria Prima leo ou gordura Catalisador A lcool Et lico NaOH ou KOH Rea o da Transesterifica o ou Met lico Fase Pesada Separa o de Fases Desidrata o do lcool Excessos de lcool Recupera o do Alcool Recuperado dos Esteres Purifica o dos steres Res duo Glicerina iodi B
297. l m disso possui capacidade material humana e institucional instaladas o que permite antever que se situa na fronteira da tecnologia para a agricultura de energia da mesma forma na de alimentos Paralelamente o mercado dom stico de agroenergia suficientemente grande para permitir ganhos de escala na produ o e na absor o tecnol gica que o capacita a se tornar competitivo em escala internacional MAPA 2006 Os atributos das mat rias primas para a produ o dos biocombust veis s o aspectos agron micos teor de leo e qualidade do farelo e torta produ o por unidade de rea ciclo da planta sazonalidade condi es edafoclim ticas favor veis conhecimento do sistema de produ o aspectos tecnol gicos teor de cidos graxos poliinsaturados tipo e teor de cidos graxos saturados complexidade do processo de extra o presen a de outros componentes no leo valor agregado de co produtos aspectos sociais gera o de emprego melhoria da qualidade de vida das comunidades alvo fixa o do homem no campo aspectos econ micos gera o de renda no campo redu o da importa o de diesel desenvolvimento da economia e lideran a com maior autonomia de tr mites comerciais e os aspectos ambientais redu o 201 das emiss es de g s carb nico e compostos de enxofre associadas queima de diesel dentre outros CRESTANA 2005 O lcool ganhou espa o no cen rio internacional como combust vel li
298. l entre Brasil e Bol via trata se de um exemplo em que uma fonte de energia importante sofre contingenciamento pol tico econ mico Finalmente importante destacar o enorme crescimento da gera o e lica de 2002 a 2006 288 52 apesar de ela ser fonte de relev ncia muito pequena para a matriz nacional de gera o el trica SEVERINO 2008 O fato de o Brasil possuir grande parte de sua gera o el trica com base em fontes renov veis de energia conhecido h muito tempo Tamb m sabido que esse percentual j foi maior que os atuais 87 antes do racionamento de energia el trica ocorrido em 2001 e 20025 Ent o resta a conclus o de que o Brasil pa s de enormes potencialidades para fontes renov veis percorreu o caminho oposto ao que era de se esperar seguiu a tend ncia do restante do mundo ao aumentar a participa o de fontes n o renov veis na sua matriz energ tica para a gera o el trica SEVERINO 2008 O contexto da introdu o das termel tricas no Brasil a partir de 2001 foi marcante os investidores praticaram uma esp cie de capitalismo sem risco pois tiveram garantia do retorno financeiro com generosos lucros em opera o altamente subsidiada pelo governo ALVES FILHO 2003 N o obstante isso as termel tricas n o s o a melhor solu o para um O racionamento ocorreu entre junho de 2001 e fevereiro de 2002 nas regi es Sudeste Centro Oeste e Nordeste na regi o Norte ocorreu entre a
299. l essencial para a autonomia do pa s Al m da inova o da matriz energ tica que influencia na forma de consumo da sociedade e seus setores onde h o grande desafio de aproveitamento e reaproveitamento dos dejetos das atividades antr picas loca o adequada e benefici ria de biomassa e seus dejetos e agrega o de valor ambiental recursos naturais econ mico e social o aproveitamento energ tico e racional da biomassa tende a promover o desenvolvimento de regi es menos favorecidas economicamente por meio da cria o de empregos e da gera o de receita reduzindo o problema do xodo rural e a depend ncia externa de energia em fun o da sua disponibilidade local Por m existem problemas ainda 209 n o resolvidos adequadamente que podem limitar ou se tornar desfavor veis produ o de oleaginosas para a produ o do biodiesel como desenvolvimento agron mico de sementes e processos legisla o adequada e realista em rela o a incentivos referente mat ria prima e investimentos em longo prazo As rotas tecnol gicas para produ o do biodiesel e a difus o de como aproveitar os res duos depois de retirado o leo s o itens que o produtor seja familiar pequeno ou grande devem ter dom nio REFER NCIAS ABES Associa o Brasileira de Engenharia Sanit ria e Ambiental Dispon vel em lt lt www www abes dn org br 2007 gt gt Acesso em 10 de Janeiro de 2010 s 23h37min AIE AG NCIA INTERNACIONAL
300. letr lito s de opera o Rea o es no anodo Rea o es no catodo Aplica o es CC m 7 E AFC Es e 50 a 120 H 20H gt 2H 0 2e pa dC Espaciais e militares transporte PEMFC RE o 20 a 125 H 2H 2e WO 2H 2e H O Transporte e gera o de baixa pot ncia polim rica ie Transporte pesado gera o de m dia PAFC ortofosf ric 160a220 H gt 2H 2e 40 2H 2e H O D S E SS o H PO pot ncia co gera o Carbonatos 2 E z E NO Es MCFC fundidos de 550 a 660 H CO F H O CO 2e o C0 2e CO Gera o de pot ncia intermedi ria e de base Li K CO CO 200 2e co gera o Zirc nia 2 3 H O gt HO 2e 1 2 2 aan f ande SOFC pa 850 a 1 000 CO O gt C0 2 a ne Rs P Gera o de a ca e de base Es CH 40 2H 0 CO 8e sera zo nn src e a h oee os gt e SUNT sc SAT A ES 51 CRS H O gt HO 2e l 2 rrsorc Oxdosde 400a600 CO 0 CO 20 a a a w Transporte CH 40 gt 2H 0 CO 8e E x DMFC a 80 a 140 CHOH H2O gt CO 6H 6e KOOR Transportes e port teis 2 DEFC Memar ena 100 a 130 C H E ROAD Oraa ant a Transportes e port teis polim rica 12e 6H 0 Fonte TOLMASQUIM 2003 modificado a H CaCs Alcalinas que Operam a 250 C nelas o Eletr lito de KOH mais concentrado que naquelas que operam em temperaturas mais baixas 312 10 4 1 CaC Alcalina AFC As AFCSs utilizam como elet
301. liquefeito de petr leo GLP g s de s ntese da gaseifica o do carv o lcoois principalmente metanol e etanol gases resultantes da gaseifica o da biomassa e de nitrogenados am nia e hidrazina Quando utilizados esses combust veis s o inicialmente submetidos a uma rea o com o vapor em um processo conhecido como reforma catal tica Em seguida o g s resultante desse processo reage com o oxig nio no interior da c lula produzindo principalmente gua calor e energia el trica sem a ocorr ncia da combust o Comparado com a combust o tradicional este processo realiza se com efici ncia significativamente mais alta e com baix ssima emiss o de gases poluentes Nas CaCs de alta temperatura poss vel realizar internamente a reforma dos hidrocarbonetos e lcoois mas j existem equipamentos desenvolvidos ou em fase final de desenvolvimento que permitem gerar hidrog nio a partir desses combust veis para a alimenta o das CaCs que operam em temperaturas mais baixas 11 Flexibilidade de aplica o As CaCs podem ser aplicadas nas mais diversas reas hoje atendidas por baterias pilhas e sistemas de gera o convencionais As aplica es embarcadas incluem motos carros caminh es nibus trens avi es ve culos militares e navios Canad Alemanha Espanha China Austr lia e EUA j utilizam nibus que possuem CaC As aplica es estacion rias incluem sistemas de seguran a do tipo no break
302. ltados para o uso cada vez maior da biomassa para suprir o combust vel f ssil aumentando com isso os investimentos nas pesquisas para a produ o do bio leo onde a pir lise perfeitamente vi vel Estudos evidenciam que a pir lise al m de ser um dos meios mais eficientes para o tratamento do lixo uma op o ecologicamente correta e possibilita a redu o de aterros sanit rios Pois em uma tonelada poss vel extrair cerca de 11 quilos de sulfato de am nia 12 litros de alcatr o 9 5 litros de leo entre outros portanto atrav s da pir lise poss vel extrair do lixo diversos subprodutos LEAL apud SANNER 1970 6 3 3 Gaseifica o A gaseifica o envolve a convers o de mat ria carbon cea em produtos gasosos com valor de aquecimento adequado um processo de convers o de combust veis s lidos em gasosos por meio de rea es termoqu micas onde a t cnica mais comum a oxida o parcial utilizando se O ar ou vapor quente para a produ o de um g s comumente denominado g s de s ntese ou syngas constitu do de H e CO em duas propor es variadas HIGMAN 2003 Ou seja em quantidades inferiores estequiom trica m nimo te rico para a combust o A mat ria org nica total ou parcialmente transformada em gases cujos principais componentes s o mon xido de carbono di xido de carbono hidrog nio e dependendo das condi es metano hidrocarbonetos leves nitrog nio e vapor de gua em
303. ltaics National Renewable Energy Laboratory 2008 Dispon vel em lt www1 eere energy gov solar solar america rsi html gt Acesso em 25 de Janeiro de 2009 20 ORTMEYER T DUGAN R CRUDELE D KEY T BARKER P Renewable Systems Interconnection Study Utility Models Analysis and Simulation Tools Sandia Report SAND2008 0945 P Sandia National Laboratories 2008 Dispon vel em lt www1 eere energy gov solar solar america rsi html gt Acesso em 25 de Janeiro de 2009 110 CAPITULO IV GERA O DISTRIBU DA DISCUSS O CONCEITUAL E NOVA DEFINI O 111 GERA O DISTRIBU DA DISCUSS O CONCEITUAL E NOVA DEFINI O Mauro Moura Severino Ivan Marques de Toledo Camargo Marco Aur lio Gon alves de Oliveira RESUMO Os sistemas el tricos convencionais n o conseguem garantir o suprimento sustent vel de energia el trica com a abrang ncia e a qualidade exigidas pela sociedade do s culo XXI Esse fato associado ao enorme avan o tecnol gico dos ltimos anos abriu razo vel espa o para a expans o da gera o distribu da GD que tem como seus principais focos o fornecimento de energia el trica a quem ainda n o tem acesso a ela e a redu o dos impactos ambientais da gera o centralizada convencional No Brasil por motivos sociais ambientais econ micos legais e estrat gicos a discuss o acerca desse tema imprescind vel Ent o considerando se que o tema GD bastante importante especialmente p
304. ltas As principais atividades agropecu rias desenvolvidas pelos agricultores familiares s o a cria o extensiva de gado bovino e os cultivos de arroz mandioca milho e fruticultura CONAB 2008 Desta forma o Estado deve contribuir para o melhoramento de t cnicas e consequentemente o desenvolvimento destes agricultores A tecnologia apropriada simples mas dentro do 23 cen rio dos pequenos produtores agr colas tocantinenses faz diferen a e proporciona melhoria de qualidade de vida e aumento da produtividade das hortas e lavouras Tal situa o ocorre porque esta tecnologia permite que o produtor explore seu pr prio potencial da sua terra e suas lavouras utilizando equipamentos e solu es de baixo custo por m eficientes e adequados ao meio ambiente consider vel a representa o da agricultura familiar no Estado do Tocantins por isso a import ncia em auxiliar o crescimento e o desenvolvimento das fam lias por meio da transfer ncia de tecnologias apropriadas Para que isso ocorra importante o apoio intensivo dos rg os governamentais respons veis pelas pol ticas p blicas ambientais e sociais como o caso principalmente da Secretaria de Agricultura do Estado do Tocantins SEAGRO TO e o Instituto de Desenvolvimento Rural do Estado do Tocantins RURALTINS ambos respons veis pela manuten o da agricultura familiar no Estado Para isso a SEAGRO e o RURALTINS t m executado algumas a es voltadas
305. ltor e O ltimo anel da Mandala denominado C rculo do Equil brio Ambiental e destina se prote o do sistema com cercas vivas e quebra ventos como forma de melhorar a produtividade e prover parte da alimenta o animal al m da oferta dos nutrientes necess rios recupera o do solo Figura 02 Esquema de Distribui o do Sistema Mandala Sistema de Irriga o partindo do Reservat rio no Centro do Sistema C rculo de Equil brio Ambiental Prote o do Sistema C rculos da Produtividade Econ mica Excedente para Comercializa o Tanque d gua Centro do Sistema C rculo de Melhoria da Qualidade de Vida Ambiental Subsist ncia da Fam lia E d Sa 9a O projeto Quintal Verde foi implantado h tr s anos na comunidade Quilombola Lagoa da Pedra localizada no munic pio de Arraias TO regi o Sudeste do Estado distanciada 342 km de Palmas capital do Estado 27 A horta comunit ria mobiliza 10 das 38 fam lias existentes na comunidade as quais produzem peixes plantas medicinais oler colas milho arroz feij o e tr s cultivares de banana tudo no sistema org nico A implanta o deste projeto na comunidade surgiu ap s os extencionistas dessa regi o verificarem a defici ncia de hortali as e legumes no h bito alimentar da popula o em consegii ncia da dist ncia da cidade e a dificuldade de compra al m da falta de costume em produzir e consumir tais produtos O sistema
306. m banco de baterias adequadamente conectado ao equipamento e devidamente carregado continua a fornecer a energia necess ria alimenta o das cargas el tricas sem interrup o caracterizando a gera o el trica in loco Nessa situa o deve ser ressaltado que a fonte de GD atua sozinha na alimenta o das cargas apesar de estar conectada fonte convencional b Reserva energ tica para garantir o r pido 120 retorno da opera o normal das cargas el tricas no caso de falha na alimenta o el trica convencional Esse o caso dos tradicionais grupos motores geradores GMGs com motor a combust o interna Geralmente esses equipamentos ficam conectados rede mas fora de opera o Quando ocorre falha na alimenta o el trica convencional o motor a combust o parte imediatamente e ap s um curto tempo de aquecimento passa a alimentar todas as cargas el tricas ou apenas parte delas caracterizando a gera o el trica de emerg ncia in loco Nessa situa o deve ser ressaltado que a fonte de GD atua sozinha na alimenta o das cargas sem conex o a nenhuma outra fonte de energia el trica principal e que a alimenta o el trica das cargas interrompida at que o GMG restabele a a alimenta o No retorno da alimenta o el trica convencional nova transi o ocorre com novo desligamento das cargas c Reserva energ tica para garantir o fornecimento de energia el trica a determinadas cargas nos per odos
307. m considera o as potencialidades locais e fontes de energia dispon veis Segundo Quadros 2010 um grave problema enfrentado pelos agricultores familiares a escassez de fontes energ ticas para fins produtivos principalmente coc o resfriamento aquecimento e ilumina o Na maioria das reas rurais os combust veis mais limpos para coc o querosene GLP e g s natural s o escassos ou inexistem devido falta de infraestrutura de distribui o e comercializa o SANGA 2004 O conjunto destes 36 fatores quando o objetivo produ o energ tica for a o agricultor a suprir sua necessidade utilizando um bem que ele possui de sobra em sua propriedade a lenha Esta mat ria prima ainda a principal fonte de calor utilizada nas cozinhas dos pequenos produtores entretanto al m dos impactos ao meio ambiente a queima de lenha para uso dom stico causa graves problemas de sa de principalmente em mulheres e crian as que ficam expostas diariamente fuma a Visando reverter este quadro a busca por fontes renov veis e alternativas de energia um fator importante por possibilitar atender as demandas de fam lias rurais Nesse sentido o desenvolvimento de alternativas tecnol gicas apropriadas que permitem a utiliza o eficiente da biomassa com vistas gera o de energia uma das possibilidades a ser considerada Segundo Esperancini et al 2007 existem hoje diversas alternativas tecnol gicas de aprov
308. m exemplo de extrator mec nico simples comercializado pela empresa norte americana ALVAN BLANCK com capacidade de produ o de 150 quilos de leo por hora Figura 09 Extrator Mec nico de leos Fonte ALVAN BLANCK 2009 A figura 10 apresenta simplificadamente o resumo do processo de produ o de biodiesel Processor Valve Schematic Vent Outside s lt T lt to Safe Area O Safe Ar Ps 10 Methoxide Reactor 11 etable Figura 10 Planta Simplificada para a Produ o de Biodiesel Fonte HOME MADE BIODIESEL 2009 Valve Description 1 wWaste Oi Stopcock 2 Metnoxide Infeed a n 14 Biodiesel Output 232 O lcool e a base hidr xido de s dio ou de pot ssio reagem no tanque de met xido e posteriormente s o misturados ao leo at o reator onde ocorrer a rea o de transesterifica o propriamente dita A glicerina separada pela v lvula 6 e o biodiesel vai para o tanque de lavagem passando pela v lvula 7 Os res duos s o separados do biodiesel glicerina lcool metais etc pela v lvula 13 e o biodiesel purificado sai finalmente pela v lvula 14 7 4 CONSIDERA ES FINAIS O futuro da tecnologia de obten o de biodiesel incerto Por m tendo por base a redu o de custos n o somente durante o processo mas considerando toda a cadeia produtiva do biodiesel podemos discutir a ocorr ncia de dois cen rios prov veis Estes dois cen rios podem ser pensad
309. m parte peculiaridade da rea o de transesterifica o poder ser realizada em duas etapas para assegurar um rendimento reacional pr ximo a 100 Este o caso do reator de fabrica o h ngara utilizado pela Biotins Energia Ltda que vem gerando bons resultados 233 Outra quest o menos t cnica e mais econ mica que influ ncia nas tecnologias de obten o de biodiesel o tipo de lcool utilizado Na Europa e principalmente EUA n o se fala em rota et lica uma vez que seu alto consumo e paralelamente a sua alta produ o de petr leo inviabiliza o uso de etanol j que se torna mais caro que o metanol De forma singular o Brasil j utiliza a rota et lica em n vel comercial tendo como exemplo a empresa FERTIBOM Ind strias Ltda em Catanduva interior de S o Paulo al m de outras REFER NCIAS ALVAN BLANCK Oil extraction Systems Dispon vel em lt http www alvanblanch co uk Biodiesel htm gt Acesso em Maio de 2010 2009 ARA JO F D A MOURA C V R CHAVES M H Caracteriza o do leo e Biodiesel de Pinh o Manso Jatropha Curcas L II Congresso da Rede Brasileira de Tecnologia de Biodiesel Artigos t cnicos e cient ficos 2007 ARZAMENDI G ARGUI ARENA E CAMPO I ZABALA S GAND A L M Alkaline and alkaline earth metals compounds as catalysts for the methanolysis of sunflower oil Catalysis Today Pamplona 133 135 305 313 jan 2008 BELLAVER C ZANOTTO D L Par metros de
310. m se s liga es el tricas f sicas entre os diversos componentes do sistema incluindo as necess rias entre os m dulos indispens veis para que se tenha a configura o desejada para o sistema em termos de tens o corrente e pot ncia nominais Os diodos de pot ncia s o inclu dos no esquema para a prote o dos m dulos contra correntes reversas Para a estrutura de sustenta o dos m dulos que tem a fun o de agrupar os m dulos e permitir a interliga o deles de modo simples usualmente utilizam se materiais comuns tais como madeira a o galvanizado e alum nio H estruturas de sustenta o que incluem para melhorar a capta o da radia o solar e a energia gerada pelo sistema dispositivos de orienta o segundo o movimento do Sol que permitem movimento do arranjo fotovoltaico em um ou em dois eixos de rota o com acionamento manual ou automatizado No caso de estruturas de sustenta o fixas h a necessidade de se determinar em fun o da localidade da instala o o ngulo de inclina o da superf cie de capta o do arranjo fotovoltaico para otimizar a recep o da radia o solar SEVERINO 2008 O Quadro 03 sugere ngulos timos de inclina o dos m dulos fotovoltaicos com rela o ao solo em fun o da latitude do local da instala o O sistema de armazenamento de energia indicado nesse esquema constitu do de baterias eletroqu micas o tipo mais comum e mais utilizado As baterias s o
311. m somente materiais naturais adquiridos na propriedade podem ser utilizadas na produ o org nica de alimentos agregando valor aos produtos possibilitando a expans o da comercializa o 1 4 4 Resultados do Projeto Quintal Verde O projeto Quintal Verde associado ao Sistema Mandala e suas tecnologias apropriadas beneficiou aproximadamente 11 000 fam lias e 8 000 estudantes de escolas p blicas estaduais e municipais atrav s da implanta o de hortas RURALTINS 2008 importante considerar que grande parte do que se produz nas hortas consumido nos pr prios lares e nas escolas As folhas ra zes legumes s o largamente utilizadas nas merendas escolares O incremento na dieta proporcionando alimenta o adequada fundamental para o processo de aprendizagem e disposi o para as tarefas do dia a dia Os alunos criam o h bito de consumir alimentos saud veis e estimulam os pais a consumirem em casa e o processo acaba atingindo toda a fam lia 35 Al m do que os agricultores gra as utiliza o das tecnologias apropriadas anexas ao projeto conseguem elevar substancialmente a produtividade de suas hortas Este fato permite que o excedente da produ o seja disponibilizado no com rcio da cidade ou nas feiras livres fundamental para o escoamento da produ o e aumento da renda O RURALTINS atrav s do Programa Federal de Aquisi o de Alimentos PAA Compra Direta Local compra produ o dos agricultores fam
312. madores T rmicos com Ciclo de Absor o In 9 Congresso Brasileiro de Engenharia Qu mica Salvador 1992 p 567 57 OLIVERIA JR S de GOFF P L Hybrid Systems Absorption Compression to Upgrade Insustrial Waste Heat In Energy Systems and Ecology Pol nia 1993 v 2 p 651 658 PORNEALA S PORNEALA D Analysis Calculus and Optimization Method for Thermal and Refrigerating Plants In Proc Energy Systems and Ecology Pol nia 1993 p 659 670 SANTANA C 1993 Usina Termel trica de Formoso Manual de Opera o e Manuten o Departamento de Desenvolvimento Energ tico CEMIG Companhia Energ tica de Minas Gerais Belo Horizonte maio SILVEIRA JR V J RIOS J A D Avalia o da Sensibilidade Param trica de Dimensionamento e Opera o de um Sistema de Refrigera o para Resfriamento de L quido In Anais do III Congresso Ibero Americano de Ar Condicionado e Refrigera o e V Congresso Brasileiro de Refrigera o Ventila o e Ar Condicionado 1995 v 2 p 295 30 SILVEIRA J L WALTER A C S LUENGO C A Um Estudo de Caso de Utiliza o de um Co Gerador Compacto para a Produ o Simult nea de Eletricidade e Ar Frio in Anais do VI Congresso Brasileiro de Energia 1993 p 1041 50 SZARGUT J Exergy Analysis of Thermal Chemical and Metallurgical Processes Hemisphere Publishing Corporation 1988 p 152 160 THRELKELD J L Thermal Environment Engineering ed Prentice Hall 1970 p 85 110
313. materiais A segunda fonte de obten o seria por via qu mica tendo como mat ria prima certas fra es do petr leo Obtido atrav s de bioprocessos o etanol seria uma boa op o do ponto de vista ambiental j que por meio da fotoss ntese permitiria o aproveitamento do g s carb nico produzido pela sua combust o No Brasil o solvente mais comum obtido da fermenta o do caldo da cana de a car ao contr rio do que ocorre na quase totalidade dos pa ses industrializados que utilizam etanol pur ssimo obtido por via petroqu mica pela hidrata o do etileno Assim o produto brasileiro possui uma s rie de componentes vol teis subprodutos 231 da fermenta o que lhe d o sabor e aroma e utilizado como bebida conhecida popularmente como cacha a MANO et al 2004 7 3 PRINCIPAIS ETAPAS PARA A PRODU O DE BIODIESEL Ap s a sele o e limpeza dos gr os ou sementes os mesmos ser o submetidos extra o do leo Basicamente existem dois processos utilizados mec nico e por solventes Cada processo ser aplicado de acordo com as particularidades de forma e tamanho dos gr os am ndoas ou sementes sendo escolhido aquele que for mais conveniente O primeiro normalmente possui menor custo em rela o ao segundo No entanto o processo de extra o mec nica apresenta menor rendimento de leo Algumas usinas usam os dois processos conjugados por entenderem ser mais proveitoso Na figura 09 apresenta se u
314. mbust vel a pilha de c lulas e o condicionador de pot ncia apresentados a seguir 10 5 1 Processador de Combust vel Antes de ser introduzido na c lula o combust vel deve passar por um processo de limpeza cuja fun o retirar todas as impurezas como o enxofre a am nia e s vezes o mon xido de carbono que uma vez em contato com os elementos da c lula podem contamin los prejudicando o desempenho da CaC e reduzindo a vida til dela Calor para a carga t rmica 1 Vapor Ar q e Calor para o Pot ncia processamento el trica do combust vel em CA p Pilha de c tutas d jul p combust vel Pilha de c tutas a de c lulas da Combust vel G s rico em Pot ncia hidrog nio el trica em CC gua Figura 16 Esquema Geral de Sistema Base de CaCs Fonte REIS 2003 O processador do combust vel tamb m o respons vel pelo processo em que se realiza a reforma catal tica a vapor que a rea o dos hidrocarbonetos existentes no combust vel com vapor d gua produzindo o hidrog nio livre que participar da rea o eletroquimica no interior da c lula Nas CaCs que operam a temperaturas elevadas MCFCs e SOFCSs o processo de reforma catal tica do combust vel realizado no interior da pr pria c lula eliminando a necessidade de um reformador em separado caracterizando a reforma interna do combust vel E claro que as CaCs que utilizam diretamente o g s H2 ou um g
315. mente estudos desenvolvidos com etanol carburante demonstraram que sua qualidade um aspecto de suma import ncia no seu efeito corrosivo j que ele puro n o ocasiona corros o 8 Em geral a corros o ocasionada pelo etanol combust vel est associada a algumas impurezas presentes e ao uso de determinados aditivos 8 Nos ltimos anos de evolu o do motor de combust o interna um dos fatores que mais t m preocupado pesquisadores fabricantes e governos a emiss o de poluentes para a atmosfera A queima incompleta de combust vel efetuada nos motores de ve culos tem sido um dos maiores respons veis por diversos problemas ambientais e de sa de da popula o global 20 Este problema originou um novo tipo de ind stria 1 que considera dentre outros a redu o do perfil energ tico Esta redu o leva em considera o a produ o de equipamentos mais eficientes 21 como o caso do motor flex fuel que passou por anos de estudo e pesquisa em busca de uma tecnologia realmente eficaz constituindo um passo frente compat vel com a busca de modelos de carros menores eficientes e mais baratos 9 4 2 Rendimento Etanol versus Gasolina O que promove a varia o de rendimento nos motores de combust o interna em autom veis flex fuel quanto ao consumo autonomia desempenho economia dentre outros n o especificadamente o motor e sim sua intera o com as peculiaridades dos pr prios combust veis Tanto o etanol q
316. mente inverso ao processo de gera o de eletricidade nas CaCs 10 5 5 Sistemas M veis e Estacion rios Os sistemas m veis base de CaCs caracterizam se principalmente pela constitui o compacta com as c lulas operando com elevadas densidades de corrente Esses sistemas comumente base de PEMFCS s o utilizados em substitui o aos tradicionais motores de combust o interna com muitas vantagens entre as quais se incluem a elevada efici ncia e a aus ncia de emiss o de gases do efeito estufa J os sistemas estacion rios base de CaCs caracterizam se principalmente pela capacidade de gera o de energia el trica em local pr ximo carga garantindo desse modo vantagens inclu das nas j descritas para a GD no cap tulo anterior Desse modo eles constituem casos particulares de GD podendo ter as seguintes aplica es entre outras a gera o de energia nas depend ncias do consumidor que foi justamente a aplica o que deu visibilidade tecnologia das CaCs tornando a comercialmente dispon vel desde o in cio dos anos 90 do s culo XX com PAFCs de at 200 kW b gera o de energia conectada rede de distribui o constituindo microrrede conforme conceito apresentado no cap tulo anterior c gera o concomitante de energia el trica e calor que pode ser utilizado para produzir eletricidade para a produ o de gua quente ou para o abastecimento de sistemas de condicionamento de ar frio ou qu
317. mente o petr leo e seus derivados O petr leo se destaca pela possibilidade de diversifica o do seu uso por ser de f cil transporte e ainda por estar dispon vel em quantidades poss veis de mant lo no mercado por longos anos Todo o sistema de produ o de energia no s culo XX foi dominado pela utiliza o indiscriminada de combust veis f sseis que representavam ainda no in cio do s culo 80 de toda a energia produzida no mundo 2 No setor de transporte a gasolina se destaca como o principal combust vel sendo largamente demandada por onde a ind stria automobil stica se implantava Atualmente a frota mundial de ve culos corresponde a mais de 1 bilh o de unidades distribu dos entre autom veis furg es caminhonetas peruas caminh es e nibus circulando constantemente por todos os pa ses do planeta 1 sendo dotados de motores de combust o interna consumindo em sua grande maioria derivados de petr leo para seu funcionamento Diariamente mais de 165 mil ve culos s o produzidos e acrescentados a essa frota o que significa mais dois ve culos por segundo 1 Estudos e pesquisas t m sido desenvolvidos de forma intensiva no Brasil e no mundo em busca de combust veis alternativos que sejam renov veis e sustent veis e que possam substituir o petr leo no abastecimento destes ve culos Esses novos combust veis devem ser de fontes de energia renov veis e menos prejudiciais ao meio ambiente quando comparadas
318. mento relativo da biomassa e do g s de gaseifica o estas etapas transcorrem em diferentes regi es do gaseificador ou em todo seu volume de maneira simult nea Existem v rios tipos de gaseificadores funcionando com grandes diferen as de temperatura e ou press o Fig 04 Os mais comuns s o os reatores de leito fixo e de leito fluidizado Os gaseificadores de leito fixo s o simples e s o os mais adequados para pequenas unidades Os mesmos se classificam especialmente em contracorrente Fig 04a e equicorrente Fig 04b segundo as diferentes maneiras com que as etapas de gaseifica o podem se suceder No tipo contracorrente a biomassa geralmente entra por cima enquanto o ar entra por baixo O g s combust vel sai por cima e as cinzas da biomassa utilizada saem por baixo caracterizando o fluxo contracorrente Ao entrar no gaseificador o ar reage com o carv o vegetal formado logo acima e produz g s carb nico e vapor d gua em altas temperaturas Esses produtos s o empurrados para cima e reagem endotermicamente com o carv o para formar CO e H2 Esses gases ainda quentes fornecem o calor necess rio para a pir lise e a secagem da biomassa que est entrando No gaseificador equicorrente a biomassa tamb m entra por cima mas o ar entra num ponto intermedi rio e desce no mesmo sentido da biomassa Depois de passar pelo processo de redu o o ar sobe sem entrar em contato direto com a biomassa que est entrando apenas troca
319. mos anos pouco se tem feito em rela o a esta tecnologia Tem se justificado que sistemas de pequeno porte apresentam baixo rendimento Em geral em termel tricas de pequeno porte o vapor de processo descartado sem nenhuma aplica o do calor residual Em outros casos o vapor condensado e reconduzido caldeira No entanto o calor retirado na condensa o jogado fora Uma proposta para melhorar a efici ncia deste tipo de sistema fazer a cogera o com sistemas de refrigera o por absor o que demandam grande quantidade de calor e tem a vantagem de necessitar menos de 10 da energia el trica dos sistemas a compress o para a mesma capacidade frigor fica 2 3 SISTEMAS DE REFRIGERA O POR ABSOR O As instala es frigor ficas por absor o n o tem tido um papel expressivo na ind stria de refrigera o brasileira Este fato parcialmente explic vel pela maior complexidade do projeto em rela o a uma instala o de compress o A crescente escassez de energia el trica e a disponibilidade de combust veis de baixo custo certamente tornar o este tipo de instala o cada vez mais interessante M HLE 1998 No mercado brasileiro existem sistemas de refrigera o por absor o de pequeno porte que utilizam o par gua am nia tamb m conhecidos como sistemas de absor o de porte dom stico Esta tecnologia foi desenvolvida por Baltzar Von Platen e Carl Gustay Munters que o apresentaram como trabalho de grad
320. mplo emblem tico das dificuldades a enfrentar na implanta o de uma central termel trica a lenha prevista para operar com lenha produzida pelo manejo sustent vel de forma es naturais pode ser dado pelo projeto de Manacupur idealizado para a cidade do mesmo nome localizada em frente cidade de Manaus na margem oposta do Rio Negro Em termos brasileiros talvez este projeto seja aquele que mais adiante avan ou na proposta de utilizar racionalmente a biomassa da floresta amaz nica para gera o de eletricidade em m dia escala e segundo uma tecnologia moderna com turbinas a vapor multiest gio e caldeiras a lenha picada Os equipamentos chegaram a ser licitados contudo a descontinuidade dos recursos cuja disponibilidade dependia de um agora extinto imposto nico sobre energia os elevados custos da ordem de 4 500 EE UU kKW e que envolviam a infra estrutura de manejo e produ o florestal bem como as dificuldades de dados quanto aos impactos e produtividade ambiental foram fatores de desmotiva o e de insucesso para o empreendimento Nesta poca na expectativa de um mercado que efetivamente pouco se expandiu um fabricante de bens de capital e sistemas energ ticos chegou a apresentar uma padroniza o de centrais termel tricas a vapor com unidades de 800 1 500 e 2 400 KW empregando caldeiras aquotubulares e turbinas a vapor multiest gio com um consumo espec fico ao redor de 2 80 kg de lenha 40 de umidade por kWh g
321. mpo e renov vel Neste campo temos a experi ncia adquirida em mais de 30 anos em armazenamento transporte adi o gasolina e comercializa o O cultivo e o beneficiamento da cana s o realizados em grandes e cont nuas extens es e o aproveitamento de seus res duos facilitado pela centraliza o dos processos de produ o O Estado de S o Paulo o maior produtor nacional de cana de a car Entre os demais estados destacam se Paran e Pernambuco A mistura do lcool na gasolina contribuiu ainda para que o Brasil fosse um dos primeiros pa ses a eliminar o chumbo da gasolina J para a produ o do biodiesel as vantagens s o v rias dentre elas estimar um novo mercado para as oleaginosas possibilitando a gera o de novos empregos em regi es carentes do pa s e aumentando o seu valor agregado com a sua transforma o em biodiesel e proporcionar uma perspectiva de redu o da emiss o de poluentes E ainda contribuir para a fabrica o de lubrificantes de boa qualidade aumentando o desempenho do motor O mesmo possui baixo risco de explos o n o libera res duos no motor aceita misturas com o diesel em quaisquer propor es al m de ser utilizado puro nos motores do ciclo diesel sem a necessidade de adapta es e sua armazenagem e distribui o podem ser realizadas utilizando a mesma infra estrutura que a do leo diesel convencional LEIRAS et al 2006 A biomassa oferece tamb m direcionamento adequado p
322. munidade uma prensa manual retirada da umidade da massa de mandioca ralada com capacidade de 1000kg h Figura 17 Casa de Farinha em Opera o Destaque para Prensa e M quina de Ralar Mandioca Um forno secador com misturador el trico com capacidade de 1 300kg dia foi disponibilizado na oficina comunit ria 173 5 7 5 Custo da Gera o e Distribui o kWh Os custos de O amp M Opera o e Manuten o foram compostos pelos custos de reposi o das baterias contribui o para o gestor manuten o dos aerogeradores substitui o dos inversores ap s sua vida til ou avaria e um fundo de reserva de 5 do valor dos custos de O amp M arrecadado para garantir eventualidades n o previstas A tabela 03 mostra esta composi o Tabela 03 Cutos de O amp M EA Previs o Custo unit rio Qde Custo total Custo anos R R anual R Baterias 3 500 32 16000 5 333 33 Aerogeradores 5 150 3 450 90 00 Inversores 10 7000 2 14000 1 400 00 Subtotal I 30450 6 823 33 Contribui o para operador 50 00 600 0 gestor Subtotal II 7 423 33 Fundo de reserva 5 371 17 Total anual 7 794 50 Contribui o mensal por fam lia 10 fam lias 64 95 A tabela 04 mostra a pot ncia e quantidade de energia gerada no sistema Tabela 04 Pot ncia e Energia Gerada e Cada Tipo Mensal Anual e Total Energia E Energia Energia Potencia Pre Opera o Item kW Horas
323. munidades isoladas da Amaz nia 2008 335 f Tese Doutorado em Engenharia El trica Departamento de Engenharia El trica Universidade de Bras lia Bras lia 2008 SHAYANI Rafael Amaral Medi o do rendimento global de um sistema fotovoltaico isolado utilizando m dulos de 32 c lulas 2006 205 f Disserta o Mestrado em Engenharia El trica Departamento de Engenharia El trica Universidade de Bras lia Bras lia 2006 TESTER Jefferson W et al Sustainable energy choosing among options Cambridge MIT Press 2005 TIBA Chigueru FRAIDENRAICH Naum BARBOSA Elielza Moura de Souza Instala o de sistemas fotovoltaicos para resid ncias rurais e bombeamento de gua texto para curso de instalador de sistemas fotovoltaicos 2 ed Recife UFPE 1999 TOLMASQUIM Mauricio Tiommno Coord Gera o de energia el trica no Brasil Rio de Janeiro Interci ncia CENERGIA 2005 TOLMASQUIM Mauricio Tiommno Org Fontes renov veis de energia no Brasil Rio de Janeiro Interci ncia CENERGIA 2003 WALTER Arnaldo Fomento gera o el trica com fontes renov veis de energia no meio rural brasileiro barreiras a es e perpectivas In Encontro de energia no meio rural AGRENER An 3 S 1 2000 Dispon vel em lt www proceedings scielo br scielo php gt Acesso em 2 de Maio de 2007 WIKIPEDIA the free encyclopedia Dispon vel em lt www en wikipedia org gt Acesso em 6 de Abril de 2007 WIKIP DI
324. na Tal caracter stica qu mica promove uma maior viscosidade e densidade ao leo e ao biodiesel n o atendendo portanto s propriedades desejadas do biocombust vel SU AREZ et al 2009 No Norte o dend se afigura como uma op o pois existe mais de 50 milh es de hectares de reas desmatadas grande parte das quais com aptid o para o seu plantio A regi o norte propicia o aproveitamento de esp cies locais entre elas a palma e o baba u permite a recupera o de reas degradadas integra o lavoura pecu ria floresta gera o de energia el trica em reas remotas e de dif cil acesso como o caso da Amaz nia produ o de energia para barcos e embarca es FRAN A 2008 Para as regi es Centro Oeste Sudeste e Sul do Brasil as mat rias primas alternativas s o a soja o girassol o algod o cana de a car e a canola Apresentando caracter sticas 204 favor veis para o seu aproveitamento como maior demanda e concentra o da produ o de lcool melhoria da qualidade do ar das grandes cidades com a redu o das emiss es do diesel aproveitamento local da soja e outras oleaginosas integra o lavoura pecu ria e redu o do frete para o transporte do diesel das regi es litor neas FRAN A 2008 Apesar de todo esse potencial necess rio efetuar uma avalia o da capacidade de produ o de oleaginosas no pa s de acordo com a voca o regional prevendo a expans o de reas das oleag
325. na at mesmo uma turbina Biomassa Pir lise er EL eo FT Diesel Gasolina Metanol Dimethylether Etanol Higher Alcohols Figura 01 Principais processos para utiliza o da biomassa Atrav s do cultivo da biomassa ocorre a absor o do carbono da atmosfera que liberado pela combust o e tamb m na convers o para biocombust veis importante que a sociedade e Governo conscientizem sobre os recursos da biomassa que s o renov veis mas somente se forem explorados na mesma propor o em que crescem e tamb m preservando os nutrientes do solo para que n o se esgotem INTERNATIONAL RENEWABLE ENERGY 2006 Dependendo da tecnologia utilizada para o aproveitamento da biomassa ela pode ser transformada em eletricidade calor e combust veis Na classifica o da biomassa algumas s o dif ceis a exemplo de res duos vegetais na etapa inicial de transforma o em carv o vegetal e at mesmo os leos vegetais que s o produzidos a partir de produtos derivados de rvores dend Existem m todos para a classifica o da energia da biomassa que consideram 190 as rotas tecnol gicas a serem adotadas para sua utiliza o ou seu n vel de desenvolvimento tecnol gico como ocorre com as fontes de biomassas tradicionais e modernas NOGUEIRA e LORA 2003 Na figura 02 as fontes de biomassa s o separadas em tr s principais grupos vegetais n o lenhosos vegetais lenhosos e res duos org nicos que al m
326. na Uni o Europ ia sendo a Alemanha a grande protagonista desse investimento Demais pa ses do mundo 15 EUA 1 Canad 5 Alemanha 46 N Am rica Latina 11 Demais pa ses da Uni o Europ ia 22 Gr fico 01 Contribui o Percentual da Gera o Fotovoltaica na Gera o total em 2002 Fonte IEA 2005 modificada E poss vel que a explica o disso n o se encontre exclusivamente na engenharia por tr s dos grandes investimentos em tecnologia nova promissora e de enorme esfor o em criar e divulgar uma matriz energ tica ecologicamente correta est certamente motiva es ne Segundo MME 2008a o potencial hidrel trico brasileiro estimado em 260 093 MW todavia at o final de 2006 havia apenas 73 434 MW implantados cerca de 28 23 do total e aproximadamente 5 200 MW em constru o 2 do total 278 ambientais mas tamb m grandes interesses econ micos sendo correto presumir que o pa s desenvolvedor da tecnologia dominante para a GD no futuro ter vantagens econ micas importantes A gera o fotovoltaica uma tecnologia altamente modular com aus ncia quase total de emiss o de poluentes e de ru dos durante o funcionamento e baixa exig ncia de manuten o O gerador fotovoltaico usualmente conhecido por arranjo fotovoltaico constitu do por m dulos fotovoltaicos que por sua vez s o constitu dos por c lulas fotovoltaicas respons veis pela convers
327. na membrana polim rica que comp e o eletr lito o desempenho desta CaC depende do estado de umidifica o da membrana a desidrata o da membrana diminui a sua condutividade el trica por outro lado o excesso de gua pode causar o afogamento dela impedindo o fluxo de gases principalmente o do oxig nio no anodo A necessidade de umidifica o da membrana impede a opera o acima da temperatura de 100 C a n o ser que a PEMFC seja pressurizada a mais de 1 atm condi o em que a temperatura de ebuli o da gua mais elevada Nas PEMFCS os eletrodos e o eletr lito s o produzidos em um nico conjunto conhecido como membrane electrode assembly MEA j apresentada na figura 14 em que cada componente o mais fino poss vel para proporcionar o caminho mais curto para os gases e para reduzir a resist ncia hmica da membrana A espessura final deve considerar a resist ncia mec nica do conjunto e a impermeabilidade da membrana aos gases 313 Por serem mais eficientes e n o provocarem o desprendimento de gases poluentes essas c lulas s o aplicadas na ind stria automobil stica em substitui o aos motores de combust o interna e tem se mostrado solu o bastante promissora para aplica es estacion rias como em centrais de co gera o Por m para a dissemina o do uso das PEMFCS ser necess rio reduzir o custo de produ o delas os componentes mais caros s o o eletr lito de membrana polim rica as pla
328. na rede de distribui o pode ter influ ncia significativa no n vel de tens o local e nas perdas do sistema Finalmente os terminais de baixa tens o dos sistemas de distribui o n o s o ainda normalmente conectados a sistemas de supervis o de controle e aquisi o de dados Supervisory Control and Data Aquisicion SCADA A coleta de dados requerida para o controle do sistema de distribui o bem como das unidades de GD ent o dif cil A complexidade dessa coleta para controle do sistema em mercado competitivo aumentada pelo fato de que os PIEs operam suas fontes de GD de acordo com os pre os do mercado que n o necessariamente correspondem s necessidades de controle do sistema em reas de distribui o locais De fato em muitos casos os principais objetivos dos PIEs s o vender energia el trica e cumprir contratos SEVERINO et al 2004 4 5 ASPECTOS DE CONEX O A tecnologia de gera o de eletricidade e a conex o rede para fontes de GD podem ser significativamente diferentes das utilizadas para as tecnologias de gera o centralizada Grandes usinas utilizam geradores s ncronos que por exemplo s o capazes de controlar o fluxo de pot ncia reativa Grandes usinas de GD utilizando por exemplo g s natural tamb m utilizam geradores s ncronos Usinas de GD de porte m dio e principalmente as de pequeno porte fregiientemente utilizam geradores de indu o que s o muito mais baratos que os ger
329. nas redes de transmiss o e de distribui o necess rio que se verifiquem as restri es operacionais Para isso devem ser realizados estudos de opera o em regime permanente e em regime transit rio como o caso das discuss es realizadas por El Khattam e Salama 2004 e por Severino et al 2004 Todavia o aprofundamento deste tema n o ser feito aqui pois foge do escopo deste trabalho comum a id ia de que uma gera o apenas classificada como GD se for propriedade de um PIE ou de um consumidor conforme pode ser verificado nas defini es exemplo 7 10 e 11 claro que se a GD representa a quebra de um paradigma ela incorpora a id ia de que os tradicionais propriet rios de usinas geradoras ser o substitu dos por outros tipos de 143 propriet rios que incluem o PIE o autoprodutor e o cogerador definido aqui como aquele que opera a co gera o A experi ncia internacional mostra que assim como em outros aspectos as realidades variam muito de um local para outro Na Su cia por exemplo est o envolvidos na GD tanto PIEs quanto geradores tradicionais ACKERMANN ANDERSSON e S DER 20014 Em muitos outros pa ses entretanto as grandes companhias de gera o est o muitas vezes bastante inflex veis quanto ao desenvolvimento de pequenos sistemas de GD Ademais h forte evid ncia de que projetos desenvolvidos por companhias locais e parcialmente financiados com envolvimento regional
330. ndo assim neste trabalho toda instala o remota isolada mas nem toda instala o isolada remota 123 higiene sa de e alimenta o Com comunica o por exemplo a popula o local tem informa es externas mais rapidamente e pode solicitar aux lio externo tempestivamente em casos emergenciais como os de doen a ou de acidentes naturais Com refrigera o obtida por meio do emprego de geladeiras e congeladores h a possibilidade relevante de armazenamento de medicamentos e de alimentos por tempos mais longos fatores essenciais de preserva o da sa de das pessoas Com aquecimento el trico neste caso resultado da utiliza o de forno de microondas e de pequenas cargas resistivas poss vel por exemplo o descongelamento r pido de alimentos em ocasi es em que n o h como produzir fogo pela combust o de lenha ou de g s liquefeito de petr leo GLP Considerando se pot ncias um pouco maiores que a consumida por um aparelho de microondas poss vel a utiliza o da energia el trica para aquecimento ambiental interno em locais muito frios como sistema de aquecimento reserva ao tradicional a lenha ou a g s Por sua vez a utiliza o de pequenos motores permite melhor gerenciamento de gua por meio do acionamento de bombas d gua fato que favorece muito a salubridade no local A energia envolvida com essa utiliza o caracteriza um prop sito de m dio impacto III Alimenta o das cargas el tricas cita
331. ndo ou contribuindo de forma minorit ria para a correspondente matriz de gera o de energia el trica A defini o de fontes renov veis de energia apresentada traz a id ia de processo de gera o de energia el trica que n o queima combust vel f ssil e assim n o causa grande dano ambiental De fato o combust vel f ssil considerado recurso n o renov vel e a queima dele causa dano ambiental N o obstante o aspecto relevante aqui n o o grau poluidor que tem a fonte mas sim a fonte prim ria de energia aquela cuja energia na forma n o el trica convertida para a forma el trica pois h fontes renov veis que causam grandes e nocivos impactos ambientais Caso a fonte prim ria de energia seja renov vel a gera o de energia el trica a ela associada denominada renov vel Segundo a IEA recursos de energia renov vel s o definidos como recursos que geralmente n o est o sujeitos ao esgotamento tais como o calor e a luz solares a for a do vento a 135 biomassa a queda d gua a energia dos oceanos e o aquecimento TEA 1997 Conforme citado em Ackermann Andersson e S der 2001a a energia que chega a Terra aproximadamente 1 000 vezes maior que a energia consumida na queima de combust vel f ssil no mesmo intervalo de tempo Com isso correto descrever os recursos renov veis como abundantes apesar de a distribui o dos recursos energ ticos pelas diversas regi es do planeta ser b
332. ndos da rede da concession ria Esses recursos reduzem os impactos negativos que a GDFV causa na rede el trica da distribuidora 3 4 IMPACTOS DA GD NA REDE DE DISTRIBUI O A interliga o de uma grande quantidade de GD diretamente no sistema de distribui o notadamente na baixa tens o pode causar diversos impactos na rede da concession ria Existem tanto aspectos vantajosos quanto desfavor veis A GDFV utilizada como exemplo mas as considera es apresentadas s o aplic veis a outras formas de GD que se conectam a rede atrav s de conversores 90 3 4 1 Distor o Harm nica Como a GDFV interligada rede el trica atrav s de conversores existe a preocupa o de que componentes harm nicas possam ser injetadas no sistema de distribui o em grande quantidade prejudicando a qualidade da energia el trica 3 4 1 1 Limite de Distor o Harm nica de Corrente Existem diversas normas internacionais que regem a quantidade de harm nicas que um conversor de GD pode injetar na rede tais como a IEEE Std 929 2000 e a IEEE Std 1547 2003 Ambas prescrevem que o limite de inje o harm nica de corrente deve atender ao prescrito pela norma IEEE Std 519 1992 IEEE Recommended Practices and Requirements for Harmonic Control in Electrical Power Systems a qual imp e os limites apresentados na Tabela 01 9 Tabela 01 Limite de Distor o Harm nica de Corrente para Conversor de 6 pulsos em Porcentagem da Corrente
333. nerg ticas estar ciclando CO e liberando para a atmosfera o oxig nio O2 reduzindo desta forma o efeito estufa De acordo com BRASIL 1996 apud SOARES et al 2006 como vantagens econ micas dessas florestas podem ser citados que nos pa ses em desenvolvimento elas ainda s o o combust vel mais barato tanto por tonelada quanto por unidade de calor n o necessita de m o de obra qualificada gerando emprego e fixando o homem no campo seu armazenamento poss vel em espa o aberto apesar do poder calor fico diminuir com o tempo e apresenta baixo teor de cinza e enxofre Por outro lado a lenha necessita de planejamento para sua utiliza o devido ao controle das reas florestais por institui es ambientais exige grande contingente de m o de obra elevando os custos nos pa ses onde os sal rios s o altos e apresenta poder calor fico inferior ao dos combust veis f sseis Evidencia se assim a import ncia da biomassa florestal como insumo energ tico seja na dimens o temporal ou seja na dimens o espacial O Brasil se destaca por ser um dos grandes produtores de etanol que obtido da cana de a car biomassa a ucarada apesar de existirem outras rotas tecnol gicas para produ o do etanol como a biomassa amil cea mandioca batata e a biomassa celul sica que ambas est o em fase experimental Tendo em vista que nos Estados Unidos maior produtor de etanol a sua rota tecnol gica atrav s da biom
334. ng Distributed Resources with Electric Power Systems 2 e IEEE Std 929 2000 IEEE Recommended Practice for Utility Interface of Photovoltaic PV Systems 3 elaboradas pelo The Institute of Electrical and Electronics Engineers Os Procedimentos de Distribui o s o documentos elaborados pela Ag ncia Nacional de Energia El trica ANEEL que normatizam e padronizam as atividades t cnicas relacionadas ao funcionamento e desempenho das redes de distribui o de energia el trica Esse documento prev a exist ncia de centros de despacho de gera o distribu da com as seguintes fun es 4 e Limitar a pot ncia a ser injetada pela GD na rede de distribui o e Controlar a tens o e a pot ncia reativa e Desconectar as centrais geradoras quando necess rio e Coordenar os procedimentos de entrada e sa da de servi o e e Definir previs es de produ o de energia Embora um avan o significativo j tenha sido alcan ado no que tange a alguns aspectos relativos inser o de GD em redes de distribui o as normas e diretrizes aprovadas ainda s o pequenas diante da enorme mudan a que a GD provocar nos sistemas el tricos Al m disso h que se considerar que muitos efeitos da intera o entre a GD e o sistema de 85 distribui o n o foram completamente estudados e compreendidos Somente o interc mbio internacional de experi ncias pode garantir a constru o das normas t cnicas adequadas que sinalizar
335. nha de distribui o convencional at estas comunidades 5 8 4 Replicabilidade do Modelo de Gera o Este projeto totalmente replic vel desde que atenda algumas caracter sticas fundamentais e Comunidade deve ser organizada e devidamente instru da e Incid ncia de vento com velocidade m nima de 6m s e fregii ncia necess ria Neste caso como quase 42 da energia gerada vem dos aerogeradores a disponibilidade de vento fator crucial para o fornecimento da energia de projeto e Houver recursos para a produ o local Em geral todas as regi es do Brasil disp em de recursos diversos para a produ o Uma das perguntas que comumente se fazem ao se falar do cerrado tocantinense o que se produz l S tem areia No entanto este trabalho mostrou que poss vel tornar esta regi o produtiva Levantar as disponibilidades seja para atividade extrativista seja para plantio ou pecu ria fator primordial para viabilidade deste tipo de sistema Deve se considerar no entanto que devido fragilidade do eco sistema somente se recomenda culturas familiares e Houver incid ncia de energia solar necess ria por pelo menos 4h dia Como 58 da energia gerada v m dos pain is solares regi es onde a incid ncia de sol seja inferior s 4h a quantidade de energia que se pretende fornecer poder ser comprometida havendo a necessidade de se redimensionar o sistema seja aumentando a quantidade de pain is solares seja a
336. niformidade da granulometria da farinha 5 7 IMPLANTA O DO SISTEMA DE GERA O H BRIDO 5 7 1 Evolu o da Instala o O sistema entrou em opera o a plena carga em julho de 2006 As figuras a seguir mostram a evolu o do mesmo Para que o processo fosse desencadeado alguns passos foram necess rios Inicialmente a comunidade deveria demonstrar interesse no projeto para dar prosseguimento instala o Uma reuni o foi marcada com toda a comunidade onde compareceu a maioria dos moradores da comunidade 5 7 2 Primeira Reuni o com a Comunidade Levantamento Georeferenciado da Comunidade Para apresentar a proposta do projeto foi agendada uma reuni o com a comunidade onde compareceram todas as fam lias interessadas A figura 07 mostra a primeira reuni o realizada com a comunidade 168 Figura 07 Primeira Reuni o com a Comunidade para Apresenta o da Proposta do Projeto Nesta mesma data foi feito o levantamento georeferenciado das casas mais pr ximas da oficina comunit ria j instalada pela comunidade onde se pretendia disponibilizar energia el trica A figura 08 mostra o levantamento da distribui o das casas na comunidade apresentada na figura 03 a i LA Ra Figura 08 Locais na Comunidade que foram Georeferenciados indicando as Casas e demais Propriedades 5 7 3 Instala o do Sistema de Gera o de Energia El trica H brido Os pain is solares Fig 09 foram instalados ao lado da oficina com
337. nio conta com mais de 25 de participa o na constitui o da crosta do planeta e cem vezes menos t xico que qualquer um dos outros elementos de interesse SHAH apud R THER 2004 O c Si a tecnologia fotovoltaica mais tradicional e das mencionadas anteriormente a nica que utiliza l minas cristalinas relativamente espessas com di metro de aproximadamente 10 cm e espessura que varia de 300 um a 400 um Isso representa uma limita o em termos de redu o de custos de produ o As demais tecnologias baseiam se em pel culas delgadas filmes finos com espessura da ordem de 1 um de material semicondutor segundo Riither 2004 nesse aspecto que reside o grande potencial de redu o de custos que estas tecnologias det m Filmes finos para aplica es fotovoltaicas principalmente no entorno constru do est o sendo desenvolvidos por apresentarem baixos custos de produ o decorrentes das pequenas quantidades de material necess rias das pequenas quantidades de energia envolvidas em sua produ o o que diminui o tempo de payback de energia e do elevado grau de automa o dos processos de produ o que exige grande precis o e prop cia grande capacidade de produ o RUTHER e LIVINGSTONE 1993 Pelo fato de que a radia o solar incidente na superf cie terrestre cont m pouca densidade energ tica como j mencionado correspondente a cerca de 1 kW m em um dia ensoralado de c u sem nuvens
338. no processo decis rio relativo a novos investimentos p blicos e ou privados na regi o 4 3 OUTROS CONCEITOS 4 3 1 Recursos Distribu dos Recursos distribu dos s o recursos existentes no lado da fonte de energia e no lado da demanda de energia que podem ser efetivamente utilizados por todo um sistema el trico de distribui o que distinto do sistema de transmiss o para suprir as necessidades de energia e de confiabilidade dos consumidores servidos por esse sistema Recursos distribu dos podem assim ser instalados tanto no lado do consumidor quanto no lado do sistema MOSKOVITZ apud ACKERMANN ANDERSSON e S DER 2001a 149 Os recursos distribu dos consistem em dois aspectos a GD localizada no sistema de distribui o ou no lado do consumidor e b recursos no lado da demanda tais como um sistema de gerenciamento de carga para deslocar consumo de eletricidade do hor rio de pico para hor rios fora do pico e op es de efici ncia energ tica para por exemplo reduzir o pico de demanda para aumentar a efici ncia das edifica es ou de acionamentos industriais ou para reduzir a demanda geral por eletricidade Um importante aspecto do conceito de recursos distribu dos que os recursos do lado da demanda n o t m base apenas em gera o local no sistema el trico no lado do consumidor mas tamb m como modo de reduzir a demanda consumidora Isso influenciar o suprimento de eletricidade a partir da rede d
339. no que tange ao impacto ambiental bastando para isso a defini o adequada e objetiva dos graus baixo m dio e alto nela apresentados 141 GD Classifica o quanto ao impacto ambiental CO e CO equivalente de SO NOx co metano Figura 07 Classifica o de GD quanto ao Impacto Ambiental g O modo de opera o Aspecto referido apenas nas defini es exemplo 20 e 21 H a vis o disseminada de que a GD relativamente desobstru da pelas regras de opera o dos sistemas centralizados sendo um recurso de gera o de energia que n o associado s complexidades das opera es do sistema de gera o convencional tais como o planejamento do despacho pool pricing e o despacho em si SHARMA e BARTELS apud ACKERMANN ANDERSSON e S DER 2001a Contudo Ackermann Andersson e S der 2001a defendem que para a defini o de GD o modo de opera o n o relevante opini o compartilhada por El Khattam e Salama 2004 e utilizada neste trabalho Essa defesa tem como principal argumento o fato de que as regras de opera o de sistemas el tricos variam muito entre pa ses entre regi es de um mesmo pa s e at mesmo entre pocas diferentes do ano na mesma regi o de um pa s Como exemplo disso pode se retomar o caso das regulamenta es inglesas e galesas uma unidade geradora com capacidade superior a 100 MW conectada ao sistema de distribui o seria tratada pelas regras de mercado como uma unidade
340. nteresse atualmente apenas te rico pois n o existe ainda benef cio financeiro regulamentado para estimular seu uso 12 3 4 2 Aumento de Tens o Quando a pot ncia produzida pela GD superior carga local existe um excedente de pot ncia que injetado na rede de distribui o Tal situa o provoca a circula o de corrente no alimentador em sentido reverso ao usualmente encontrado nos alimentadores das redes de distribui o pois passa a fluir da carga para a subesta o Como a tens o na subesta o essencialmente constante devido atua o de reguladores a corrente no alimentador gera uma diferen a de potencial que eleva a tens o na barra de carga Tem se ent o um aumento da tens o aqui considerado como um fen meno oposto queda de tens o 10 Isso pode facilmente ocorrer durante as f rias de ver o Se v rias casas possuem GDFV instalada para suprir a demanda dos aparelhos de ar condicionado e muitos desses moradores viajam de f rias o consumo ser reduzido mas a GDFV continuar gerando causando a eleva o da tens o ao injetar sua pot ncia excedente na rede el trica 3 4 2 1 Efeito da Imped ncia do Alimentador no Aumento de Tens o O aumento de tens o apresenta comportamento diferenciado caso a GD injete pot ncia ativa ou reativa na rede de distribui o Considere o sistema formado por 2 barras unidas por um alimentador A barra 1 a refer ncia do sistema e a barra 2 a barr
341. ntes da instala o de gera o distribu da em redes de distribui o e ao mesmo tempo sugerindo pesquisas mais abrangentes para a verifica o de seus impactos a montante e a jusante do sistema el trico e suas decorr ncias Severino Camargo e Oliveira discutem em seu artigo Gera o distribu da Discuss o conceitual e nova defini o o repensar dessa modalidade de distribui o Isso porque os sistemas el tricos convencionais n o conseguem garantir o suprimento sustent vel de energia el trica com a abrang ncia e a qualidade exigidas pela sociedade do s culo XXT Para tal abrem a discuss o sobre o assunto reconhecendo essa necessidade Voltando a tocar na VERT a ai doa quest o da interdisciplinaridade esses autores apresentam o que denominam de prop sitos o primeiro t cnico de engenharia e o segundo econ mico Ambos correlacionados na quest o discutida Na continua o dos artigos Zukowski Jr em Gera o de energia em comunidades isoladas O caso da comunidade Boa Esperan a refor a a necessidade de expans o e perman ncia ainda que n o os explicite diretamente de programas de eletrifica o rural ou mais apropriadamente de comunidades distanciadas desse recurso Trata se de um estudo de caso espec fico de uma comunidade encravada no Estado de Tocantins O sexto artigo nos leva a uma forma moderna de gera o de energia com amplos reflexos na economia brasil
342. nteudo php id 151 gt Acesso em 17 de Mar o de 2010 S TIO DAS CACHOEIRAS Educa o e Agricultura desde 1985 Dispon vel em lt http www sitioduascachoeiras com br agricultura vegetal composto html gt Acesso em 27 de Mar o de 2010 TRANI P E et al Superfosfato simples com esterco animal um bom fertilizante organomineral 2008 Dispon vel em lt http www iac sp gov br Tecnologias Superfosfato Superfosfato htm gt Acesso em 11 de Abril de 2010 VARGAS M Para uma Filosofia da Tecnologia Editora Alfa Omega S o Paulo 1994 47 CAPITULO II UTILIZA O DE BIOMASSA PARA GERA O DE ENERGIA EL TRICA EM PROPRIEDADES AGRICOLAS 48 UTILIZA O DE BIOMASSA PARA GERA O DE ENERGIA EL TRICA EM PROPRIEDADES AGRICOLAS Joel Carlos Zukowski J nior RESUMO O mundo caminha gradativamente para uma crise ambiental extrema tanto do aspecto do clima como da explora o e uso dos recursos energ ticos Desde algum tempo tem se buscado solu es vi veis tecnicamente e economicamente para estes problemas Dentre as possibilidades destacam se as chamadas fontes renov veis de baixo impacto ambiental tais como aproveitamento da energia solar para gera o de energia el trica e calor aproveitamento da energia e lica para gera o de energia el trica e energia mec nica esta milenar e o aproveitamento da energia da biomassa para gera o de energia el trica seja atrav s da queima direta seja por gase
343. nto da localidade Bem como propiciar meios para o desenvolvimento sustent vel A tabela 02 mostra algumas 161 necessidades mais urgentes apresentadas pelos moradores da regi o onde a maioria n o pode ser satisfeitas sem a disponibiliza o de energia el trica Tabela 02 Problemas e Necessidades da Regi o de Boa Esperan a Necessidades Necessita energia el trica Cria o de porco Ilumina o Plantar mandioca Conserva o do produto Cria o de galinha Ilumina o para avi rio Fruticultura Armazenamento e conserva o do produto in natura e processamento e conserva o de compotas etc M quina de arroz Funcionamento da m quina M quina para ralar mandioca Funcionamento da m quina Armazenamento e conserva o do produto in natura e processamento Plantar banana pi e conserva o de compotas doces etc Adubo Horta Sistema de bombeamento de gua gua para irriga o Sistema de bombeamento de gua Arame para cerca Produ o de ra o para gado Opera o do moinho e misturador Plantar cana Melhorar o engenho de Cana Processamento obten o do caldo de cana Fonte PROBIO 2002 Adaptado Da tabela 02 verifica se que a instala o de uma central de gera o de eletricidade para esta localidade pode propiciar um aumento na produtividade melhoria na qualidade de vida atrav s do aumento das fontes de r
344. nvers o Direta de Energia com CaCs e a Tecnologia Convencional de Convers o Indireta Fonte REIS 2003 302 Existem pelo menos seis tecnologias principais diferentes que permitem s CaCs combinarem combust vel e oxidante Mas todas elas t m base no mesmo princ pio de funcionamento de um lado da c lula entra o combust vel do outro entra o oxidante no meio entre os eletrodos existem o eletr lito e o catalisador que s o os respons veis pelas rea es eletroqu micas De acordo com a tecnologia utilizada as CaCs podem variar de tamanho temperatura de opera o combust vel eletr lito e aplica es sendo que o nome de cada tecnologia est geralmente vinculado ao tipo de eletr lito ou de combust vel utilizado O tipo de eletr lito normalmente determina a temperatura de opera o da CaC e cada tipo de tecnologia requer materiais e combust vel particulares possui vantagens e desvantagens al m de ter aplica o direcionada 10 3 2 Componentes B sicos e Princ pio de Funcionamento Conforme j informado as CaCs s o dispositivos eletroqu micos que convertem diretamente a energia qu mica do combust vel em eletricidade por meio de rea es de oxida o e redu o ou seja sem que haja combust o Basicamente cada unidade individual de CaC aqui denominada c lula unit ria formada por dois eletrodos porosos anodo e catodo e um eletr lito entre eles O combust vel fornecido continuamente ao la
345. o novamente fechando se o ciclo do carbono Como visto este sistema gerando 30KW muito pequeno e n o se apresentou vi vel com acr scimo m ximo de 10 no investimento inicial pode se aumentar a pot ncia gerada Considerando o custo inicial do briquete o valor m nimo que torna o sistema vi vel economicamente VPL 0 00 al m de melhorar a efici ncia termodin mica 73 23kW de 70 pot ncia gerada O valor da TIR obviamente 18 e o Pay Back de 5 35 anos Portanto instalando se um sistema com capacidade para gerar 75KW valor e equipamento dispon vel no mercado ter se um sistema economicamente vi vel 2 8 CONSIDERA ES FINAIS Dos resultados apresentados conclui se que a tecnologia em si interessante sob o ponto de vista de levar energia el trica onde a rede de distribui o convencional n o pode chegar ou o custo de instala o seja proibitivo As termel tricas de pequeno porte s o uma alternativa para gera o de energia em localidades onde houver biomassa dispon vel seja no aspecto da gera o para pequenas localidades seja do ponto de vista ambiental pois prop cia o uso da biomassa que normalmente acarretaria em grande impacto ambiental Verificou se tamb m que termel tricas de pequena capacidade apesar de tecnicamente vi veis seja com locom vel seja com microturbinas n o se apresentam t o atrativas como as de grande porte em rela o s efici ncias de primeira e segunda le
346. o sintetizada na figura 04 GD Classifica o quanto rea de entrega da energia gerada Sistema de transmiss o Sistema de distribui o Conectado s rede Isolado s Figura 04 Classifica o de GD quanto rea de Entrega da Energia Gerada e A tecnologia Aspecto referido apenas nas defini es exemplo 6 7 11 12 14 Conforme mostrado nas defini es exemplo a express o GD utilizada em combina o com certas categorias de tecnologia de gera o como por exemplo pain is fotovoltaicos aerogeradores e co gera o Na literatura encontram se outros exemplos como tecnologia de energia renov vel e fontes alternativas fato que existem diversas tecnologias dispon veis atualmente para a GD diferentes entre si conforme pode ser visto no quadro 02 Por m a descri o t cnica detalhada e a an lise do estado da arte para cada uma das dessas tecnologias n o est o no escopo deste trabalho Aqui apenas ser o discutidos tr s aspectos dessas tecnologias considerados importantes para classific las No quadro 02 as siglas vinculadas a c lulas a combust vel designam tecnologias diferentes desse equipamento descritas em Severino 2008 Primeiramente na literatura especializada da rea observado que muitas vezes os conceitos de GD de fontes renov veis de energia e de fontes alternativas de energia s o confundidos e s vezes at mesmo tidos por sin nimos conforme identif
347. o a distribuidora poderia trat la como se fosse uma segunda entrada de energia e dispensar tratamento semelhante energia proveniente do sistema de transmiss o Por m se a gera o distribu da composta por milhares de pain is fotovoltaicos e pequenos geradores e licos espalhados por toda a cidade deve se analisar os impactos que isso causa na rede de distribui o visto que o sistema el trico n o foi originalmente projetado para tal situa o Quando a energia prov m de apenas uma fonte nesse caso da gera o centralizada oriunda do sistema de transmiss o o fluxo de pot ncia em um alimentador radial t pico de distribui o sempre unidirecional da fonte em dire o s cargas Fig 03 Pode se facilmente modelar o comportamento do sistema o trecho 1 2 possui a maior quantidade de pot ncia pois respons vel pela alimenta o das seis cargas representadas na figura No trecho 2 3 o fluxo de pot ncia reduzido quando comparado ao trecho anterior pois apenas quatro cargas precisam ser alimentadas a partir desse ponto E no trecho final 3 4 apenas a pot ncia necess ria para alimentar as duas ltimas cargas flui pelo alimentador Esse fluxo unidirecional de pot ncia 82 permite dimensionar com facilidade os transformadores de distribui o e a se o dos condutores dos alimentadores Distribuidora de energia 1 i Figura 03 Fluxo de Pot ncia em um Alimentador Radial de Quando
348. o calor a ser utilizado gerado pelas perdas t rmicas da produ o de energia el trica A tecnologia de produ o combinada de calor e energia j largamente utilizada com turbinas a g s de ciclo combinado motores de combust o interna turbinas de combust o gaseifica o de biomassa e c lulas a combust vel 17 O motor stirling um motor especial de combust o externa que opera com base em diferen as de temperaturas existentes em duas partes diferentes dele 137 Conforme mencionado anteriormente ser o feitas duas classifica es neste t pico quanto fonte prim ria de energia e quanto tecnologia empregada para a gera o el trica A figura 05 a seguir sintetiza a proposta de classifica o de GD quanto fonte prim ria de energia feita aqui GD Classifica o quanto fonte prim ria de energia Quanto tradi o Quanto ao esgotamento Fonte tradicional Fonte n o renov vel Figura 05 Classifica o de GD quanto Fonte Prim ria de Energia Com base no aqui exposto as fontes renov veis de energia incluem aquelas em que a reposi o dos recursos consumidos para a gera o de energia el trica d se pela a o da pr pria natureza como no caso das guas dos rios das mar s do sol e do vento e aquelas em que a reposi o dos recursos consumidos depende da a o humana na forma de manejo adequado como no caso da biomassa originada por exemplo de cana de a ca
349. o conectada rede el trica existente b Suporte energ tico ao sistema el trico para prover parte da energia requerida pelas cargas e para melhorar o desempenho do sistema Nesse caso a fonte de GD atua todo o tempo ou grande parte dele conectada ao sistema el trico existente dando lhe suporte para a melhoria do desempenho em aspectos como a qualidade do perfil de tens o as perdas de energia e a qualidade da energia Como se pode concluir al m de poder ser de car ter exclusivamente t cnico caso vise apenas quest o t cnica essa utiliza o pode ser de car ter exclusivamente econ mico caso vise ao ajuste de algum par metro de desempenho t cnico com a finalidade de melhorar algum ndice econ mico 3 Prop sito ambiental T m esse prop sito aquelas utiliza es que se justificam integralmente por motivos ambientais como o caso por exemplo da substitui o de gera o poluente de energia el trica com o objetivo de reduzir ou eliminar a polui o ambiental Considerando que esse prop sito pode possuir graus prop e se aqui que o prop sito ambiental seja classificado em prop sito de baixo impacto m dio impacto e alto impacto 4 Prop sito social T m esse prop sito aquelas utiliza es que se justificam integralmente por motivos sociais como o caso por exemplo da alimenta o de cargas el tricas para as quais n o h a possibilidade de alimenta o por meio de outra fonte de energia el
350. o da GD no Perfil de Tens o do Alimentador 97 As normas internacionais prescrevem que a GD deve ser desconectada caso a rede de distribui o apresente condi es anormais de opera o Caso isso ocorra a GD s deve ser reconectada ap s a tens o em regime permanente e a frequ ncia da rede permanecerem dentro de valores aceit veis por pelo menos 5 minutos 2 3 Entretanto mesmo que o alimentador seja rapidamente restaurado e g atrav s de um religador autom tico ainda permanecer por cerca de 5 minutos sem a GD Durante esse intervalo a tens o pode ser reduzida para valores cr ticos at que os dispositivos de regula o sejam acionados Nessas condi es quando a GD for novamente conectada a tens o pode atingir valores elevados at que os dispositivos de regula o sejam mais uma vez acionados Isso faz com que a unidade consumidora seja alimentada inicialmente com tens o baixa logo ap s a elimina o da situa o anormal e depois com tens o elevada com a reconex o da GD prejudicando assim a qualidade da tens o em regime permanente 11 Essa desconex o s bita pode ocorrer por exemplo devido a um afundamento de tens o no sistema de transmiss o o qual pode afetar toda a GD conectada no sistema de distribui o 10 Para evitar essa situa o necess rio que a GD mantenha se conectada durante os afundamentos de tens o ao inv s de ser imediatamente desconectada conforme prescrito pelas normas
351. o da radia o solar em eletricidade na forma de corrente cont nua CC conforme pode ser visto na Figura 03 EITE ETT TTI Poan BVS BUSH jaspy voun DUVD IBV VOVA OBON VVOL UBE inou unos ALINEE POLN IDPA ADAN POLO VOLL LALLI 1OY pVuN nun Uns ovv SUS vonr vao voan VVU IVVU SUNS VUVU VUUU non eave aunn LALALA ELL AU nes pousa tous vos UI o ao UUVE VUED LUND CONU S0AD ili a Booo vovo povo vovo voce m EL vvs vone vunv vonu VoNv CESA TI save vann vovo janna onna i C lula M dulo Arranjo Figura 03 Modularidade dos Sistemas Fotovoltaicos C lula M dulo e Arranjo Em um mesmo m dulo as c lulas s o conectadas eletricamente em s rie e a quantidade de m dulos conectados em s rie determinar a tens o de opera o do arranjo fotovoltaico em CC A corrente do arranjo definida pela conex o em paralelo de m dulos individuais ou de strings conjuntos de m dulos conectados em s rie A pot ncia instalada do arranjo usualmente especificada em CC dada pela soma das pot ncias nominais individuais dos m dulos Por causa da baixa densidade energ tica envolvida com essa tecnologia ela adapta se melhor GD que gera o centralizada fato que evidencia um timo espa o a ser ocupado por ela principalmente em localidades com altos ndices de insola o 279 Nos ltimos vinte anos a gera o fotovoltaica atingiu o est gio comercial sendo utilizada tanto em rea
352. o de um campo el trico O material das c lulas fotovoltaicas preparado de forma a possuir um campo el trico permanente que gerado por meio da adequada dopagem do material semicondutor SHAYANI 2006 Quando tomos com cinco el trons de liga o na ltima camada de val ncia como por exemplo o f sforo s o adicionados ao sil cio que possui apenas quatro el trons nessa situa o a estrutura cristalina constitu da da seguinte forma quatro el trons do f sforo unem se a quatro tomos de sil cio vizinhos enquanto o quinto el tron do f sforo n o realiza nenhuma liga o permanecendo ligado ao seu tomo de origem por meio de uma liga o bastante fraca de pouca energia Se este el tron receber pouca energia t rmica dispon vel mesmo temperatura ambiente a liga o dele com o n cleo quebrada e ele liberado e direcionado para a banda de condu o Nesse caso o f sforo um material dopante doador de el trons denominado dopante n essa dopagem denominada dopagem do tipo n Em outra configura o se forem adicionados ao sil cio tomos com apenas tr s el trons na ltima camada de val ncia como por exemplo o boro uma das liga es com os quatro 283 tomos de sil cio vizinhos n o ser realizada restando uma lacuna De modo an logo ao caso anterior com pouca energia t rmica um el tron vizinho pode passar a esta posi o criando no local de sua sa da uma nova lacuna
353. o entanto o conceito de isolamento deve ser encarado n o somente como isolamento f sico por falta de acesso por estradas pavimentadas ou por pistas convencionais de pouso 1 Professor do Mestrado em Agroenergia e Curso Engenharia Ambiental UFT E mail zukowski Quft edu br 159 Pode se definir isolamento como a falta de acesso possibilidade de crescimento econ mico social e pol tico al m de acesso f sico a outras localidades Pode se acrescentar ainda inacessibilidade a educa o formal Sob este ponto de vista o Brasil tem muitas localidades isoladas principalmente claro na regi o norte do pa s Um dos crit rios para avaliar o grau de isolamento a disponibilidade de energia el trica fator alavancador do desenvolvimento nos v rios aspectos citados porque tr s possibilidades diversas desde acesso ao conhecimento TV internet etc at melhorias nos processos produtivos Segundo Rossi 2007 na maioria dos pa ses as propriedades rurais e comunidades isoladas n o s o servidas pela rede de distribui o de energia el trica O Brasil tem como meta levar energia el trica s comunidades isoladas e quilombolas como forma de promover o desenvolvimento e a inclus o social atrav s do PROGRAMA NACIONAL DE UNIVERSALIZA O DO ACESSO E USO DA ENERGIA EL TRICA LUZ PARA TODOS MME 2004 Para tanto v rias tecnologias est o sendo testadas Para que este programa tenha sucesso as comunidades precisam
354. o gera o apesar de na literatura isso acontecer pois de simples entendimento Na realidade as pot ncias ativa e reativa t m naturezas bem distintas aquela convertida de uma forma n o el trica na forma el trica e vice versa esta existe somente na forma el trica inerente ao funcionamento de sistemas el tricos de CA e n o gerada nem consumida apenas flui entre o gerador e o consumidor de energia ativa Logo geradores el tricos indutores e capacitores n o geram nem consomem energia reativa eles apenas permitem cada um a seu modo o interc mbio dessa energia com a carga que dela necessita para funcionar 119 Para viabilizar essa classifica o pertinente o uso da analogia deste caso com o de um transformador de dois enrolamentos Esse equipamento muito conhecido possui dois enrolamentos o prim rio respons vel por receber a energia el trica da fonte de alimenta o e transferi la ao outro enrolamento e o secund rio respons vel por receber a energia transferida pelo prim rio e fornec la carga el trica a ele conectada Como se pode concluir trata se de um par de enrolamentos operando em conjunto cada qual com fun o definida de forma que nenhum mais importante que o outro s o apenas as duas pe as insepar veis de um mesmo par pois o secund rio n o receberia energia se n o existisse o prim rio e o prim rio n o teria raz o de ser se n o tivesse o secund rio para alimentar No ca
355. o que cada vaca produz 23 5 kg de esterco dia temos 05 x 23 5 117 5 kg de esterco dia Cada kg produz 0 04 m logo temos 117 5 x 0 04 4 7m biog s dia 2 Biog s gerado atrav s dos dejetos dos equinos Mesmo n o constando na tabela considera se o mesmo rendimento do esterco fresco bovino Considerando que cada equino produz 16 3 kg de esterco dia temos 02 x 16 3 32 6 kg de esterco dia Cada kg produz 0 04 m logo temos 32 6 x 0 04 1 3 m biog s dia 3 Biog s gerado atrav s dos dejetos dos su nos considerando que cada su no produz 3 4 kg de esterco dia temos 04 x 3 4 13 4 kg de esterco dia Cada kg produz 0 43 m logo temos 13 4 x 0 35 4 69 m biog s dia 4 Biog s gerado atrav s dos dejetos dos frangos considerando que cada frango produz 0 1 kg de esterco urina dia temos 15 x 0 1 1 5 kg de esterco dia Cada kg produz 0 43 m logo temos 1 5 x 0 43 0 65 m biog s dia Desta forma a soma da quantidade de biog s produzido atrav s do dejeto destes animais da ordem de 11 34 m biog s dia Atrav s da convers o destes valores para a aplica o direta do biog s na propriedade poss vel demonstrar sua efic cia em n meros Segundo Turdera amp Danilo 2006 para satisfazer as necessidades de uma fam lia de cinco pessoas em termos de uso caseiro isto necessidade do produto para cozinhar ilumina o manuten o de uma geladeira e banho aquecido ser necess rio em termos de biog s tabela
356. o s o coletados na zona de resfriamento onde se encerra todo o processo Existem v rios modelos de reatores Fig 03 detentores das mais variadas tecnologias ETAPAS DO REATOR us Mat ria Org nica Ex Lixo PIROL TICO pre secagem Produtos Gasosos secagem volatiza o O 09 9 o o oxida o mm g 7 e N fus o 1000 C a 1600 C Z ce Res namento Figura 03 Etapas do Reator Pirol tico Fonte Adriano Leal 2010 193 A pir lise convencional dirigida especificamente para a produ o de carv o vegetal que tem uma densidade energ tica duas vezes superiores do material de origem e queima em temperaturas muito mais elevadas A rela o entre a quantidade de lenha material de origem e a de carv o principal combust vel gerado varia muito de acordo com as caracter sticas do processo e o teor de umidade do material de origem Em geral s o necess rias de quatro a dez toneladas de lenha para a produ o de uma tonelada de carv o Se o material vol til n o for coletado o custo relativo do carv o produzido fica em torno de dois ter os daquele do material de origem considerando o conte do energ tico Embora necessite de tratamento pr vio redu o da acidez o l quido produzido pode ser usado como leo combust vel Nos processos de pir lise r pida sob temperaturas entre 800 C e 900 C cerca de 60 do material se transform
357. o sob a forma de tiras ou fitas ribbon technology a partir de um banho l quido de sil cio Nesse processo fica dispensado o fatiamento em l minas pois as tiras de p Si j s o produzidas com a espessura final da c lula RUTHER 2004 10 2 5 3 Tecnologia de Sil cio Amorfo Hidrogenado a Si O a Si j foi visto como a nica tecnologia fotovoltaica em filmes finos comercialmente vi veis sendo muito utilizado em produtos de consumo muito baixo como calculadoras e rel gios Por apresentarem resposta espectral mais direcionada para a regi o azul do espectro eletromagn tico as c lulas fabricadas com essa tecnologia absorvem 40 vezes mais radia o solar que o c Si e adaptaram se muito bem ilumina o artificial e sob a radia o difusa predominante nos dias nublados Com essa alta capacidade de absor o os filmes de a Si consomem menos de 1 da mat ria prima consumida pelo c Si e um filme fino de cerca de 1 um de espessura pode absorver at 90 da energia luminosa incidente O sil cio amorfo por n o possuir estrutura cristalina apresenta defeitos nas liga es o que aumenta a probabilidade de recombina o dos pares el tron lacuna Todavia conforme j abordado anteriormente esse problema pode ser minimizado com a hidrogena o processo pelo qual os tomos de hidrog nio ligam se aos defeitos das liga es permitindo que os el trons movimentem se de modo mais f cil ALDAB 2002 SHAY ANI 2006
358. o uso de biomassa para queima em pequenas centrais termel tricas com a finalidade de uso desta energia nos processos agr colas inclusive a conserva o de produtos agr colas utilizando frio As principais caracter sticas desse novo padr o de expans o do setor el trico podem ser identificadas nas press es sociais para com a minimiza o dos impactos ambientais na necessidade de uso mais racional dos insumos energ ticos e no crescente questionamento do papel exercido pelos Estados no aprovisionamento da infra estrutura Tais c mbios s o favor veis ao aumento da participa o da biomassa na gera o de energia el trica Com a intensa industrializa o o advento de novas tecnologias crescimento populacional aumento 51 de pessoas em centros urbanos e diversifica o do consumo de bens e servi os os res duos se transformaram em graves problemas urbanos com um gerenciamento oneroso e complexo considerando se volume e massa acumulados principalmente ap s 1980 Os problemas se caracterizavam por escassez de rea de deposi o de res duos causadas pela ocupa o e valoriza o de reas urbanas altas custos sociais no gerenciamento de res duos problemas de saneamento p blico e contamina o ambiental JOHN 1999 JOHN 2000 GUNTHER 2000 A consci ncia ecol gica que vem aumentando dia a dia n o mais permite que os res duos urbanos s lidos ou l quidos sejam lan ados diretamente no ambiente sem remover sua carga
359. oalPaS amis se iarsine anr asda R dd pesa T RIESE 208 6 6 CONSIDERA ES FINAIS it eeeeeeeeeeeeerererererereeeeeeerererererereeeros 209 CAPITULO Vi qu seitas Es Si a E a ENTERA 214 BASES TECNOL GICAS DA OBTEN O DE BIODIESEL creeesesseree 215 7 1 INTRODU O uti a ida Re a 215 7 2 TECNOLOGIAS DE OBTEN O DE BIODIESEL UMA REVIS O 216 7 2 1 Composi o Qu mica de leos Vegetais e Animais eemeess 216 7 2 2 A Rea o de Transeste rifica o smsses sesta cstossaseaineniamiproman is caipiras isesiacaada 219 7 2 3 O Uso de lcoois e Co solventes i eee 222 7 2 4 M todos de Obten o de Biodiesel usina rasama rip SEDA eae nda aa ans aaa aa 223 7 2 5 Poss veis Catalisadores para Obten o do Biodiesel snnnnneeesseseeeeereeessseseee 224 7 3 PRINCIPAIS ETAPAS PARA A PRODU O DE BIODIESEL 232 7 4 CONSIDERA ES FINAIS ua eins sinta eras IDA to aros ea 233 CAPITULO VHL seisseto edad aaa dp aaa aa aa aaa assa 237 SOBRE O CONSUMO DE LENHA DOMICILIAR RURAL NAS REGI ES BRASILEIRAS qr a canoa read CREA TG gaga 238 8 1 INTRODU O Sonnan o Soa Jo ii ad o SAD G A AR 238 82 MATERIAIS E METODO Suisa tsiti add Cp pg 240 8 2 1 HipOteses adotadas inienn arin nsa E ETE raS 240 8 2 2 Resultados a partir da POF 2002 e POF 2008 ssesnseessssssesereessssssssrerress 241 8 3 CONCLUS O qro iara arotn inaran asepe rrn add i 244
360. ocial engenharia 1 Baixo M dio Baixo M dio Alt ssimo impacto impacto impacto impacto impacto Figura 01 Classifica o de GD quanto ao prop sito b A localiza o Aspecto referido em todas as defini es exemplo A defini o de localiza o da GD varia entre diferentes autores A maioria deles define a localiza o da GD no lado da rede de distribui o alguns autores tamb m a incluem no lado 125 do consumidor e alguns a incluem at mesmo na rede de transmiss o Para Ackermann Andersson e S der 2001a com a posi o ratificadora de El Khattam e Salama 2004 a localiza o da GD definida como a instala o e a opera o das unidades geradoras de energia el trica conectadas diretamente rede de distribui o ou conectadas rede no lado do consumidor Essa defini o utilizada por eles sob o argumento de que a conex o das unidades geradoras rede de transmiss o feita tradicionalmente pela ind stria Contudo a id ia central da GD localizar a gera o pr xima carga da a localiza o dar se na rede de distribui o ou no lado do consumidor Na hip tese de se considerar que a GD gera o de energia el trica no n vel da distribui o ou do consumidor a defini o requer uma distin o mais detalhada entre um sistema de transmiss o e um de distribui o A distin o com base no n vel de tens o n o pode ser considerada til porque algumas linhas de distribu
361. ofundo com a permiss o de mestre S rgio Buarque de Holanda O primeiro dos artigos desta colet nea j deixa clara essa vis o ampla por abordar tecnologia com pinceladas de ci ncias sociais sem que uma delas seja a predominante tamanha sua imbrica o Dessa forma Tecnologia apropriada Instrumentos de desenvolvimento da agricultura familiar e de comunidades rurais de autoria de Reina Monteiro L zari e Abreu t m como explicitado em seu t tulo o objetivo de apresentar a tecnologia apropriada e sua import ncia para o crescimento e desenvolvimento da agricultura familiar e de pequenas comunidades rurais Em Utiliza o de biomassa para gera o de energia el trica em propriedades agr colas toma se conhecimento do esfor o que o uso da biomassa transfere sociedade no sentido de ampliar suas op es de consumo de outras fontes e formas de energia Mais uma vez percebe se nesse trabalho a vis o interdisciplinar ao justapor engenharia el trica com rudimentos de engenharia agron mica e com sociologia agr cola ao se debru ar sobre propriedades agr colas 15 O terceiro artigo leva indiretamente o leitor a refletir sobre quest es ambientais ao tratar de Impactos da gera o distribu da em redes de distribui o Nesse trabalho Shayani e Oliveira seguem na linha que vem sendo ventilada unindo engenharia el trica com sua resultante social recomendando a avalia o de benef cios decorre
362. oladas sem possibilidade de alimenta o el trica por conex o a rede el trica de distribui o existente relevante estudar a possibilidade de atendimento por meio de fontes alternativas com suprimento abundante como o caso em muitas regi es do Brasil da radia o solar e da gua insumo essencial para a obten o por meio da hidr lise do g s hidrog nio a ser utilizado nas c lulas a combust vel 269 Quadro 02 Compara o das Caracter sticas das Fontes Alternativas de Energia El trica Avalia o Solar t rmica Fotovoltaica Hidrel trica E lica O anica Verani a Geot rmica t rmica mar s a de Alto Alto Muito alto Moderado Muit ssimo alto Muito alto Baixo Cuito Moderado Moderado Muito baixo Baixo Desconhecido Muito pequeno Pequeno operacional Efici ncia 15 5 10 80 42 1 25 100 Polui o Nenhuma Calor Nenhuma Visual Nenhuma Nenhuma Baixa US 0 04 kWh Custo nivelado US 0 25 kWh US 0 16 kWh US 0 04 kWh a Desconhecido Desconhecido Baixo US 0 05 kWh Tapat Moderado Alto Muito alto Baixo Desconhecido Moderado Baixo ambiental Alta escala Muito caro Muito caro J comprovado Poss vel Poss vel Alguns locais Alguns locais Baixa escala N o Dif cil Baixa queda Sim N o N o N o Capacidade ANOO DI e unit ria 1 000 MW Depende da rea a Vari vel Sem limite 250 MW 1 000 MW 6 000 MW Fonte REIS 2001 modificado a O custo novelado aqu
363. olanda Vieira de Abreu Departamento de Economia e Mestrado em Agroenergia N cleo em Interunidades em Desenvolvimento Econ mico Social e Energ tico UFT TO Palmas TO Brasil yolanda Ouft edu br Prof Dr Marco Aur lio Gon alves de Oliveira Faculdade de Tecnologia Departamento de Engenharia El trica GSEP UnB Bras lia BRA Brasil mago Wene unb br Prof Dr Sinclair Mallet Guy Guerra Departamento de Energia PPGE IEE USP S o Paulo SP Brasil sguerra Oiee usp br AUTORES POR INSTITUI O Universidade de Bras lia Faculdade de Tecnologia UnB FT ENE Departamento de Engenharia El trica Grupo de Sistemas El tricos de Pot ncia GSEP Prof Dr Ivan Marques de Toledo Camargo Prof Dr Marco Aur lio Gon alves de Oliveira Prof Dr Mauro Moura Severino Doutorando UnB FT ENE Rafael Amaral Shayani Universidade de S o Paulo Programa de P s Gradua o em Energia Departamento de Energia PPGE EE USP Prof Dr Arlindo Kamimura Prof Dr Geraldo F Burani Prof Dr Sinclair Mallet Guy Guerra Livre Docente Universidade Federal do Tocantins UFT Programa de P s Gradua o em Agroenergia Prof Dr Joel Carlos Zukowski Junior Prof Dr Juan Carlos Vald s Serra Prof Dr Yolanda Vieira de Abreu Mestrandos as em Agroenergia UFT Aymara Gracielly Nogueira Colen Fritz Evandro Reina F bio Josias Farias Monteiro Glecymara Sousa Gomes Marco Ant nio Baleeiro Alves Maria Alzira Garcia de Freitas
364. omassa Tecnologias Biocombust veis 6 1 INTRODU O O crescimento populacional e atividades econ micas demandam de forma cont nua e crescente energia para responder s necessidades da sociedade moderna e sua forma de consumo A energia pode ser produzida por fontes de origem f ssil e n o renov vel petr leo e derivados carv o mineral e outros e n o f ssil denominada renov vel ou alternativa tais como h drica solar e lica geot rmica biomassa e outras Essa tem como finalidade fornecer bens e servi os como ilumina o coc o conforto t rmico das habita es refrigera o e Mestrandas do Programa de P s Gradua o Stricto Sensu em Agroenergia pela Universidade Federal do Tocantins e mail aymetal O gmail com glecygomesQ yahoo com br garciafreitasmariaalziraQ yahoo com br maristhelars Ohotmail com Professora do Programa de P s Gradua o em Agroenergia pela Universidade Federal do Tocantins e mail yolanda uft edu br 183 calefa o transporte motores fornos e caldeiras para as atividades dom sticas e empresariais e equipamentos tanto nas reas urbana como rural A expans o da participa o dos biocombust veis na matriz energ tica brasileira favorecida pelo aproveitamento dos recursos naturais com presen a expressiva justificado pela posi o geogr fica reas dispon veis condi es edafoclim ticas al m das t cnicas agr colas e do agroneg cio j consolida
365. omina o gen rica de um conjunto formado por grandes centrais de gera o e uma extensa rede de linhas de transmiss o e de distribui o alimentando os diversos consumidores Portanto conclui se tratar de um conceito coletivo e n o de apenas uma nica usina geradora Todavia uma grande central de gera o convencional faz parte da gera o centralizada sendo dela um caso particular Seguindo esse mesmo racioc nio para a GD e considerando toda a an lise feita apresenta se aqui a seguinte proposta de defini o SEVERINO 2008 GD a denomina o gen rica de um tipo de gera o de energia el trica que se diferencia da realizada pela gera o centralizada por ocorrer em locais em que n o seria instalada uma usina geradora convencional contribuindo para aumentar a distribui o geogr fica da gera o de energia el trica em determinada regi o Considerando se a defini o anterior prop e se o seguinte detalhamento explicativo para um caso particular de GD SEVERINO 2008 Uma fonte de energia el trica considerada caso particular de GD quando ela a est conectada diretamente a rede de distribui o b est conectada do lado de um consumidor conectado a algum ponto do sistema el trico c supre cargas el tricas de uma instala o eletricamente isolada ou d est conectada diretamente a rede de transmiss o desde que neste caso ela n o possa ser considerada caso pertencente gera o central
366. omog neo Concluiu se que o rendimento aumenta devido ao aumento na porosidade formando assim uma maior superf cie de contato entre os reagentes Apesar da utiliza o destes catalisadores permitirem a obten o de elevados rendimentos as rea es s o lentas requerendo muitas vezes mais de 3h para se completar VARGAS 1996 Gryglewicz 1999 realizando um estudo comparativo entre xido de c lcio met xido de c lcio e hidr xido de b rio obteve metil steres de leo de canola sendo que o maior rendimento foi obtido usando hidr xido de b rio como catalisador Este resultado mostrou que seu alto rendimento deve estar associado a uma maior solubilidade deste lcali em metanol Neste estudo tamb m se testou o uso do co solvente tetrahidrofurano THF com o objetivo de avaliar a sua efici ncia apresentando tamb m resultados promissores O mecanismo da rea o de transesterifica o de triglicer deos usando hidr xido de b rio como catalisador ainda n o est bem esclarecido por m acredita se que o mesmo perde um grupo OH e se liga ao carbono do lcool liberando uma mol cula de gua Na segunda etapa 230 outra mol cula de lcool desprotonada e o b rio se liga aos dois tomos de oxig nio formando um composto intermedi rio inst vel liberando uma segunda mol cula de gua como exemplificam as equa es qu micas a seguir GRYGLEWICZ 1999 Ba 0H CHsCHhOH gt CHaCH BaOH HO CHsCH BaO
367. or de combust o do n mero de cetano e dos pontos de fus o e de ebuli o Mas por outro lado uma cadeia mais insaturada eleva a fluidez par metro relacionado com a viscosidade e a cristaliza o do combust vel SILVA 2005 217 Figura 01 Mol cula de um Triglider deo mostrando em Vermelho o Esqueleto B sico de Glicerol e as Tr s Cadeias de Acidos Graxos Sobre a parte n o glicer dica os cidos graxos livres podem ser predominantes em muitos leos representando menos de 1 e at aproximadamente 30 m v do leo bruto S o compostos formados por uma cadeia carb nica de onde deriva a propriedade lipossol vel e por um grupo carboxila terminal que provoca propriedades cidas Os cidos graxos mais conhecidos s o aqueles com comprimento de cadeia entre 12 e 22 tomos de carbono Os mesmos reagem com as bases i nicas formando sab es sendo um inconveniente para a produ o de biodiesel SILVA 2006 Ainda no que se refere parte n o glicer dica dos leos vegetais de acordo com Kucek 2004 temos um importante grupo os fosfat deos os quais correspondem a mol culas de glicerol esterificadas com cidos graxos e cido fosf rico H3PO os quais s o exemplificados nas figuras 02 03 e 04 Observa se pela tabela 01 que o teor de leo da semente do Pinh o Manso supera o teor de leo do gr o de soja e da semente de algod o Sabe se que o valor econ mico destas duas culturas elevado e dessa form
368. or de combust o interna que tivesse o maior rendimento poss vel nasce o motor de ciclo diesel utilizando o leo diesel para seu funcionamento 1 Assim a partir de 1900 os derivados de petr leo como a gasolina e o Diesel se tornam oficialmente os combust veis dos autom veis uma vez que estava dispon vel no mercado em grandes quantidades era mais f cil de serem transportados e tinham pre os mais acess veis que os seus concorrentes Como os ve culos eram movidos exclusivamente a produtos derivados de petr leo logo come aram a surgir descobertas de v rios problemas ocasionados pelo uso intensivo destes combust veis Os problemas de corros o provocados pelo uso dos derivados de petr leo foi um dos fatores determinantes para a busca de combust veis alternativos 8 Outro motivo decisivo foi o aumento do pre o do barril do petr leo na d cada de 1970 as constantes guerras nas principais regi es produtoras e consequentemente os problemas na comercializa o deste combust vel O uso de hidrocarbonetos f sseis em m quinas e equipamentos implica no seu contato com os diversos materiais met licos constituintes dos sistemas veiculares de transporte e armazenamento etc Essa intera o pode ocasionar a corros o met lica 8 A utiliza o de combust veis com alto conte do de enxofre pode causar a corros o do bronze utilizado em bombas de combust veis assim acontecia com os aditivos da gasolina 19 255 Recente
369. or do GLP x efici ncia do fog o a g s b Parcela da energia til mensal das resid ncias rurais para coc o atendidas pelo g s despesa rural com GLP pre o do botij o x peso do botij o x poder calor fico inferior do GLP x efici ncia do fog o a g s c Energia til mensal atendida pela lenha rural a b d Energia final mensal atendida pela lenha a b efici ncia do fog o lenha A tabela 2 e a tabela 3 resumem os resultados para o Brasil e regi es para o ano de 2002 e 2008 241 Tabela 2 Consumo de lenha mensal kg domic lio nas resid ncias rurais Brasil e regi es 2002 2002 co NE N SE s BR PR BOTJ R 30 89 2928 3103 2828 29 84 292 DESP RUR R 2179 1202 1463 14 64 1566 14 78 DESP URB R 2342 21 69 2244 2003 2117 20 97 E UT RUR kg glp 9 170 5 337 6 129 6 730 6 822 6 580 E UT URB kg glp 9 856 9 630 9401 9208 9223 9 336 E UT RUR kcal 31087 3 18091 6 20778 1 228142 231279 223067 E UT URB kcal 33412 7 32646 1 31870 2 31213 7 31265 5 31648 9 E UT LNH RUR kcal 2325 5 14554 5 11092 1 8399 5 8137 6 93422 a 29068 5 181931 7 138650 8 104993 5 101719 9 116778 0 lenha kg domic mes 28 14 176 12 13422 101 64 98 47 113 05 Fonte Elabora o a partir da POF 2002 Tabela 3 Consumo de lenha mensal kg domic lio nas resid ncias ru
370. or residencial sua oferta geralmente realizada num circuito irregular e informal dificultando sua contabiliza o em balan os energ ticos O objetivo deste trabalho apresentar uma proposta metodol gica para avalia o do consumo da lenha nos domic lios rurais baseada no consumo de seu concorrente direto o GLP g s liquefeito de petr leo Palavras chave balan o energ tico consumo de lenha setor residencial 8 1 INTRODU O A utiliza o da lenha pela humanidade como fonte de energia remonta poca da descoberta do fogo Sua relev ncia como fonte energ tica permanece e dever continuar por muito tempo ainda tanto nos pa ses em desenvolvimento como nos pa ses desenvolvidos principalmente nas reas fora dos centros urbanos Assim sua import ncia como fonte de calor para coc o aquecimento de gua e ambiental torna sua presen a obrigat ria em qualquer estat stica ou balan o de energia Entretanto sua contabiliza o representa sempre um problema metodol gico basicamente por dois motivos Em primeiro lugar dada sua grande diversidade e n o homogeneidade estrutural forma densidade teor de umidade e portanto seu poder calor fico torna se dif cil a tarefa de contabiliza o mensura o e padroniza o de suas propriedades f sico qu micas Em segundo dada a n o uniformidade dos meios de extra o manejo disponibiliza o e comercializa o acontecerem na maioria das regi es rurais brasil
371. orma gen rica referindo se a alco lise e esterifica o como se fossem sin nimos Outros por sua vez usam o termo rea es de interesterifica o em similaridade ao termo alem o Umesterung A rigor a troca do grupo acil e alquil entre dois steres denominada interesterifica o do ingl s ester interchange A interesterifica o pode ser classificada como uma rea o de dupla troca onde a partir de dois steres A e B diferentes poss vel permutar o grupo acil de A para B e trocar o grupo alquil B para A formando dois steres diferentes C e D como descreve a equa o seguinte e Equa o representativa da rea o de interesterifica o RCOOR R CooR RCOOR R COOR ster A ster B ster C ster D e Rea o de alco lise ou transesterifica o RCOOR R OH RCOOR ROH ster X lcool W ster Y lcool Z O presente trabalho trata do processo de obten o do biodiesel determinado pela rea o de transesterifica o que pode ser definida como sendo a rea o entre 3 mol culas de lcool e 1 mol cula de triglicer deo tri ster produzindo 3 mol culas de steres alqu licos e uma de glicerina KNOTHE et al 2006 De acordo com Zagonel et al 2000 o leo a ser usado para a obten o de biodiesel deveria 219 estar isento de umidade e com uma acidez abaixo de 2mg KOH g de leo Isso porque a gua presente no meio reacional facilitaria a forma
372. ort ncia do uso da biomassa descrevendo as principais tecnologias convencionais e de seu aproveitamento para produ o de bicombust veis gera o de emprego e renda que poder acarretar com o uso desta alternativa 6 2 BIOMASSA Do ponto de vista energ tico biomassa todo recurso renov vel oriundo de mat ria org nica tanto vegetal como animal que pode ser utilizada na produ o de energia MARCONATO 2008 Seu uso cada vez mais crescente visto que as reservas petrol feras s o cada vez mais escassas e est o localizadas em sua grande maioria nas regi es de conflitos geopol ticos 184 A biomassa originada das plantas aqu ticas e terrestres de leos vegetais como a mamona o dend o baba u e o buriti Origina tamb m de alguns res duos industriais como o de beneficiamento de gr os de papel madeireira bebidas e alimentos dentre outros Res duos urbanos como o lodo de esgoto e aterro sanit rio s o biomassas Ela tamb m encontrada nos res duos florestais e agropecu rio baga o de cana de a car e esterco Esses res duos s o usados como fontes alternativas de energia Por sua vez o Brasil um produtor de express o em produtos agr colas que geram grandes quantidades de biomassa A agricultura de energia no pa s prov m de quatro fontes principais de biomassa sendo elas as provenientes de cultivos ricos em carboidratos ou amil ceos que geram o etanol as de lip dios vegetais e animais
373. os custos s o reduzidos A utiliza o em larga escala da GD permite que a humanidade possa usufruir dos confortos disponibilizados pela energia el trica de forma sustent vel sem a preocupa o de agredir o meio ambiente Considerando as vantagens ambientais proporcionadas pela GD com fontes renov veis pode se considerar que ela ser amplamente instalada nas redes el tricas Entretanto uma presen a significativa de GD suscita v rios aspectos t cnicos relativos ao funcionamento da pr pria rede de distribui o Nesse cap tulo s o discutidos os principais impactos que a GD provoca 79 na rede el trica A gera o distribu da com sistemas solares fotovoltaicos GDFV utilizada como refer ncia por ser uma forma de GD j difundida em diversos pa ses 3 2 GERA O DISTRIBU DA GD A gera o distribu da pode ser considerada como o oposto da gera o centralizada pois instalada de forma dispersa e pr xima carga Essa se o apresenta a defini o de GD discute onde ela instalada e analisa a possibilidade do fluxo de pot ncia em redes radiais de distribui o fluir em sentido reverso situa o essa inexistente quando somente gera o centralizada utilizada 3 2 1 Defini o de GD Gera o distribu da pode ser definida como a denomina o gen rica de um tipo de gera o de energia el trica que se diferencia da realizada pela gera o centralizada GC por ocorrer em locais em que n
374. os a partir do tipo de catalisador utilizado fator que representa maior influ ncia em todas as vari veis do processo de transesterifica o O primeiro cen rio poderia ser resultado dos avan os dos estudos da cat lise homog nea O catalisador homog neo ideal deveria al m de trazer rendimentos timos e tempos de rea o m ninos dispensaria processos de purifica o podendo ser queimados na c mara de combust o juntamente com o biodiesel sem causar significativas emiss es de gases poluentes e sem causar danos ao motor O segundo cen rio seria representado por um catalisador heterog neo reutiliz vel capaz de fornecer rendimentos e tempos de rea o compar veis ao do hidr xido de pot ssio Este tamb m dispensaria qualquer processo de purifica o com a vantagem adicional de ser reutilizado resultando em biodiesel de alta qualidade Sendo assim espera se que as pesquisas atinjam esse objetivo Associado a este tipo de P amp D reatores modernos e eficientes dever o ser projetados com o intuito de favorecer bons rendimentos O formato o tamanho e a din mica destes reatores ser melhorada de acordo com o tipo de catalisador utilizado homog neo ou heterog neo Por exemplo o uso de reatores de leito fixo seria necess rio caso seja empregada a cat lise homog nea numa usina de biodiesel No entanto sabe se que na pr tica reatores do tipo Batch batelada podem ser adaptados para sistemas de produ o cont nua devido e
375. os de biomassa como o caso da produ o de madeiras em forma de lenha carv o vegetal que tamb m geram uma grande quantidade de res duos podendo ser aproveitados para gera o de energia el trica ou calor til 6 3 TECNOLOGIAS CONVENCIONAIS E BIOL GICAS PARA PRODU O DE BIOCOMBUSTIVEL O emprego das tecnologias de convers o da energia prim ria contida na biomassa em formas de energias secund rias est voltado para biomassa moderna esse esfor o distribu do entre duas rotas principais gera o de energia el trica e produ o de combust veis l quidos Na primeira alternativa recomend vel que se utilize o conceito de co gera o produ o de dois ou mais energ ticos a partir de um nico processo para gera o de energia tradicionalmente utilizada por setores industriais As rotas tecnol gicas de convers o da biomassa em energ ticos ou mat ria prima podem ser agrupadas em tr s principais ramos fundamentais dos quais derivam sequencias bastante diversificadas de processos que d o origem aos produtos finais Estes ramos fundamentais 188 est o classificados segundo a natureza dos processamentos prim rios aplicados biomassa e dividem se em convers o termoqu mica quando a energia quimicamente armazenada na biomassa convertida em calor por meio da combust o convers o bioqu mica processos biol gicos e qu micos que incluem a digest o anaer bica a fermenta o destila
376. os para o monitoramento e o controle da CaC Muitas vezes tamb m h a necessidade de se utilizarem umidificadores para os gases reagentes para que ocorra uma melhor condu o dos ons dentro da c lula e reformadores para extrair o hidrog nio do combust vel 10 3 3 Aspectos Positivos e Negativos De modo geral as CaCs apresentam vantagens em rela o aos motores de combust o interna e outras m quinas t rmicas utilizados para a gera o el trica Essas vantagens est o associadas aos aspectos positivos dessa tecnologia que incluem os listados a seguir al m dos j mencionados benef cios da utiliza o gen rica da GD 1 Alta efici ncia energ tica As CaCs convertem a energia qu mica do combust vel diretamente em energia el trica sem a transforma o intermedi ria em energia t rmica que ocorre em outros casos A consequ ncia disso que as CaCs apresentam efici ncia que pode ser maior que o dobro da apresentada pelos motores de combust o conforme mostra a figura 15 e isso significa um quociente entre energia gerada e combust vel utilizado mais favor vel s CaCs Nessa figura a express o Pilhas a combust vel utilizada para designar CaCs e poder calor fico inferior a quantidade de calor que pode ser produzida por 1 kg de combust vel quando este entra em combust o com excesso de ar e os gases de descarga s o resfriados at o ponto de ebuli o da gua evitando assim que a gua contid
377. ossibilidades de acomoda o de press es de demanda em fun o da capacidade de oferta brasileira s o otimistas A cultura da soja possui cultivares com melhoramento gen tico apropriada para 205 cada regi o do pa s Atualmente em Mato Grosso do Sul a soja tem uma cadeia produtiva extremamente organizada e tradi o consolidada sendo produzidos aproximadamente 3 5 milh es de toneladas por ano Entretanto os pre os nem sempre s o competitivos por constituir a principal fonte de leo comest vel no pa s ROSCOE 2006 Por outro lado o processamento de oleaginosas no segmento grandes usinas acima de 100 mil ton ano superou a previs o de 80 do biodiesel MAPA 2005 apud SANTOS e WEHRMANN 2007 Este segmento necessita grandes produ es padroniza es e certezas para cobrir custos fixos Isso mostra o car ter de mercado da agroenergia e que o atendimento a demandas sociais do meio rural se limita a uma parcela apenas residual da atividade de duvidosa capacidade de agrega o continuada de renda e na ponta mais fr gil da cadeia concorrentes de commodities Sobre essa quest o Viana e Wehrmann 2007 apresentam argumentos e dados da n o sustentabilidade ambiental porque reduz apenas as emiss es de enxofre n o altera NOx CO e CO e eleva a perda da biodiversidade social pois dificulta a reforma agr ria concentra terra provoca xodo e econ mica menos emprego que a agricultura familiar concentra rend
378. ouco de sem ntica dado que sua aplica o til em toda e qualquer ci ncia Um exemplo disso a interpreta o de tr s palavras aparentemente semelhantes mas que leva a diferentes compreens es quando aplicadas Alterar pode ser entendido como aquela palavra que n o interfere total e radicalmente nas frases mas que pode ser usada como sin nimo complemento de frases nfase ou refor o fras stico sem grande modifica o ou transforma o em seu sentido Modificar diferente por conter o objetivo claro e espec fico de apresentar outra conota o em suas aplica es utiliza es e aqui j levam a frase ou texto a outro sentido sem contudo transform la completamente Finalmente transformar tem um sentido mais forte mais amplo Sua aplica o dirigida diretamente para outro espa o interpretativo Como exemplo pode se aplicar estas tr s palavras em ci ncias O calor altera a temperatura dos corpos Caso suba pode modificar sua forma por exemplo Atingindo limites elevados para tais corpos podem transform los quanto forma cor e textura No Brasil desde a metade da d cada de 1990 os estudos sobre planejamento foram sendo alterados sobretudo e de forma especifica o referente a energia em fun o da predomin ncia do mercado como o novo elemento determinador de a es Primeiramente passou se a discutir a quest o da interdisciplinaridade fragilizando se a busca feita d cadas anteriores de que em energi
379. ovoltaicos gt R ther 2004 4 A express o filme fino refere se n o espessura do filme utilizado mas ao m todo empregado na fabrica o dele o filme depositado em finas e consecutivas camadas de tomos mol culas e ons A espessura varia entre 1 um e 10 um As outras tecnologias utilizam espessura de 100 um a 300 um Shayani 2006 41 R ther 2004 293 Os fabricantes de c lulas fotovoltaicas apresentam curvas caracter sticas de corrente tens o e pot ncia em que as grandezas mais importantes s o tens o de circuito aberto Voc corrente de curto circuito Isc tens o de m xima pot ncia Vmp e corrente de m xima pot ncia Imp A figura 08 exemplifica curvas caracter sticas de uma c lula fotovoltaica 1 25 0 500 Isc corrente de curto circuito O do CSS z 1 00 z MN M xima 7 E Z pot ncia g 0 75 Sl 5 e o 9250 o 0 50 s O s 01254 Vmp Tens o del Voc tens o de circuito aberto maxima ane l l j a sa GM aa GM oi GM oio 020 030 040 050 060 07 080 Tens o V Tens o V a b E E Asc 1 Ponto de 70 50 sec ADIA Fem mem m xima o Lomp gt pot ncia 29 S Dial 0 75 bo T 0 30 e Re ec D 6 0 50 10 20 E 0 25 Voc 2 10 7 30 0 30 0 40 0 50 0 60 0 70 Tens o V c Figura 08 Curvas Caracter sticas de uma C lula Fotovoltaica a Curva I x V b Curva P x V c Par metro de Pot ncia
380. ower systems Survey of inverter and related protection equipments Task V Report IEA PVPS T5 05 2002 Dispon vel em lt www iea pvps org gt Acesso em 29 de Dezembro de 2008 9 IEEE The Institute of Electrical and Electronics Engineers Std 519 1992 IEEE Recommended Practices and Requirements for Harmonic Control in Electrical Power Systems 1992 Dispon vel em lt ieeexplore ieee org gt Acesso em 29 de Dezembro de 2008 10 PVUPSCALE PV im Urban Policies Strategic and Comprehensive Approach for Long term Expansion WP4 Deliverable 4 1 State of the art on dispersed PV power generation publications review on the impacts of PV Distributed Generation and Electricity networks 2007 Dispon vel em lt www pvupscale org gt Acesso em 1 de Setembro de 2008 11 DUGAN Roger C MCGRANAGHAN Mark F SANTOSO Surya BEATY H Wayne Electrical Power Systems Quality Second Edition Ed McGraw Hill 2004 12 PVUPSCALE PV im Urban Policies Strategic and Comprehensive Approach for Long term Expansion WP4 Deliverable 4 2 Utilities experience and perception of PV distributed generation 2007 Dispon vel em lt www pvupscale org gt Acesso em 1 de Setembro de 2008 13 IEEE The Institute of Electrical and Electronics Engineers Std 141 1993 IEEE Recommended Practice for Electric Power Distribution for Industrial Plants 1993 Dispon vel em lt ieeexplore ieee org gt Acesso em 10 de Maio de 2010
381. pa o nos financiamentos para termel tricas de no m ximo 80 Ao se analisar uma proposta de investimento deve ser considerado o fato de se estar perdendo a oportunidade de auferir retornos pela aplica o do mesmo capital em outros projetos A nova proposta para ser atrativa deve render no m nimo o custo de capital da empresa Para o caso adotou se uma TMA de 18 que um valor comumente utilizado para esse tipo de empreendimento 2 7 9 Valor Presente L quido VPL Representa o resultado de todos os valores do fluxo de caixa calculados para a data zero levando em considera o a taxa de juros do per odo Encontrou se o valor de R 253 250 51 para a condi o analisada Este valor mostra que a usina n o vi vel economicamente com os valores atuais da biomassa e da energia el trica no mercado 2 7 10 An lise de Sensibilidade Na analise de sensibilidade estudado o efeito que a varia o de um determinado dado de entrada pode ocasionar nos resultados Quanto uma pequena varia o num par metro altera drasticamente a rentabilidade do projeto diz se que o projeto muito sens vel a este par metro e poder ser interessante concentrar esfor os para obter dados menos incertos Para an lise em quest o variou se o pre o do briquete o valor normativo da energia el trica e o investimento por kW instalado os resultados foram comparados e apresentados em gr ficos e tabelas Os crit rios adotados foram 67 1
382. pa a e essas aa 266 10 2 GERA O FOTOVOLTAICA aeee 271 10 2 1 Aspectos Gerais da Energia Solar sseeeseeeessssseeeeeeessssssserereessssssseerreeess 271 10 2 2 Enercia Solat FOLOVONAICA cs sepesecerose poroso nsname ins peso gaasance darei slogans quds Enio o gaaado 214 TZ O RICO POLOVOLAICO ai Sp A SS 282 10 2 4 O Aproveitamento da Luz Solar ees en eeereseeeeeeeerrrereraaea 284 10 2 5 Tecnologias Fotovoltaicas Comercialmente Dispon veis 287 10 251 Aspectos Gerais esiseinast neante eE eae as canada teares is cana dne 287 10 2 5 2 Tecnologia de Sil cio Cristalino c Si sssseeesseeesssssseesseesssssssseerreess 288 10 2 5 3 Tecnologia de Sil cio Amorfo Hidrogenado a Si seese 290 10 2 5 4 Tecnologia de Telureto de C dmio CdTe 293 10 25 Tecnolosias CIS e GIGS usasse ea SAI DE S IIS 293 10 2 6 Caracter sticas El tricas de C lulas e M dulos Fotovoltaicos 293 10 2 7 Sistema Fotovoltaico Aut nomo cccnes see ccreeeeerererereecerrrrerananaa 295 1027 Asp ctos Gerast estiers eitie nE a EE dia E SE EA NEESS 295 10 2 7 2 Pot ncia e Energia Geradas usuais eae arena anais ari 298 10 3 CELULAS A COMBUST VEL sisacssusgaasasbjtesiosppuiitaaapieaaagiietaa asa piadas casrasanasgania 300 SI Aspectos Gerais ispan nsin nasin sf ops n e as Basta saudade 300 10 3 2 Componentes B sicos e Princ pio de Funcionamento
383. para a agricultura familiar com o objetivo de efetivar o desenvolvimento sustent vel destas fam lias atrav s da eleva o do poder de renda Atrav s desses processos muitos s o os exemplos de tecnologias apropriadas que atualmente s o dominadas por pequenos agricultores tocantinenses e que j apresentam resultados positivos significativos Entre elas a utiliza o de tra o animal reduzindo a necessidade da compra de combust veis geradores de energia para as comunidades que n o t m acesso s redes de transmiss o projetos de produ o de hortali as e frutas em espa os reduzidos sistemas agroflorestais como forma de diversifica o das atividades agr colas entre v rias outras que beneficiam as fam lias no campo 1 4 EXPERI NCIAS COM TECNOLOGIAS APROPRIADAS NO ESTADO DO TOCANTINS 1 4 1 Projeto Quintal Verde O projeto Quintal Verde utilizando o Sistema Mandala e outras formas de tecnologias apropriadas ao cultivo de hortali as e est o sendo implantados na comunidade Quilombola Lagoa da Pedra localizadas no munic pio de Arraias TO O Sistema Mandala um dos principais modelos de utiliza o de tecnologias apropriadas por agricultores familiares no mbito do estado do Tocantins A proposta para implanta o do 24 projeto partiu de uma a o do governo do Estado atrav s do Instituto de Desenvolvimento Rural do Estado do Tocantins RURALTINS na busca pelo incentivo produ o de frutas e hortali a
384. para melhorar a aera o do briquete misturou se lenha durante a queima A queima combinada de lenha e briquete mostrou se mais eficiente que as duas anteriores pois a lenha impediu a compacta o do briquete e este aumentou a quantidade de calor fornecida ao gerador de vapor A quantidade total de biomassa fornecida caldeira n o sofreu varia o significativa entre o queima de briquetes somente e queima combinada O gerador foi ligado ao sistema de acordo com as orienta es do fabricante Foram feitas v rias tomadas de dados de opera o no entanto em rela o energia gerada n o foi feita coleta no sistema de aquisi o de dados Para verificar se o gerador funcionaria adequadamente considerando se que uma central de pequena capacidade que pode ser 60 instalada em uma localidade rural isolada adaptou se ao sistema um painel de luzes formado por 80 l mpadas de 100W 220V cada Fig 09 Tamb m conectou se ao sistema um compressor dispon vel no campo experimental e uma m quina de solda As luzes instaladas procurando se distribuir de forma mais uniforme poss vel a carga entre as fases Ao se ligar s luzes o gerador n o mostrou grande varia o na necessidade de vapor Ao se conectar o compressor com motor de 1 2hp n o se verificou varia o na velocidade do gerador Conectando se o painel de l mpadas e o compressor pode se verificar uma pequena varia o de velocidade no gerador No entanto quando se ligou
385. podem ser realizados atrav s de interconex o por dispositivos de eletr nica de pot ncia visando realizar um controle apurado do fluxo de pot ncia 3 5 5 Benef cios Adicionais da Penetra o Elevada de GD A utiliza o generalizada de GD com conversores possibilita que a eletr nica de pot ncia tenha um papel especial na nova gera o de redes de distribui o das concession rias A utiliza o de centenas ou at milhares de conversores pr ximos entre si permitem um impacto positivo na rede A nova gera o destes equipamentos al m de conectar a GD rede de distribui o pode realizar fun es adicionais tais como 10 a Melhoria na qualidade da energia el trica atrav s da filtragem ativa de harm nicas Como os conversores constroem a forma de onda podem injetar correntes harm nicas visando compensar a distor o detectada na rede de distribui o reduzindo a distor o total Ao ser combinado com um sistema de armazenamento de energia que pode ser relativamente pequeno como um capacitor mais fun es podem ser implementadas tais como b Redu o do desequil brio de tens o Pode ser feito dinamicamente o controle da simetria das fases com a inje o de correntes propositalmente assim tricas c Regula o do fator de pot ncia controle de energia reativa e controle do n vel de tens o d Redu o da demanda na ponta de carga e 106 e Melhoria na confiabilidade da rede Pode ser de
386. ponibilidade de oferta e do pre o da lenha fonte de energia preferencial na maioria dos domic lios rurais Um modelo te rico n o linear de substitui o entre formas de energia 239 desenvolvido pelos pesquisadores do IEE USP Kamimura et alii 2006 Kamimura et al 2008 foi utilizado como balizador dos resultados deste trabalho O objetivo deste trabalho portanto relatar a metodologia adotada pelos pesquisadores do IEE USP na estimativa do consumo residencial rural da lenha nos diversos Balan os Energ ticos realizados em diversos estados brasileiros 8 2 MATERIAIS E M TODO Ao contr rio da lenha dita comercial ou seja aquela que transita legalmente no circuito fiscal largamente utilizada na ind stria e setor com rcio servi os a lenha consumida nos domic lios principalmente rural carece totalmente de uma contabilidade confi vel Assim sendo sua estimativa deve ser realizada de forma indireta a partir de informa es relacionadas com o objeto do trabalho levantadas de prefer ncia por algum rg o ou institui o que divulgue dados estat sticos confi veis Neste caso os dados s o da POF IBGE Pesquisa de Or amento Familiar do Instituto Brasileiro de Geografia e Estat stica usualmente utilizados para a composi o oficial dos ndices econ micos e sociais Essa pesquisa realizada por amostragem aproximadamente a cada seis anos faz um levantamento nacional minucioso das despesas mensais m dias das
387. port S 1 s n 2002 ACKERMANN Thomas Distributed resources in a re regulated market environment 2004 461 f Tese Doctoral Dissertation Department of Electrical Engineering Royal Institute of Technology Stockholm Sweden 2004 ACKERMANN Thomas ANDERSSON G ran S DER Lennart Distributed generation a definition In Electric Power Systems Research Elsevier Science Oxford UK v 57 n 3 p 195 204 2001a What is distributed generation In International Symposium on Distributed Generation Power Systems and Market Aspects Estocolmo Su cia jun 2001b ACKERMANN Thomas GARNER K GARDINER A Wind power generation in weak grids economic optimization and power quality simulation In Renewable Energy Elsevier Science Oxford UK v 18 n 2 p 205 221 1999 ALAMEDA POWER amp TELECOM Power Industry Glossary Dispon vel em lt www alamedapt com electricity glossary html gt Acesso em 2 de Maio de 2007 BRASIL Decreto n 5 163 de 30 de julho de 2004 Regulamenta a comercializa o de energia el trica o processo de outorga de concess es e de autoriza es de gera o de energia el trica e d outras provid ncias Dispon vel em lt www presidencia gov br legislacao gt Acesso em 9 de Fevereiro de 2008 CALIFORNIA ENERGY COMISSION Investing in renewable electricity generation in California In Guidebook for Emerging Renewables Account v 3 8 ed California 1996 DUNN Seth F
388. poss vel Em sistemas existentes o melhor procedimento a verifica o das contas de energia por um per odo m nimo de 12 meses avaliando se ent o a participa o de cada 62 tipo de energ tico empregado seu pique de demanda e sua curva hor ria semanal e mensal de consumo Em sistemas novos em fase de projeto o mesmo tipo de informa o necess rio por m deve ser avaliada sempre que poss vel com auxilio de programas de computador para simula o energ tica A simula o dever analisar de forma din mica fatores como formas de tarifa o de energia el trica sazonalidade das cargas el tricas e t rmicas e o desempenho dos equipamentos que comp e cada alternativa inclusive em carga parcial Os fatores de custo inicial a serem considerados incluem e Custo do capital e Custo inicial do Sistema de Gera o incluindo os elementos auxiliares tais como caldeiras trocadores de calor unidades de absor o bombas controladores etc e Dedu o do valor do custo inicial dos elementos substitu dos pelo Sistema de Gera o caldeiras convencionais chillers el tricos geradores de emerg ncia nobreaks etc e Redu o de custos de componentes correlatos tais como os derivados da redu o de tamanho da subesta o el trica cabos chaves etc Os elementos b sicos de custo operacional s o e An lise dos custos de energia el trica e t rmica no sistema convencional e no de cogera o e
389. principalmente devido s condi es territoriais Al m deste aspecto a falta de estrutura produz outro isolamento muito mais danoso o social Para promover a inclus o social e o desenvolvimento sustent vel alguns requisitos s o necess rios dentre eles destaca se a disponibiliza o de energia el trica por per odos maiores que s oito horas do dia comercial e a custo competitivo Este trabalho tem como objetivo mostrar um estudo de caso da disponibiliza o de energia el trica para uma comunidade isolada na regi o do Jalap o comunidade Boa Esperan a munic pio de Mateiros Estado do Tocantins Foi instalado um sistema h brido e lico fotovoltaico com capacidade de gerar 9676 80 kWh anualmente Esta energia tem como finalidade melhorar o processo produtivo para tanto foi instalado na oficina comunit ria Al m disto propiciar espa o fora do hor rio de trabalho para a es sociais da comunidade no galp o da oficina comunit ria coma disponibiliza o de energia firme durante 24h dia Os resultados mostraram que o sistema pode ser sustent vel desde que a comunidade aproveite o potencial de gera o de energia para o processo produtivo Palavras chave Fontes Renov veis de Energia Energia Solar Gera o de Energia Descentralizada Energia F lica Sustentabilidade 5 1 INTRODU O Quando se fala em comunidades isoladas vem a mente regi es remotas do planeta ou grupo de pessoas vivendo no meio da floresta amaz nica N
390. procedimentos de coleta de dados prim rios e secund rios relacionada ao uso etanol gasolina e a mistura entre os dois combust veis em autom veis com motores de combust o interna dotados da tecnologia flex fuel Posteriormente os dados obtidos foram analisados e sistematizados de forma a fundamentar conceitos objetivando compartilhar informa es com aplicabilidade no processo de incentivo de produ o e uso da tecnologia flex fuel na frota de autom veis brasileira 9 4 RESULTADOS E DISCUSS O 9 4 1 Motor de Combust o Interna Motores de combust o interna s o m quinas t rmicas alternativas destinadas ao suprimento de energia mec nica ou for a motriz de acionamento podendo ser classificados como de igni o por centelha e igni o por compress o 14 Podem ser operados com diferentes combust veis incluindo materiais l quidos gasosos e mesmo s lidos 15 O primeiro motor de combust o interna foi inventado e constru do por Jean Joseph ti nne Lenoir engenheiro belga nascido em 1822 em Luxemburgo 1 Mais tarde Nikolaus August Otto nascido em 1832 na Alemanha estudando os trabalhos de Jean acabou descobrindo o valor da compress o da mistura de combust vel e ar antes de queimar na c mara de combust o o que aumentava significativamente a for a gerada pelo motor A partir da surge id ia do ciclo de quatro tempos de movimento do mbolo ou pist o e nasce o Motor Ciclo Otto movido gasolina 1
391. projetada para lenha algumas adapta es s o necess rias As caldeiras a lenha de pequeno porte normalmente tem grelha pequena e n o precisam de insuflamento adicional pois a compacta o da lenha dentro da fornalha muito pequena Os briquetes apresentam densidade muito maior tamanho menor e portanto grande compacta o necessitando se de alguns ajustes no sistema Para tanto foi instalada na 59 caldeira uma grelha adicional que manteve os briquetes afastados da entrada de ar Este procedimento melhorou a queima e diminuiu a quantidade de carv o no recolhedor de cinzas O briquete mostrou se muito mais eficiente do ponto de vista calor fico pois queimando lenha a caldeira consome 90kg h e queimando briquetes consome 80kg h a b Figura 08 Queima do Briquete na Fornalha da Caldeira a Vista da C mara de Combnst o e Brimnetes h Brinnetes no Interior da C mara de 2 No entanto a quantidade de carv o residual nas cinzas maior queimando briquetes que lenha o que indica a necessidade de insuflamento de ar adicional na fornalha Foi emprestado pelo IML de Palmas um soprador que foi instalado no sistema para garantir uma queima total do briquete Apesar de n o apresentar necessidade de ar adicional como o briquete a lenha apresentou queima mais eficiente do ponto de vista da presen a de carv o nas cinzas No entanto a produ o de vapor por kg de lenha foi menor que com briquete Al m da grelha adicional
392. qd Ade sc Tea da ana ea 182 POSSIBILIDADES TECNOL GICAS DE APROVEITAMENTO DA BIOMASSA PARA PRODU O DE BIOCOMBUST VEIS cceereeneeenseneeneereesenseneereerense 183 O INTRODU O as aaa pais is ira iai IR SERA 183 6 2 BIOMASSA dora a Ep E RS A 184 6 2 1 Disponibilidade e Consumo da Biomassa e Aproveitamento dos seus Res duos para Produ o de Biocombust veis Sissasa na asa audiga aan SI OA DOS a ENE pagan 186 6 3 TECNOLOGIAS CONVENCIONAIS E BIOL GICAS PARA PRODU O DE BIOCOMBUST VEL ata ntar io siena ssa iria deal pps Rad penais is 188 Ed Combust o Direta ssie ian ee aa ea Ea e da Ei ARA 191 6 3 2 Pir lise ou Carboniza o nieres os E R EES E SS 192 6 3 3 Gascificac aon A A A A E RG 195 6 3 4 Fermentac O SRD enep nnn en ea e e e o riia 199 6 3 5 Transesterifica o eai ta eras sii dita SALA GRU Ea KA ada Eas 200 6 4 PRODU O DE BIOCOMBUST VEIS NO BRASIL sosise 201 6 5 POTENCIALIDADES DAS MAT RIAS PRIMAS POR REGI O 203 6 5 1 OleaginosaS ieoi roe tenria aoa u enres aS AE censos dinda EE Eaa ETS EETAS LEI SEEE 205 0 5 1 LAMend M ERR RR ES PR RR RR E enaiis 205 6 D2 S Ojai E A E e ea aa ae e a a A 205 6D Denden d eaae E E N E E SRP E ce 206 05 1 4 GitassOl iss tasusthasss uopa duas bode Casca doa sd Sado Eutnad E aga doa olhado Sunps T 207 6 5 1 5 BabaGU qua nocna cuca Gu Can sad aa Gu Dana CU cuida 207 6 35 1 6 Maca ba DADE RE DER ENRDCDE a RDE RE SRD RR DO ERON AS a ANS 208 6501 7Micr
393. qualidade em gorduras e subprodutos prot icos de origem animal Palestra apresentada na Confer ncia APINCO Santos SP 2004 Dispon vel em lt http www cnpsa embrapa br sgc sgc arquivos palestras k9r8d4m pdf gt Acesso em 26 de Maio de 2010 BIODIESELBR Compara o com outros leos REVISTA biodieselbr ano 2 n 09 fev mar 2009 p 44 Dispon vel em lt www biodieselbr com br gt Acesso em Setembro de 2009 BRAND O K S R SILVA F LOUZEIRO H C SOUZA A G CONCEI O M M MOURA K R M Otimiza o do Processo de Produ o de Biodiesel Met lico e Et lico de Baba u I Congresso da Rede Brasileira de Tecnologia de Biodiesel Artigos t cnico cient ficos 2006 DORADO M P et al Optimization of Alkali Catalyzed Transesterification of Brassica Carinata Oil for Biodiesel Production Energy amp Fuels 18 77 83 2004 FACCIO Carina Estudo da Produ o de steres Et licos a Partir da Alco lise de leos Vegetais Tese de mestrado URI Campus Erechim RS Mestrado em Engenharia de Alimentos 99 p 2004 FREEDMAN B PRYDE E H MOUNTS T L Variables affecting the yields of fatty esters from transesterification vegetable oils Journal of American Oil Chemist Society v 61 n 10 p 1638 1643 1984 GAMBA Muriell Produ o de Biodiesel atrav s da Cat lise Enzim tica em L quido I nico Disserta o de mestrado UFRGS Mestrado em Qu mica 128 p 2008 234 GRYGLEWICZ S Rapeseed Oil M
394. que geram o biodiesel a madeira que pode gerar o metanol briquetes ou carv o vegetal e os res duos e dejetos da agropecu ria e da agroind stria que podem gerar calor e energia el trica Estes res duos s o constitu dos basicamente das folhas e hastes das plantas comumente chamados de palha e t m um Poder Calor fico Inferior PCI m dio em torno de 15 7 MJ kg de mat ria em base seca A palha de arroz palha de soja o baga o de cana s o biomassas residuais do processamento industrial de extrema utilidade NOGUEIRA e LORA 2002 A utiliza o da energia da biomassa considerada estrat gica para o futuro pois uma fonte renov vel No Brasil em particular mais de um quarto da energia usada tem origem vegetal O Balan o Energ tico Nacional de 2004 registra que de um uso total de 213 Mtep milh es de toneladas equivalentes de petr leo 58 Mtep eram de biomassa vegetal distribu dos em partes mais ou menos iguais entre a lenha e a cana de a car BEN 2008 De acordo com a tecnologia empregada na sua utiliza o energ tica KAREKESI et al 2005 t m classificado a biomassa em tr s categorias a Tecnologias tradicionais de uso da biomassa ou biomassa tradicional combust o direta de madeira lenha carv o vegetal res duos agr colas res duos de animais e urbanos para coc o secagem e produ o de carv o b Tecnologias aperfei oadas de uso da biomassa ou biomassa aperfei oada tecnologias
395. que para atingir convers o m xima de 96 2 de steres et licos usando leo de mamona foi necess rio utilizar maior temperatura 70 C raz o molar leo etanol 1 9 e maior teor de catalisador 1 5 de NaOH mostrando que o tipo de leo pode ser uma vari vel de grande influ ncia na otimiza o do processo de obten o de biodiesel 223 Um exemplo de trabalho inovador em termos de substitui o da fonte de energia empregada para a obten o de biodiesel o de Rodrigues et al 2009 que realizou o estudo da rea o de transesterifica o assistida por ultrassom a 40kHz de frequ ncia em condi es ambientes de temperatura e press o produzindo biodiesel et lico de leo de soja obteve um rendimento de 91 8 com 0 35 de hidr xido de s dio e 30 minutos de rea o na raz o molar leo etanol de 1 10 2 L quidos i nicos t m sido investigados de diversas maneiras para a produ o de biodiesel Como exemplo tem se o estudo da produ o de biodiesel via enzim tica usando o l quido i nico 1 n butil 3 metil imidaz lio bis trifluoro metil sulfonil imida por Gamba 2008 a 30 C na presen a de gua Uma das desvantagens deste m todo seria o alto tempo de rea o 8h para atingir cerca de 90 de rendimento e a grande quantidade de solventes usados rela o mol mol de etanol gua 85 15 apesar de poderem ser reaproveitados no final do processo via destila o percebe se que sempre haver uma perda signifi
396. r florestas energ ticas e res duos animais humanos e industriais A maioria dessas fontes apresenta caracter sticas estat sticas e estoc sticas de certa forma c clica em per odos de tempo compat vel com a opera o das usinas de gera o el trica e inferiores vida til delas REIS e SILVEIRA 2001 Tais fontes podem ser usadas para produzir eletricidade principalmente em usinas hidrel tricas e licas solar fotovoltaicas e termel tricas Por oposi o ao que foi feito para fonte renov vel segue uma sugest o de defini o para fonte n o renov vel de energia SEVERINO 2008 138 Uma fonte n o renov vel de energia aquela cuja utiliza o para a gera o de energia el trica consome apenas recursos n o renov veis aqueles geralmente pass veis de esgotamento por estarem sujeitos as utiliza es mais r pidas do que a sua reposi o pela natureza Nessa categoria est o os derivados de petr leo como a gasolina e leo diesel os combust veis radioativos como o ur nio o plut nio e o t rio a energia geot rmica o carv o e o g s natural Atualmente a utiliza o dessas fontes para a produ o de eletricidade d se principalmente a partir de uma primeira transforma o da energia da fonte prim ria em energia t rmica por meio de processos como a combust o a fiss o e os processos geot rmicos a gera o el trica ocorre em seguida a partir da energia t rmica em proce
397. r lito solu o aquosa de hidr xido de pot ssio KOH e operam com efici ncia de 50 a 60 A rea o de oxida o em eletr litos alcalinos mais r pida que em eletr litos cidos o que torna vi vel a utiliza o de metais n o nobres e mais baratos como catalisadores A maior desvantagem desse tipo de c lula reside no fato de os eletr litos alcalinos reagirem com o CO restringindo o emprego desse tipo de c lula a aplica es em que o oxig nio e o hidrog nio puros s o utilizados como reagentes As AFCs n o requerem materiais de alto custo na sua constru o Pela grande compatibilidade com muitos materiais t m vida longa tendo se j registrado per odos de opera o superiores a 15 000 h N o obstante o seu alto custo elas t m se mostrado vi veis para aplica es estrat gicas como miss es espaciais submarinas e militares O aumento do interesse nesse tipo de CaC para aplica es terrestres m veis e estacion rias est vinculado ao desenvolvimento de componentes de baixo custo para sua viabiliza o econ mica 10 4 2 CaC de Membrana Polim rica PEMFC Nas PEMFCS o eletr lito consiste em uma membrana polim rica fluorada e condutora de pr tons A temperatura de opera o dessas CaCs de cerca de 80 C o que permite a partida r pida desej vel para aplica o automotiva por causa do menor tempo necess rio ao aquecimento do eletr lito Devido ao mecanismo de condu o i nica operante
398. r pelo combust vel de acordo com seu pre o disponibilidade no mercado e desempenho do ve culo considerando as diferen as no rendimento do motor com uso da gasolina ou etanol Pa ses como EUA Canad Reino Unido Alemanha e outros possuem ve culos com tecnologia flex Entretanto somente no Brasil esses ve culos possuem a op o de operar com 100 de etanol Este artigo tem como objetivo analisar os ve culos flex fuel e as rela es entre o consumo do etanol comparado com a gasolina considerando fatores como rendimento pre o e sustentabilidade ambiental Palavras chave Ve culos Motores Combust veis Rendimento 9 1 INTRODU O Desde o in cio do s culo XX o setor automotivo tem se destacado no mercado O autom vel tornou um s mbolo de poder econ mico e de status social A quantidade de carros em circula o aumentou de tal forma que transformou cidades abriram se estradas e incentivou se maior prospec o de petr leo Este por sua vez por ser o principal combust vel utilizado para abastecimento e manuten o dos ve culos for ou a necessidade da constru o de plataformas para sua produ o refinarias gasodutos e redes de distribui o de seus derivados 7 Mestrando em Agroenergia UFT E mail thiagolazari Ouft edu br 28 Professora do Mestrado em Agroenergia UFT E mail yolandaOuft edu br 247 1 O mundo moderno foi constru do utilizando diferentes tipos de combust veis f sseis principal
399. ra o conectadas ao sistema de distribui o com o prop sito de alimenta o local n vel de subesta o de picos de carga e ou de tornar desnecess ria a constru o adicional ou o refor o de linhas de distribui o locais GOOGLE 2007 2 Sistemas de energia pequenos modulares descentralizados conectados ou n o rede de energia el trica e localizados no local onde a energia consumida ou pr ximo a ele US ENVIRONMENTAL PROTECTION AGENCY 2007 3 Gera o de eletricidade que ocorre no local do consumo ou pr ximo a ele ao contr rio da maioria da eletricidade que gerada em local remoto e transportada por longas linhas de transmiss o ao consumidor FUELING THE FUTURE 2007 4 Um termo popular para gera o de energia in loco KIOCERA SOLAR 2007 5 Gera o de eletricidade por usinas de pequeno porte localizadas pr ximas s cargas el tricas que elas suprem O termo geralmente usado para se referir a usinas que s o pequenas o suficiente para serem conectadas ao sistema de distribui o em vez de ao sistema de transmiss o Dependendo do tamanho das cargas vizinhas e da capacidade da linha de distribui o qual conectada o m ximo tamanho da gera o distribu da pode variar de uns poucos quilowatts at 5 MW As menores unidades de GD comercialmente dispon veis hoje podem produzir 30 kW ALAMEDA POWER amp TELECOM 2007 6 Geradores de eletricidade pain is solares turbinas e licas gera
400. ra o deve considerar o limite de varia o de tens o admiss vel e O limite deve ser baseado na estabilidade de tens o em vez de ser um valor absoluto e O aumento de tens o com a GD operando com pot ncia nominal deve ser menor que 2 Logo o n vel de penetra o toler vel depende da imped ncia da rede Tipicamente de 30 a 40 da pot ncia nominal do transformador atende a esse crit rio Se ultrapassar este limite a rede deve ser refor ada e reas urbanas podem ter limites de penetra o maiores por possu rem redes mais robustas e consequentemente de menor imped ncia e e Com elevada penetra o redes de distribui o rural podem apresentar fluxo reverso ao injetarem pot ncia na rede necessitando de refor o no alimentador resultando assim em uma solu o de maior custo Interessantes elementos em comum podem ser coletados dessas diversas respostas das concession rias europ ias e O limite de penetra o n o precisa ser um valor absoluto para todas as concession rias de distribui o e A varia o de tens o na rede um limitador o qual depende da imped ncia do alimentador e e A capacidade do alimentador e do transformador tamb m s o crit rios limitadores 102 3 5 3 Recomenda es Gerais As seguintes considera es podem ser feitas sobre o assunto como recomenda es s concession rias de distribui o 15 19 e Como regra geral a capacidade de GD instalada na rede el trica
401. ra o do biodiesel e da glicerina no final da rea o uma vez que n o h rea o de hidr lise e nem forma o de emuls es At mesmo para sistema com baixa atividade como o Cd acetato gt foi poss vel otimizar as condi es reacionais para se obter convers es mais altas SU AREZ et al 2007 Os alcoolatos tem sido uma op o interessante de catalisadores alcalinos para a rea o de transesterifica o j que s o isentos de gua Isso resulta em maiores rendimentos evitando rea es indesejadas Estes alcoolatos s o comercializados em meio alco lico na presen a de metanol ou etanol Quando se faz reagir um lcool com um metal alcalino como o s dio h a forma o dos alcoolatos e g s hidrog nio de acordo com a equa o a seguir 2H5C CH gt 0H Na gt 2HCCH Ho z Tamb m tem sido estudado o uso de enzimas como o caso de Faccio 2004 onde a convers o mais elevada foi de 98 em 6 horas de rea o usando o sistema leo de mamona Lipozyme IM nas condi es de maior temperatura 65 C concentra o de enzima de 20 m m raz o molar leo etanol 1 3 No entanto o maior inconveniente da via enzim tica tem sido o alto tempo de rea o Segundo Suarez et al 2007 seria interessante o uso de catalisadores heterog neos j que poderiam minimizar os custos de separa o e purifica o do lcool da glicerina e do biodiesel Contudo um entrave seria o elevado tempo de rea o Sendo
402. racicaba S o Paulo Novembro 2009 Dispon vel em lt lt web cena usp br Aspectos 20ambientais 20biocombust veis 20 Leidivan pdf gt gt Acesso em 20 de Maio de 2010 s 20h52min G MEZ E O etal Projeto de Pir lise R pida Cont nua de Biomassa com Ar em Reator do leito Fluidizado Atmosf rico An 3 Enc Energ Meio Rural 2003 HALL D O HOUSE J I SCRASE I Overview of biomass energy In ROSILLO CALLE F BAJAY S V ROTHMAN H Industrial uses of biomass energy the example of Brazil London Taylor amp Francis 2000 cap 1 HIGMAN C and van der Burgt M Gasification Ist edition Gulf Professional Dispon vel em lt lt http www internationalrenewablesenergy com index php pag menu amp idmenu 200 gt gt Acesso em 05 de Maio de 2010 s 10h00min Instituto Brasileiro de Geografia e Estat stica IBGE Produ o Agr cola Municipal Cereais Leguminosas e Oleaginosas 2005 Coordena o de Agropecu ria Diretoria de Pesquisas Instituto Brasileiro de Geografia e Estat stica IBGE Minist rio do Planejamento Or amento e Gest o MP Rio de Janeiro Brasil 2006 Instituto Virtual Internacional De Mudan as Globais IVIG 2007 Transesterifica o de leo Comest vel usado para a Produ o de Biodiesel e Uso em Transportes 2001 Dispon vel em lt lt http www ivig coppe ufrj br doc cnpql pdf gt gt Acesso em 31 de Outubto de 2007 s 08h43min INTERNATI
403. rais Brasil e regi es 2008 2008 CO NE N SE S BR PR BOTJ R 33 94 33 16 33 79 32 32 34 33 11 DESP RUR R 19 03 14 49 17 86 20 46 15 15 16 55 DESP URB R E UT RUR kg glp 7 289 5 681 6 871 8 230 5 793 6 498 E UT URB kg glp 9 856 9 630 9 401 9 208 9 223 9 336 E UT RUR kcal 24709 8 19257 4 23293 6 27898 3 19637 1 22028 3 E UT URB kcal 33412 7 32646 1 31870 2 31213 7 31265 5 31648 9 E UT LNH RUR kcal 8702 9 13388 7 8576 6 3315 4 11628 4 9620 6 a 108786 1 167359 4 107207 1 41442 2 145355 1 120256 9 lenha kg domic mes 105 31 162 01 103 78 40 12 140 71 116 42 Fonte Elabora o a partir da POF 2002 POF 2008 e PNAD 2006 Como podem ser observados os resultados obtidos para o consumo mensal de lenha est o sensivelmente abaixo das estimativas da tabela 1 Observa se uma redu o do consumo de lenha em 2008 nas regi es Nordeste Norte e Sudeste mesmo com o aumento do pre o do GLP devida provavelmente redu o da oferta de lenha em fun o do aumento da procura por carv o vegetal na siderurgia e mesmo como lenha na ind stria Em contrapartida nas regi es em que a oferta de lenha aumentou ou n o foi t o pressionado por outras formas de uso o consumo de lenha domiciliar aumentou caso das regi es Centro Oeste e Sul No Brasil na m dia observa se um discreto aumento no consumo As figuras 1 e 2 most
404. ram a evolu o 242 do consumo mensal de lenha nos domic lios rurais no Brasil e regi es Os valores intermedi rios entre 2002 e 2008 foram obtidos por interpola o geom trica 160 00 140 00 120 00 100 00 80 00 60 00 40 00 20 00 0 00 T T T T T 2002 2003 2004 2005 2006 2007 Figura 1 EVOLU O DO CONSUMO MENSAL DE LENHA POR DOMICILIO RURAL kg res mes NAS REGI ES SUL SUDESTE e BRASIL Fonte Elabora o a partir da tabela 1 e tabela 2 T T T T T 2003 2004 2005 2006 2007 Figura 2 EVOLU O DO CONSUMO MENSAL DE LENHA POR DOMICILIO RURAL kg res mes NAS REGI ES NORDESTE NORTE E CENTRO OESTE Fonte Elabora o a partir da tabela 1 e tabela 2 243 8 3 CONCLUS O N o se solidificou at o momento um procedimento metodol gico aceito de forma consensual para a estimativa do consumo de lenha residencial nas regi es rurais brasileiras em virtude das caracter sticas diversidade e especifidade desta fonte de energia Sua import ncia indiscut vel na matriz brasileira e portanto presen a obrigat ria no planejamento energ tico nacional e regional A presente proposta metodol gica de c lculo pretende ser uma contribui o para se atingir uma modesta forma de s ntese certamente n o no sentido da dial tica hegeliana uma vez que tanto a tese quanto a ant tese n o foram ainda estabelec
405. ram apresentadas as principais caracter sticas dos sistemas de gera o fotovoltaica e de gera o a partir de c lulas a combust vel usu rias respectivamente da radia o solar e do g s hidrog nio obtido por meio da hidr lise da gua mostrando se e Justificando se a relev ncia deles para a atualidade do setor de energia el trica no Brasil e no mundo tendo em vista a real possibilidade de sua utiliza o como fontes de GD REFER NCIAS ALDAB Ricardo C lula combust vel a hidrog nio fonte de energia da nova era S o Paulo Artliber 2004 Energia solar S o Paulo Artliber 2002 ALVES FILHO Jo o Matriz energ tica brasileira da crise grande esperan a Rio de Janeiro Mauad 2003 DOE U S Department of Energy Energy Efficiency and Renewable Energy EERE Solar Energy Technologies Program Dispon vel em lt www eere energy gov solar gt Acesso em 2 de Junho de 2007 ELECTROCELL Grupo Electrocell C lulas a Combust vel Dispon vel em lt www electrocell com br oqueeacc pt htm gt Acesso em 26 de Maio de 2008 EL KHATTAM W SALAMA M M A Distributed generation technologies definitions and benefits In Electric Power Systems Research Elsevier Science Oxford UK v 71 n 2 p 119 128 2004 FARRET Felix Alberto Aproveitamento de pequenas fontes de energia el trica Santa Maria UFSM 1999 HINRICHS Roger A KLEINBACH Merlin Energia e meio ambiente Tradu o t cni
406. ratura o aumento da temperatura do semicondutor pela exposi o radia o solar provoca a diminui o da banda de energia o que causa maior dissipa o do que em temperatura ambiente SZE apud SHAYANI 2006 Apesar de essa diminui o n o ocorrer de forma linear com o aumento da temperatura a lineariza o uma boa aproxima o para temperaturas entre 300 K e 600 K fornecendo as seguintes informa es para o sil cio a z banda de energia reduzida em pouco mais de 1 para cada 50 K de aumento de 285 temperatura para o GaAs a redu o de cerca de 1 5 para cada 50 K de aumento de temperatura Um modo de se melhorar a efici ncia da absor o da radia o solar a utiliza o de mais de uma jun o sobrepostas em forma de cascata com diferentes bandas de energia A primeira jun o a receber a radia o solar absorve os f tons com mais energia f tons menos energ ticos passam direto pela primeira jun o sendo absorvidos pela segunda jun o que deixa passar f tons menos energ ticos ainda e assim por diante Um bom exemplo disso apresentado por Shayani 2006 e Para um semicondutor com banda de 1 35 eV verificou se que a m xima efici ncia de 31 Para esse mesmo semicondutor o aumento da radia o solar em 1 000 vezes elevou a efici ncia para 37 Com a utiliza o de duas jun es em s rie com bandas de 1 56 eV e 0 94 eV a efici ncia encontrada foi de 50 Para tr s jun es
407. rav s do eletr lito a gua formada no anodo A corrente el trica gerada proporcional rea til dos eletrodos que s o a interface entre os gases reagentes o catalisador e o eletr lito e de import ncia fundamental para o bom desempenho da c lula unit ria Os eletrodos al m de condutores el tricos devem a ser porosos para permitir a permea o dos gases at o eletr lito b ter propriedades catal ticas para acelerar as rea es eletroqu micas c ser imperme veis ao eletr lito quando este for l quido para que o eletr lito n o afogue o eletrodo e impe a o acesso dos gases zona de rea o e d ser constru dos com material adequado O papel de fibra de carbono usualmente utilizado para essa fun o pois poroso hidrof bico condutivo e n o corrosivo Geralmente o material do eletrodo muito fino para maximizar o transporte de g s e gua O catalisador respons vel pela quebra da mol cula de Hz em H e em e Ele adicionado superf cie de cada eletrodo fazendo o contato com o eletr lito de forma a aumentar a taxa de rea es qu micas mas n o consumido nesse processo Geralmente a platina utilizada como catalisador por causa de sua alta atividade eletrocatalisadora de sua alta estabilidade e de sua elevada condutividade el trica Por m a platina um metal muito caro com o fato agravante de forte tend ncia de encarecimento e tem participa o significativa no cus
408. recimento acerca do que pot ncia nominal de uma c lula ou de um m dulo solar fotovoltaico a pot ncia de pico ou pot ncia m xima obtida sob condi es padr o de teste CPT Isso explica a anexa o da letra p de pico unidade de pot ncia Sendo assim t m se Wp e kWp RUTHER 2004 As CPT no caso s o a temperatura ambiente 25 C b intensidade de radia o 1 kW m e c espectro solar AM 1 5 LABOURET et al 2005 AM a sigla para a express o de l ngua inglesa air mass e o n mero 1 5 que a sucede representa quantas vezes o comprimento de ar da atmosfera em linha reta que a radia o solar tem de percorrer at atingir a superf cie terrestre maior que o comprimento que deveria ser percorrido se a radia o incidisse perpendicularmente superf cie A Figura 07 permite compreender o significado da sigla AM sendo que o n mero que a acompanha igual a 1 sen h em que h o ngulo indicado 291 O tempo de retorno de energia para o a Si atualmente em torno de um ano substancialmente menor que para o c Si principalmente por causa da menor quantidade de energia despendida na fabrica o do substrato de vidro ou a o inoxid vel ademais pequena a pot ncia necess ria para o dep sito da pel cula delgada de a Si sobre o substrato da ordem de 1 kW m coincidentemente da mesma ordem de grandeza da radia o solar na superf cie terrestre RUTHER 2004 Uma outra c
409. redu o no custo dos empreendimentos de gera o fotovoltaica Ainda com rela o ao custo da tecnologia Scheer 2002 afirma categoricamente que se deve produzir sem demoras nem limita es o progresso da energia solar n o obstante todas as considera es econ micas pois a demora implicar custo social maior que o custo para tornar realidade as energias e mat rias primas solares quanto mais rapidamente s energias e mat rias primas solares substitu rem as f sseis maior ser a economia para a sociedade que n o ter de custear as repara es de cat strofes f sseis sejam por danos causados por furac es inunda es ou guerras energ ticas sejam por gastos crescentes devido elimina o de res duos ou devido ao custo da crescente burocracia ambiental O autor ainda critica a forma pela qual a sociedade moderna t o dada ao desperd cio em muitos aspectos preocupa se em demasia com os pre os da energia impondo se assim limita es relativas a fontes energ ticas que apesar de mais caras s o tamb m mais compat veis com a natureza A tabela 01 a seguir mostra a distribui o das fontes energ ticas utilizadas em 2002 e em 2005 para a gera o de eletricidade no mundo Tabela 01 Gera o de Energia El trica no Mundo em 2002 e em 2005 conforme as Fontes utilizadas 2002 2005 Fonte de energia TWh de Percentual da TWh de Percentual da gera o gera o total gera o gera
410. res para gera o de energia alternativa e produ o de biofertilizante para a agricultura familiar e pequenas comunidades rurais Estes modelos tecnol gicos s o desenvolvidos de acordo com o tamanho da propriedade e condi o social do agricultor familiar Justifica se este trabalho porque 84 4 dos empreendimentos 20 agr colas no Brasil s o classificados como familiar e empregam 74 4 da popula o rural MDA 2005 1 2 TECNOLOGIA APROPRIADA DEFINI O E CARACTER STICAS A palavra tecnologia vem do grego techn e logos que significa o conjunto dos conhecimentos sobre os processos e meios de transforma o dos objetos de trabalho e vem sendo utilizada desde 1615 no idioma ingl s tendo o significado de discurso ou tratado sobre as artes GAMA 1986 A origem da id ia de tecnologia apropriada remonta o in cio do s culo XX quando Gandhi desenvolve uma abordagem para manuten o e dissemina o das tecnologias tradicionais nas vilas indianas Ele incentivou a produ o de alimentos e fertilizantes naturais para atendimento das necessidades dos habitantes dessas vilas por meio de cooperativas familiares e com tecnologias tradicionais condizentes com as condi es financeiras culturais e demogr ficas da ndia Defendia essencialmente que a tecnologia deveria ser desenvolvida a partir de uma abordagem integrada de desenvolvimento socioecon mico e cultural para atender demandas locais Esta abordagem foi esquecida
411. reto n 5 163 2004 a primeira norma legal brasileira a definir GD e o faz restringindo a sua conex o aos sistemas de distribui o BRASIL 2004 Sabendo serem bem distintas as realidades dos Estados Unidos da Am rica EUA dos pa ses europeus e do Brasil bastante razo vel considerar se que no Brasil pa s em desenvolvimento com grande extens o territorial e enorme necessidade de desenvolver sua economia a probabilidade de ocorr ncia de casos como o citado no exemplo anterior muito mais alta que nos EUA pa s de grande extens o territorial mas com distribui o populacional mais uniforme no territ rio e matriz de gera o el trica mais diversificada e menos concentrada e que na maioria dos pa ses europeus com pequena extens o territorial e distribui o populacional e de consumo de energia el trica muito mais uniforme no territ rio Com base nesse aspecto relevante da realidade brasileira neste trabalho a defini o de localiza o da GD ser ampliada com rela o anterior para abranger tamb m os casos em que a usina geradora esteja diretamente conectada ao sistema de transmiss o Desse modo 127 elimina se a discuss o relativa s controversas defini es t cnicas e legais de sistema de transmiss o e de sistema de distribui o Outra situa o relevante da realidade brasileira que precisa ser contemplada pela defini o de localiza o da GD a relativa s comunidades
412. rga essenciais em um sistema fotovoltaico isolado visto que o sistema de distribui o fornece energia carga quando a GDFV n o suficiente para tal notadamente durante a noite 89 Os conversores podem ser classificados em comutados pela linha ou autocomutados Fig 10 O tipo comutado pela linha utiliza tiristores como dispositivos de comuta o o qual permite controlar o momento de in cio de disparo por m n o possibilita interromper instantaneamente a condu o a qual depende da passagem da corrente pelo zero 8 J os conversores auto comutados utilizam dispositivos de eletr nica de pot ncia que controlam o instante de disparo e de bloqueio como o transistor bipolar de porta isolada insulated gate bipolar transistor IGBT e o transistor de efeito de campo metal oxide semiconductor field effect transistor MOSFET Conversor comutado pela linha Conversor auto comutado Figura 10 Classifica o dos Conversores 8 Esquema de controle de tens o Conversor Fonte de tens o Fonte de corrente Esquema de controle de corrente A maior parte dos conversores utilizados em GDFV s o autocomutados 8 Como podem controlar livremente a forma de onda da tens o alternada e da corrente poss vel ajustar o fator de pot ncia de forma din mica e suprimir componentes harm nicas de corrente al m de apresentar comportamento robusto para operar durante dist rbios oriu
413. ria org nica quando aplicada j est em est gio avan ado e desej vel de decomposi o que o h mus j plenamente ativo o que a partir da mat ria org nica bruta necessitar amos de um tempo muito grande no solo para acontecer O composto estar ass ptico e o h mus trar in culos de microorganismos e animais inferiores ativando a vida do solo Assim o composto trar para o solo direta e indiretamente fatores importantes de manuten o de produtividade al m de constituir de uma alternativa simples e de baixo custo Estas s o as formas de tecnologias apropriadas utilizadas dentro do Projeto Quintal Verde e Sistema Mandala A implanta o de projetos que fazem uso de formas de tecnologias apropriadas para sua instala o e condu o em pequenas comunidades agr colas constitui um fator promotor para o desenvolvimento sustent vel das fam lias A utiliza o de tecnologias relativamente simples como s citadas acima apropriadas para utiliza o nas irriga es aduba o de hortas m todos de controle fitossanit rios que permitem a utiliza o de produtos naturais oriundos da propriedade permitem aos produtores eliminar a necessidade de produtos externos ao im vel incrementando sua economia As pr ticas utilizadas neste trabalho s o extremamente econ micas de f cil preparo e aplic veis agricultura familiar n o s no Estado do Tocantins mas em todo o pa s Al m de ser ecologicamente corretas por utilizare
414. ricas de ilumina o e pequenos equipamentos eletrodom sticos Nesse caso a energia produz uma pequena melhoria na qualidade de vida dos usu rios A ilumina o entre outras coisas aumenta a seguran a e o conforto noturnos e viabiliza lazer e informa o por meio da leitura noturna A utiliza o de pequenos equipamentos eletrodom sticos viabiliza por exemplo lazer e acesso a informa o por meio do uso de televis o e ou de r dio maior conforto t rmico por meio do uso de ventilador e maior salubridade ambiental por meio do uso de repelentes eletroeletr nicos de insetos A energia geralmente de pequeno porte envolvida com essa utiliza o caracteriza um prop sito de baixo impacto IN Alimenta o das cargas el tricas citadas no item a adicionadas a pequenos sistemas de comunica o pequenas cargas el tricas de aquecimento e refrigera o e pequenos motores Nesse caso a energia produz uma melhoria na qualidade de vida dos usu rios bastante superior do caso anterior pois com comunica o aquecimento refrigera o e motoriza o algumas atividades tornam se vi veis melhorando as condi es de seguran a Faz se aqui a devida distin o entre os termos isolada e remota No contexto deste trabalho o primeiro refere se n o conex o a uma rede el trica convencional o segundo refere se grande dist ncia espacial geogr fica a uma rede el trica convencional causa para a n o conex o a ela Se
415. roaspers o utilizando tubo pl stico e cotonete Fonte Apud do site Gaia Terra Nova 2007 31 Este jato d gua chega a alcan ar 1 metro de dist ncia aumentando a efici ncia na utiliza o da gua Ap s montado o sistema basta girar a haste para a dire o que se deseja irrigar Com esse sistema utilizou se uma linha de irriga o por canteiro pode ser utilizado tamb m entre covas Esta tecnologia substitui perfeitamente os microaspersores convencionais e muitas s o as vantagens de sua utiliza o Al m do baixo custo de implanta o 85 inferior a outros materiais utilizados em irriga o de hortas este mecanismo permite a otimiza o no uso da gua considerando que a altura em que a haste se encontra do solo pequena reduzindo a perda por deriva pode funcionar 24 horas por dia exige pouca m o de obra e facilidade de automa o por estar ligada a uma torneira comum abastecida por gua proveniente da caixa d gua Outra forma de tecnologia apropriada utilizada no sistema foram os biofertilizantes que possuem compostos bioativos resultantes da biodigest o de compostos org nicos de origem animal e vegetal Para sua produ o foram utilizados somente insumos dispon veis na propriedade Esta tecnologia consiste em preparar um produto totalmente natural cujas caracter sticas nutricionais s o parecidas dos fertilizantes sint ticos Este produto fornece macro e micro nutrientes essenciais ao desenvolvimento d
416. rsor A Lnn FV FV Conversor anmi FV in SUBESTA O H Reguladores Reguladores 3 i suplementares suplementares Controle de li i tap sob carga Controle de j capacitor A Conversor E E Gerencia ajuste de rela o de Algoritmo d transforma o pot ncia reativa coordena o de em conversores e em m quinas regula o de tens o e rotativas e entrada de capacitor de pot ncia reativa para regular a tens o reduzir perdas e conservar energia Rede de comunica o de dados Penetra o de GD Figura 17 Esquema de Regula o de Tens o Integrada para Alimentadores com Elevada Fonte MCCGRANAGHAN et al 2008 modificado 8 O termo smart grid remete para uma situa o em que os diversos componentes de uma rede el trica tais como bancos de capacitores reguladores de tens o gera o distribu da e medidores podem interagir entre si atrav s de um sistema de telecomunica es o que permite opera o mais eficiente da rede de distribui o 104 3 5 4 2 Op es para Aumentar a Penetra o da GD Como op es para aumentar o montante de GD a ser inserido na rede de baixa tens o visando mitigar o aumento de tens o t m se 10 11 15 18 e Ajuste da rela o de transforma o do transformador de baixa tens o para reduzir a tens o de sa da para aproximadamente 98 do valor nomina
417. s apenas recentemente m dulos com grandes reas come aram a ser comercializados Esses m dulos normalmente t m a forma de placas de vidro de tom marrom ou azul escuro representando vantagem est tica com rela o ao c Si Analogamente ao caso do a Si os custos de produ o do CdTe s o atrativamente baixos para a produ o em larga escala logo essa tecnologia tem grandes chances de despontar como real competidor no mercado fotovoltaico para a gera o de maiores pot ncias Duas desvantagens dessa tecnologia s o a relativamente alta toxicidade e a baixa disponibilidade dos elementos envolvidos claro que essas desvantagens tornam se mais decisivas com a amplia o da escala de produ o Por outro lado uma boa vantagem dessa tecnologia que ela apresenta efici ncia de convers o fotovoltaica maior que a do a Si 10 2 5 5 Tecnologias CIS e CIGS Essas tecnologias de filmes finos tamb m s o competitivas em aplica es integradas a edifica es principalmente pelo seu potencial de atingir efici ncias relativamente elevadas e pela tima est tica Assim como no caso do CdTe a pouca abund ncia dos elementos envolvidos e a toxicidade deles s o desvantagens a serem consideradas especialmente no caso da produ o em grande escala Dos filmes finos comercialmente dispon veis os m dulos de CIGS s o os que apresentam a melhor efici ncia fotovoltaica 10 2 6 Caracter sticas El tricas de C lulas e M dulos Fot
418. s envolvendo comunidades agricultores familiares e escolas visando entre outros benef cios a seguran a alimentar dos atores envolvidos Este projeto transmite modelos de tecnologia apropriada que sejam aplic veis realidade de pequenas comunidades rurais buscando incrementar a produ o de verduras legumes cereais frutas ra zes entre outros cultivos atrav s da constru o de hortas comunit rias em qualquer local onde seja apropriada sua implanta o como estabelecimentos particulares escolas estaduais municipais creches entre outras sempre visando atender o n mero m ximo de pessoas Para a elabora o deste estudo de caso foram utilizados dados prim rios coletados por estes autores artigo que participaram individualmente de algumas fases de implanta o e condu o do Projeto Quintal Verde Essa participa o possibilitou sistematizar informa es e fatos provenientes das experi ncias obtidas em campo Para que o projeto se consolidasse foram realizadas palestras dias em campo visitas t cnicas e eventos com o objetivo de transmitir informa es e os benef cios advindos da sua utiliza o Existe por parte do Governo do Estado o objetivo de incentivar o cultivo de frutas e hortali as A implanta o e condu o deste projeto junto comunidade foram realizadas utilizando modelos de tecnologias apropriadas realidade local considerando as caracter sticas agron micas assim como as condi es finan
419. s Fabricantes de Ve culos Automotores 2009 Anu rio da Ind stria Automobil stica Brasileira Dispon vel em lt http www anfavea com br anuario2009 indice pdf gt Acesso em 03 de Mar o de 2010 11 ASSOVEPAR Associa o de Revendedores de Ve culos Automotores no Estado do Paran 2009 Frota Brasileira t m 27 8 milh es de ve culos Dispon vel em lt http www assovepar com br noticia php id 166 gt Acesso em 03 de Abril de 2010 12 Zan o A 2009 Caracteriza o da infra estrutura de armazenagem de lcool no Brasil e an lise da sua concentra o na regi o Centro Sul 73 p Disserta o Mestrado em Economia Aplicada Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz Universidade de S o Paulo Piracicaba 2009 13 Filho J 2009 A estrutura socioecon mica da produ o de etanol no Brasil o uso de fatores prim rios de produ o e as suas rela es intersetoriais 167 p Tese Doutorado em Ci ncias Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz Universidade de S o Paulo Piracicaba 2009 263 14 PUC RIO 2008 Motores de Combust o Interna Dispon vel em lt http 146 164 33 61 termo Motores curso 2008 0412756 07 cap 04 2 pdf gt Acesso em 05 de Abril de 2010 15 Rahde S Motores de combust o interna Departamento de Engenharia Mec nica PUC Dispon vel em lt http www reocities com hiostar Material Motores03 pdf gt Acesso em 02 de Abril de 201
420. s e que utilizem somente a radia o solar como fonte energ tica seja de forma direta obtida diretamente dos raios solares seja de forma indireta pelo uso de ondas mar s ventos for a hidr ulica e materiais de origem vegetal como a biomassa que s o produzidos pelo Sol no processo da fotoss ntese Uma vez na atmosfera terrestre a radia o solar incidente no limite superior desta sofre no percurso at o solo os efeitos cumulativos de reflex es dispers es e absor es provocados por flutua es clim ticas A incid ncia total da radia o solar sobre um corpo localizado no solo a resultante da soma das componentes direta difusa e refletida da radia o Radia o direta aquela que prov m diretamente do disco solar sem ocorr ncia alguma de mudan a de dire o dos raios solares que n o seja a ocasionada pela refra o atmosf rica Radia o difusa a recebida por um corpo ap s a dire o dos raios solares ser alterada por reflex es nas nuvens ou espalhamento na atmosfera Por sua vez radia o refletida ou albedo aquela recebida por um corpo ap s reflex o dos raios solares em superf cies adjacentes de pr dios rvores ou solos sendo bastante dependente da forma e da textura da superf cie refletora REIS 2003 TIBA FRAIDENRAICH e BARBOSA 1999 A Figura 02 mostra as componentes da radia o solar Nuvens Difusa Direta Refletida Figura 02 Componentes da Radia o Solar Font
421. s est gios de desenvolvimento os custos das c lulas ainda variam muito de uma tecnologia para outra e de um fabricante para outro Tolmasquim 2003 apresenta custos m ximos da ordem de US 3 000kW a US 4 000 kW para PEMFCs e SOFCs de pot ncias variadas considerando custos projetados para os primeiros produtos comerciais Isso significa a expectativa de que com os produtos plenamente desenvolvidos e com escala de produ o os custos ser o bastante reduzidos 10 6 CONSIDERA ES FINAIS No Brasil parte relevante da popula o ainda n o disp e de suprimento de energia el trica fato que torna a discuss o acerca desse tema muito importante Nos dias de hoje o atendimento a essa demanda pode ser feito por meio da utiliza o de GD que pode ser implementada com base em muitas fontes prim rias de energia e muitas tecnologias associadas ou n o 322 Considerando essa enorme diversidade e que o escopo deste trabalho restringe se abordagem de fontes e tecnologias de GD para atendimento a comunidades isoladas sem possibilidade de alimenta o el trica por conex o a rede el trica de distribui o existente limitou se a an lise pela considera o da necessidade de se minimizarem os custos de gera o Isso conduziu explora o de fontes que utilizem recursos naturais renov veis abundantes e gratuitos como o caso em muitas regi es do Brasil da radia o solar e da gua Sendo assim neste trabalho fo
422. s fotovoltaicos instalados em diversos pa ses apresentam crescimento anual superior a 30 chegando a picos superiores a 70 Fig 07 A quantidade de sistemas fotovoltaicos instalados no mundo ao final de 2008 superou 13 GW sendo que somente em 2008 5 56 GW foram instalados Deste total 6 correspondem a sistemas isolados 33 a sistemas conectados rede de forma centralizada e 61 a sistemas conectados rede como gera o distribu da 6 Nota se que a utiliza o de pain is fotovoltaicos em telhados de casas ou integrados edifica o vem se tornando uma pr tica cada vez mais comum 86 16 000 80 71 14 000 70 g O a a SE ES 8 E 12000 4 60 8 a o 2 o u pm W 10 000 50 2 A a E ou v e g 800 4 5 SE Se E 2 co 30 q va so vo Em 3 4 000 e 20 O q 5 8 2 v se o S 2 000 E 10 amp N m T in wW o q o N m qT iN 1 o e q oq T Le q Le e oO oO oO oO oO oO oO oO oO q q oq on q Lep q oq o O o So o o o o o A N N N N N N N N N Anos Figura 07 Pot ncia Fotovoltaica Mundial Instalada e Percentual Anual de Crescimento Fonte IEA PVPS 2009 modificado 3 3 2 Configura es da GDFV Podem ser definidas quatro configura es diferentes de sistemas solares fotovoltaicos Fig 08 os quais diferem por sua finalidade 6 e Sistema isolado dom stico modalidade que prov eletricidade para casas e vilas que n o est o conectadas ao s
423. s isoladas quanto de forma conectada a rede el trica existente As taxas de crescimento da produ o de m dulos fotovoltaicos t m sido altas da ordem de 15 ao ano desde 1983 No entanto as taxas verificadas nos anos de 2000 e 2001 foram excepcionalmente altas da ordem de 40 SEVERINO 2008 Em 2001 a produ o mundial de m dulos fotovoltaicos atingiu os 401 MW sendo que em 2000 era de 287 MW dos quais 172 MW no Jap o O Gr fico 02 a seguir ilustra essa evolu o ms 3 E 2e E S 2 E E je Eu 1991 1993 1995 1997 1999 2001 Ano Gr fico 02 Evolu o da Produ o Mundial de C lulas e M dulos Fotovoltaicos Fonte LORA e HADDAD 2006 modificado Com esse aumento de produ o os custos ca ram muito segundo Tester et al 2005 a produ o das primeiras c lulas fotovoltaicas deu se em grande parte em raz o dos programas espaciais russo e norte americano e elas foram constru das ao custo de US 250 W em 2003 mais de 700 MW de c lulas fotovoltaicas foram fabricadas ao custo aproximado de US 2 50 W o que representa uma redu o de 100 vezes no pre o das c lulas fotovoltaicas Os sistemas fotovoltaicos que s o instalados sem conex o a nenhuma rede el trica denominados sistemas fotovoltaicos aut nomos usualmente utilizam algum sistema auxiliar de armazenamento de energia normalmente baterias para manter o fornecimento total ou parcial de energia em per odos de radia o
424. s por hidrog nio sendo que os principais problemas relacionados a elas s o o desempenho do catalisador e a permea o de metanol atrav s da membrana polim rica Todavia o desempenho das DMFCs vem melhorando rapidamente e elas j s o competitivas com as baterias de Li mais avan adas com a vantagem de poderem ser recarregadas facilmente 10 4 8 CaC de Etanol Direto DEFC O combust vel etanol apresenta vantagens em rela o ao metanol tais como menor toxidez e maior facilidade de ser obtido de forma renov vel a partir de biomassa Estudos iniciais indicaram que a permeabilidade do etanol atrav s do eletr lito polim rico baixa o que o torna promissor para alimenta o direta de PEMFC Por outro lado a cin tica de oxida o do etanol mais lenta que a do metanol implicando a gera o de sobrepotencial an dico ainda maior que no caso do metanol Essas CaCs ainda est o em est gio de desenvolvimento laboratorial 10 5 SISTEMAS BASE DE CACS Sistemas base de CaCs que utilizam as muitas tecnologias descritas anteriormente t m sido testados em aplica es m veis e estacion rias por todo o mundo demonstrando muitas vantagens com rela o aos sistemas convencionais A figura 16 mostra um esquema geral de sistema base de CaCs em que s o destacados os componentes principais No esquema 47 Aldab 2004 Severino 2008 e Reis 2003 318 mostrado os principais componentes s o o processador do co
425. s t picos de efici ncia das tecnologias na Alemanha As informa es incluem as emiss es diretas aquelas ocorridas durante a gera o el trica e as indiretas aquelas ocorridas durante a fabrica o da unidade geradora e na explora o e no transporte dos recursos energ ticos Conforme as informa es do quadro 03 as emiss es das tecnologias t picas de GD s o significativamente inferiores s das emiss es das usinas geradoras a carv o As turbinas a g s de ciclo combinado e os grandes geradores hidr ulicos tamb m apresentam emiss es de CO2 e de SO significativamente menores que as das usinas geradoras a carv o Quadro 03 Compara o entre Tempo de Amortiza o de Energia e Emis es de Diversas Tecnologias Energ ticas Tempo de CO e CO cla retorno de SO NO Co equivalente 8 energia kg GWh kg GWh GWh de metano meses t GWh Ee 630 630 830 Queima de carv o jazida 1 0 1 1 1 370 1 560 920 1 240 Nuclear ND ND ND ND 28 54 G s TGCC 0 4 45 140 650 810 a 450 Grande hidrel trica 5 6 18 21 34 40 7 8 5 Tecnologias renov veis de GD Micro hidrel trica 9 11 38 46 71 86 16 20 ND Pequena hidrel trica 8 9 24 29 46 56 10 12 2 Turbi 4 5 m s 6 20 18 32 26 43 19 34 ND Po 5 5 m s 4 13 13 20 18 27 13 22 ND 6 5 m s 2 8 10 16 14 22 10 17 11 Monista yaaa da0 aa So ND o 260 Fotovoltaie poticris
426. sa este sistema aumentando a oferta de m o de obra fixando o homem em sua regi o de origem consequentemente melhorando a qualidade de vida das popula es de localidades isoladas 2 2 PEQUENAS CENTRAIS TERMOEL TRICAS A BIOMASSA O incremento da produ o de eletricidade em pequenas centrais termoel tricas PCT s a biomassa foi um tema de discuss o no Brasil principalmente a n vel governamental entre o final dos anos 70 e in cio dos anos 80 Nesta oportunidade foi cogitado adotar tal tecnologia para os sistemas isolados especialmente na Amaz nia a partir de madeira das reservas naturais ou de reas reflorestadas As tecnologias consideradas neste caso foram a gaseifica o de carv o vegetal em gasog nios associados a grupos motogeradores de ciclo Diesel e a combust o direta em caldeiras em ciclos Rankine com turbinas a vapor Visando maiores capacidades e empregando ciclos a vapor consumindo lenha picada para unidades com capacidade acima de 5MW ou lenha em toras para capacidades inferiores foram projetadas ou instaladas diversas unidades na primeira metade dos anos oitenta As centrais efetivamente instaladas estavam associadas a canteiros de obras de usinas hidroel tricas e a agroind strias de grande porte em sistemas isolados sempre utilizando lenha nativa cortada 53 da rea dos reservat rios ou oriundas de frentes de desmatamento associadas expans o da fronteira agr cola CASTRO et al 1989 Um exe
427. se tecnol gica poss vel sua condi o espacial social e financeira Assim ocorre no Estado do Tocantins onde grande parte da agricultura familiar caracterizada como de subsist ncia cujos ocupantes s o popula es tradicionais como quilombolas ind genas e ribeirinhos A transfer ncia da tecnologia apropriada permite que estas comunidades cres am produzam excedentes e se desenvolvam de forma sustent vel Um dos entraves para difus o de modelos de tecnologia apropriada a multiplicidade de tipos de agricultores familiares e a insufici ncia de pesquisas e desenvolvimento Falta treinamento nas diversas institui es tanto governamentais quanto privadas direcionadas a criar solu es para resolver problemas dos agricultores familiares atrav s do desenvolvimento de projetos de tecnologias aplic veis realidade dos mesmos 1 3 ESTADO DO TOCANTINS No Estado do Tocantins existem aproximadamente 34 521 estabelecimentos familiares No total s o 136 785 pessoas ocupadas dentro do processo de produ o da agricultura familiar representando 13 do total da popula o do Estado Anualmente contribuem e geram uma renda em torno de R 108 milh es de reais economia do Estado SANTOS 2004 Dos 34 521 estabelecimentos familiares do estado 10 939 32 s o classificados como quase sem renda 8 484 25 s o considerados de baixa renda 11 139 32 s o de renda m dia e 3 959 11 s o classificados como de rendas a
428. sej vel que no caso de um defeito na rede de distribui o a GD continue operando ao inv s de se desconectar Desta forma possibilita se a opera o isolada intencional e controlada funcionando como sistema ininterrupto de energia no break para cargas essenciais tais como computadores al m de manter o funcionamento de cargas espec ficas como bombeamento d gua Um mercado potencial para esta tecnologia abrange redes de distribui o de pouca confiabilidade que apresentam desligamentos constantes e demorado tempo de restabelecimento 3 5 6 Pesquisas Adicionais Pesquisas adicionais em diversos t picos relacionados ao limite de penetra o de GD em redes de distribui o s o necess rias Entre os principais t picos a pesquisar podem se citar 10 19 20 e Avaliar o efeito do aumento da tens o na rede de distribui o para elevada penetra o de GD atrav s de mais estudos e medi es Devem ser consideradas diversas configura es de rede el trica urbana rural de diferentes pa ses para prover m todos de avalia o da penetra o de GD m xima ou tima e Modificar a forma como o planejamento opera o e controle das redes de distribui o s o feitas para que fiquem aptas a incorporarem elevada penetra o de GD Existe a necessidade de rever alterar e adaptar onde necess rio estruturas e procedimentos utilizados atualmente e Desenvolver melhores pr ticas para que as t cnicas de regula
429. sel em pequena grande escala e aponta suas perspectivas tecnol gicas Palavras chave Agroenergia Tecnologia Biodiesel 7 1 INTRODU O A rea o de transesterifica o tida como uma maneira mais vi vel para se reduzir a viscosidade de leos animais e vegetais refinados para uso energ tico O produto principal obtido s o os steres alqu licos os quais se denominam biodiesel o biocombust vel propriamente dito e como subproduto a glicerina um lcool de tr s hidroxilas que possui in meras aplica es O processo de obten o de biodiesel simples por m depende do controle de suas vari veis e pode ser melhorado a partir do estudo e da otimiza o das mesmas A composi o qu mica do leo o tipo de lcool empregado o tipo e as quantidades de catalisadores utilizados a temperatura e o tempo de rea o t m sido as vari veis consideradas mais importantes Na composi o qu mica do leo bruto dois componentes s o decisivos no processo o ndice de acidez e a presen a de gua Ambos contribuem para a forma o de rea es de saponifica o reduzindo o rendimento final Mestrando em Agroenergia UFT E mail baleeiro Omail uft edu br 2 Professor do Mestrado em Agroenergia UFT E mail juancs Ouft edu br 215 leos com alto ndice de acidez podem passar por uma pr transesterifica o ou esterifica o antes do in cio do processo com o objetivo de assegurar uma maior porcentagem de con
430. sidade da utiliza o dos de origem qu micos industriais Portanto a utiliza o destas tecnologias apropriadas al m de contribuir com a interioriza o do desenvolvimento proporciona substancial aumento na renda do produtor rural e o equil brio entre o social ambiental e o econ mico 44 REFER NCIAS ABIKO A K Tecnologias apropriadas em constru o civil In Tecnologia e materiais alternativos de constru o FREIRE Wesley Jorge e BERALDO Antonio Ludovico SP Editora da UNICAMP 2003 AFONSO C L K C Avalia o e otimiza o de biodigestor 2006 Dispon vel em lt www puc rio br Carlos 20Leonardo 20Kurdian 20Castanho 20Afonso pdf gt Acesso em 11 de Abril de 2010 ASSIS F O Bacia hidrogr fica do Rio Quilombo dejetos de su nos e impactos ambientais Curitiba Ed UFPR 2004 Dispon vel em lt http ojs c3sl ufpr br 0 s2 index php raega article viewFile 3386 2715 gt Acesso em 11 de Abril de 2010 COLEN F Potencial energ tico do caldo de cana de a car como substrato em reator UASB 2003 85 f Tese Doutorado em Energia na Agricultura Faculdade de Ci ncias Agron micas Universidade Estadual Paulista Botucatu 2003 COMPANHIA NACIONAL DE ABASTECIMENTO CONAB Acompanhamento da Safra Brasileira Gr os safra 2007 2008 D cimo Levantamento Bras lia Julho de 2008 Dispon vel em lt http www conab gov br gt Acesso em 17 de Mar o de 2010 COSTA RICA RURAL Biodigestor Constr
431. so da classifica o proposta com foco na energia gerada estabelecem se as rela es descritas a seguir O prop sito da GD do ponto de vista da origem dela o seu prop sito prim rio que o apresentado anteriormente gerar energia el trica ativa O prop sito da GD do ponto de vista do destino dela o seu prop sito secund rio que bastante vari vel Para obt lo necess rio que se responda seguinte pergunta a energia el trica gerada utilizada com que prop sito claro que existem muitas respostas a essa simples pergunta que incluem as mostradas a seguir 1 Prop sito t cnico de engenharia T m esse prop sito aquelas utiliza es que se justificam integralmente pela pr pria engenharia como as exemplificadas a seguir a Reserva energ tica para garantir a n o interrup o na opera o normal das cargas el tricas no caso de falha na alimenta o el trica convencional Esse o caso de sistemas de alimenta o ininterrupta conhecidos como nobreaks Nesses sistemas a energia suprida pelo sistema el trico tradicional fornecida ao nobreak e este alimenta a carga el trica formando uma tecnologia conhecida como online De fato o nobreak recebe energia el trica condiciona essa energia e a repassa carga ininterruptamente sem que haja gera o de energia el trica adicional que fornece energia entrada do nobreak Quando ocorre uma falha da alimenta o el trica na entrada do nobreak u
432. ssivelmente porque al m de serem refer ncias diferentes elas possuem defasagem temporal importante Logo com a evolu o tecnol gica r pida o desempenho energ tico dos pain is melhorou De fato conforme divulgado em IEA 2008b com informa es de 2006 considerando se a irradia o solar igual a 1 700 kWh m 2 ano o tempo de retorno de energia para o m Si est pr ximo aos 24 meses para o p Si est pr ximo aos 21 meses e para o a Si est pr ximo aos 18 meses 289 A fabrica o do sil cio policristalino p S1 exige t cnicas mais simples resultando em menor efici ncia da c lula e menor perfei o cristalina que no caso do m Si por m com menor gasto energ tico o que diminui o tempo de payback de energia O material utilizado o mesmo que para o m Si ou com menor grau de pureza que fundido e posteriormente solidificado direcionalmente na forma de lingote com grande quantidade de gr os ou cristais no contorno dos quais concentram se os defeitos que tornam esse material menos eficiente que o m Si em termos de convers o fotovoltaica Os processamentos posteriores at que seja obtido um m dulo fotovoltaico s o semelhantes aos utilizados no caso do m Si RUTHER 2004 Nos ltimos anos a participa o do p Si no mercado mundial tem aumentado em detrimento do m Si sendo que atualmente mais de 50 da produ o mundial recai sobre o p Si MAYCOCK apud RUTHER 2004 O p Si tamb m pode ser produzid
433. sso denominado gera o termel trica A figura 06 a seguir sintetiza a proposta de classifica o de GD quanto tecnologia feita aqui GD Classifica o quanto tecnologia Modular Combina o de calor e eletricidade Figura 06 Classifica o de GD quanto Tecnologia f O impacto ambiental Aspecto n o referido nas defini es exemplo Fregiientemente assume se que as tecnologias de GD s o mais ambientalmente amig veis que as de gera o centralizada Todavia isso n o significa que esse aspecto deva estar expl cito na defini o de GD Ademais a explicita o deste aspecto na defini o de GD seria extremamente dif cil pois a an lise do impacto ambiental de uma tecnologia demasiadamente complexa pelas seguintes raz es a Possui car ter intrinsecamente multidisciplinar em que h diversos fatores relevantes inter relacionados b Envolve fatores de naturezas distintas como por exemplo a t cnica de engenharia a humana a social e a ambiental c Envolve fatores de varia o n o previs vel e d N o possui em muitos casos dados hist ricos anteriores relacionados a situa es consideradas equivalentes 139 O quadro 03 por exemplo apresentada por Ackermann Andersson e S der 2001b mostra as mais importantes emiss es de poluentes relacionadas produ o de eletricidade com base em diferentes tecnologias e t m c lculos com base na m dia do mix energ tico alem o e nos valore
434. sso produtivo Assim o produtor continua explorando ao m ximo todo o potencial dos recursos locais em mat rias primas energia e equipamentos sem nenhum preju zo produ o importante considerar que quase metade dos estabelecimentos brasileiros do tipo familiar 49 8 depende exclusivamente da for a f sica dos seus integrantes para realizar as tarefas agr colas necess rias produ o como arar semear capinar e colher GUANZIROLI et al 2001 A introdu o de tecnologias apropriadas no meio rural torna o trabalho mais leve e produtivo promovendo desenvolvimento e inclus o social neste setor Para muitos tecnologia apropriada sin nimo de tecnologia atrasada superada pelos avan os sistematicamente proporcionados pela incorpora o de novos conhecimentos gerados pelas atividades de P amp D RODRIGUES amp BARBIERI 2008 Entretanto para agricultores que 22 disp em de pouca infraestrutura tecnol gica em seu sistema produtivo a inser o desta tecnologia mesmo com toda sua simplicidade pode sim incrementar caracter sticas agron micas nos sistemas produtivos promovendo o desenvolvimento econ mico e social Esta tecnologia adaptada ao local e s necessidades do usu rio e por isso diferentes grupos culturais e geogr ficos poder o obter resultados diferenciados conforme sua aplica o Assim cada produtor ir adotar o mecanismo que melhor atender sua demanda imediata lan ando m o de toda ba
435. ssos da rota de primeira gera o Nas tecnologias para a produ o do biodiesel existem processos alternativos craqueamento esterifica o transesterifica o dentre outros que podem ser et lico etanol ou met lico metanol Atualmente a transesterifica o et lica o processo mais utilizado gra as disponibiliza o do lcool que al m de uma log stica pronta tem tamb m o incentivo do Governo Ressaltando n o caber a ele recomendar tecnologias porque as mesmas devem ser adaptadas a realidade de cada regi o brasileira respeitando a diversidade ambiental a cultura e a economia Ao Governo cabe continuar estimulando o desenvolvimento tecnol gico atrav s dos conv nios firmados entre o Minist rio da Ci ncia e Tecnologia e as Funda es 189 Estaduais de amparo pesquisa Contribuindo para que se possa produzir o biodiesel com custos cada vez mais acess veis estimulando a competitividade a exemplo do etanol Os principais processos observados na figura 01 para utiliza o das fontes de biomassa s o 1 Combust o direta geralmente em caldeiras ou fornos 2 Convers o biol gica por digest o anaer bica bacteriana em um biog s rico em metano para ser usado como um combust vel gasoso 3 Convers o qu mica ou bioqu mica produz etanol metanol combust veis l quidos 4 Gaseifica o processo de convers o f sico qu mica em um combust vel gasoso que provoca combust o a uma caldeira m qui
436. st vel tradu o literal do termo ingl s fuel cell c lula de combust vel e pilha a combust vel com predom nio do primeiro Neste trabalho 4 Aldab 2004 Portal H2 2008 Reis 2003 Severino 2008 Tolmasquim 2003 e Wikip dia 2008 300 ser utilizado o termo c lula a combust vel CaC por ser considerado o mais adequado do ponto de vista ling stico para o caso A descoberta do princ pio de funcionamento de uma CaC ocorreu h mais de 160 anos Em 1839 um cientista brit nico William Robert Grove 1811 1896 conhecendo o fato de que a passagem de corrente el trica atrav s de gua produzia os gases hidrog nio e oxig nio conseguiu produzir o processo inverso combinou hidrog nio e oxig nio para produzir eletricidade e gua Apesar das v rias tentativas feitas por diversos cientistas no decorrer do tempo os primeiros experimentos bem sucedidos com CaCs foram realizados nos anos 30 do s culo XX quando o engenheiro ingl s Francis Thomas Bacon 1904 1992 desenvolveu CaCs de eletr lito alcalino Todavia apenas em 1959 Bacon conseguiu fazer funcionar uma CaC de 5 kW capaz de alimentar uma m quina de solda A partir desse momento o apoio da National Aeronautics and Space Administration NASA a ag ncia espacial dos EUA foi decisivo no desenvolvimento dessa tecnologia a NASA precisava de um gerador el trico compacto eficiente e que utilizasse um combust vel leve e com grande densi
437. st vel s lido em outro de melhor qualidade e conte do energ tico ATLAS 2008 Este processo consiste no aquecimento do material original entre 300 C e 900 C na quase aus ncia de ar at a extra o do material vol til Obt m se como resultado um g s combust vel produtos l quidos alcatr o e cido piro lenhoso e uma subst ncia carbonosa que pode ser convertido em carv o ativado 192 A pir lise pode ser dividida em pir lise lenta ou convencional e pir lise r pida o processo tradicional de realizar se a pir lise conhecido como pir lise lenta se caracteriza por realizar se a baixas taxas de aquecimento C s e elevados tempos de resid ncia dependente do pr prio processo Este processo visa maximizar o rendimento de carv o vegetal custa de minimizar as quantidades de bio leo e g s A pir lise r pida a realizada a elevadas taxas de aquecimento e pequenos tempos de resid ncia das fases gasosas e s lidas no reator Como resultados deste processo s o produzidos principalmente vapores e aeross is al m de certa quantidade de carv o vegetal GOM Z et al 2003 A mat ria org nica passa por v rias etapas no reator pirol tico zona de secagem com a temperatura variando de 100 C a 150 C Zona de pir lise onde ir o ocorrer rea es qu micas como a fus o volatiliza o e oxida o Nessa etapa que s o retirados subprodutos como alco is e alcatr o Produtos como o bio le
438. steres alqu licos Existe uma segunda via de transesterifica o na cat lise b sica proposta por Meher et al 2002 em que a diferen a consiste no fato de que o intermedi rio reage com o lcool regenerando o catalisador e formando um novo composto intermedi rio tetra drico Por fim na etapa seguinte o composto intermedi rio se rearranja para formar uma mol cula de diacilglicerol R OH e ster R COOR Sendo assim este considera que n o h forma o do nion diglicer deo fortemente b sico como descrito na etapa 4 representada acima 227 Para minimizar os problemas associados ao uso de catalisadores homog neos consider veis aten es t m se dado utiliza o de catalisadores heterog neos tais como ze litas xidos de metais alcalino e alcalino terrosos pol meros com catalisadores suportados dentre outros Esses catalisadores poderiam minimizar os custos de separa o e purifica o dos produtos e seriam reutilizados Tamb m j foram testados complexos organomet licos com alta solubilidade em triglicer deos do tipo cido de Lewis obtidos com c tions met licos como estanho c dmio zinco e chumbo al m dos ligantes oxigenados bidentados como 3 hidroxi 2 metil 4 pironato C6HsOs e carboxilatos Na metan lise do leo de soja verificou se que a atividade destes catalisadores est associada sua acidez sendo o sistema mais ativo o Sn C6Hs03 H 0 com a vantagem de se obter uma f cil sepa
439. talino 58 74 260 330 250 310 o 228 Amorfo 51 66 135 175 160 200 Ga ND Geot rmica ND ND ND ND 50 70 Mar s ND ND ND ND 2 Fonte ACKERMANN et al 2001b modificado a Tamb m conhecido como tempo de payback de energia corresponde ao tempo necess rio para que a tecnologia gere energia el trica equivalente utilizada na fabrica o do gerador b ND significa informa o n o dispon vel 140 Baterias e c lulas a combust vel n o t m emiss es diretas Em combina o com as emiss es ocorridas durante o processo de fabrica o a mistura de combust veis utilizada para a produ o da eletricidade armazenada nas baterias deve ser considerada nos c lculos das emiss es indiretas das baterias No caso das c lulas a combust vel as emiss es indiretas tamb m dependem da combina o dos tipos de energia que s o requeridos para se produzir hidrog nio porque o hidrog nio n o pode ser explorado diretamente da natureza Benef cios ambientais adicionais resultantes por exemplo da redu o das perdas nas linhas de transmiss o obtidos em fun o da localiza o e do tamanho da usina podem melhorar o balan o ambiental da GD N o obstante alguns ponderam que uma grande quantidade de GD poderia for ar as grandes unidades a operar abaixo de sua efici ncia tima o que levaria ao aumento nas emiss es por kWh produzido ACKERMANN ANDERSSON e S DER 2001b Outros aspectos que tornam
440. tato obtida aproximadamente 96 m g Tabela 04 Catalisadores de Metais Alcalinos e Alcalino terrosos usados no Estudo da Rea o de Transesterifica o Catalisador Tempo de Convers o Superf cie de rea o h contato m g NaHCO 4 1 E Na HPO 4 0 2 r NaH PO 4 0 E KHCO 4 0 7 P K HPO 4 0 6 A CaO 24 1 5 10 0 6 CaCO 24 2 5 0 6 0 1 MgO 24 3 5 96 4 MgO 24 2 5 3741 MG OH 2 4MgCO 24 2 5 20 0 5 Fonte ARZAMENDI et al 2008 229 De acordo com Dub et al 2007 tamb m s o descritos na literatura trabalhos envolvendo o uso de catalisadores cidos tais como cido sulf rico H SO Entretanto faz se necess rio um tempo de 6 horas de rea o temperatura de 65 C e altas concentra es desse catalisador para obten o de rendimentos pequenos de cerca de 64 em compara o com as bases i nicas tradicionais 96 em m dia com um tempo de 60 minutos hidr xido de pot ssio KOH e ou hidr xido de s dio NaOH o Hr OH TOH m a m ar ne OH m A a H 7 AOH Ros a R R R o OR Figura 08 Mecanismo da Rea o de Transesterifica o Via Cat lise A utiliza o de cido sulf nico SO3H exibiu a vantagem de poder ser funcionalizado em superf cies polim ricas GUERREIRO et al 2006 Artigo publicado por Rezende et al 2005 utilizou resinas sulf nicas em suporte de resina a base de estireno divinilbenzeno em compara o com o uso de cidos sulf nicos em meio h
441. te a observa o dos pre os de cada combust vel e considerando a diferen a no rendimento dos mesmos optar por abastecer somente com o mais vi vel economicamente No Brasil duas vantagens relacionadas ao etanol o destaca como combust vel mais vi vel A primeira que na maioria dos estados brasileiros o pre o do etanol inferior ao da gasolina em mais de 30 o que viabiliza a utiliza o isolada deste combust vel A outra vantagem que por ser produzido atrav s da cana de a car como mat ria prima renov vel o etanol contribui para a redu o na emiss o de gases de efeito estufa desempenhando um importante papel na sustentabilidade ambiental brasileira De forma associada todos estes fatores contribuem para o sucesso do autom vel flex fuel Esta tecnologia de alguma forma protege o consumidor dos aumentos de pre os s bitos do petr leo no mercado e ainda o possibilita fazer escolhas o que agrada aos usu rios de autom veis flex fuel REFER NCIAS 1 Junior H Tecnologia de Motores Flex veis Dispon vel em lt http www mre gov br dc temas Biocombustiveis_06 tecnologiademotores pdf Acesso em 02 04 2010 gt Acesso em 05 de Abril de 2010 262 2 Goldemberg J 2009 Biomassa e energia Qu m Nova online 2009 vol 32 n 3 pp 582 587 ISSN 0100 4042 3 Branco L 2009 Biocombust veis Brasileiros e o Mercado Internacional Desafios E Oportunidades Revista CEJ Ano XIII n 46 p 39 48
442. ter condi es de arcar com os custos da utiliza o desta energia seja da rede de distribui o seja por gera o independente Ao se referir a comunidades isoladas da Amaz nia legal Santos amp Zukowski Jr 2007 falam de comunidades nos estado do Par Amazonas e outros do extremo norte do Brasil inclusive no Estado do Tocantins onde sob a tica inicialmente apresentada tem regi es isoladas ou comunidade quilombolas onde n o havia energia el trica dispon vel Este trabalho apresenta um estudo de caso onde uma comunidade isolada foi selecionada para receber um sistema de gera o de energia h brido solar e e lico O Problema Situa o da comunidade antes do projeto O estado do Tocantins est entre as unidades da federa o que compreendem a Amaz nia Legal A tabela 01 mostra as localidades que fazem parte do parque do Jalap o e est o em torno dele 160 Tabela 01 Comunidades dentro e fora do Parque Estadual do Jalap o desprovidas de energia el trica Comunidades dentro Rios Casas Adultos Crian as Popula o Carrapato Formiga Carrapato e Formiga 43 39 65 104 Boa Esperan a e regi o 54 128 118 246 Cap o do C rregos e tribut rios do Rio Modesto Lageado Novo E a e A Romam Preto e Brejo Grande 15 45 48 93 Brejo Grande Galheiro C rrego Galheiro Rio Sono 16 34 35 69 Fazenda Nova Rio Sono e Rio Prata 24 43 59 102 TOTAL 157 301 337 638 Fonte Projeto
443. terias el tricas consistem em determinado n mero de pequenos m dulos que podem ser montados nas f bricas Esses m dulos demandam tempo de instala o bastante pequeno na montagem final da usina geradora A constru o in loco requer significativamente menos tempo que o requerido para grandes usinas geradoras centralizadas Adicionalmente cada m dulo pode come ar a operar t o logo esteja instalado no local independentemente da situa o dos demais m dulos No caso de falha de um m dulo os outros m dulos n o s o afetados por isso Uma vez que cada m dulo pequeno quando comparado com o tamanho unit rio de grandes usinas geradoras centralizadas o efeito da falha do m dulo na pot ncia dispon vel total de sa da consideravelmente menor Finalmente essas tecnologias permitem a adi o posterior de m dulos ou a transfer ncia de m dulos para outros lugares se necess rio O terceiro aspecto importante a se considerar a possibilidade de produ o combinada de calor e energia Turbinas a g s de ciclo combinado motores de combust o interna turbinas de combust o gaseifica o de biomassa processos geot rmicos motores stirling e c lulas a combust vel s o adequados produ o combinada de calor e energia Essa produ o por ocorrer em um nico lugar possui alta efici ncia processual se o calor for localmente utilizado Na maioria dos casos a gera o de calor e energia tem estreita correla o pois
444. tion a review Renewable amp Sustainable Energy Reviews v 10 p 248 268 2006 MERTINS O SEBBEN M SCHNEIDER P H POHLMANN A R SILVEIRA N P Caracteriza o da pureza de fosfatidilcolina da soja atrav s de RMN de 1H e de P Qu mica Nova Porto Alegre RS v 31 n 7 1856 1859 set 2008 MOORE J WALTER F sico qu mica 4 ed americana S o Paulo Edgard Blucher Ltda 1976 423 p MORETTO E FETT R Tecnologia de leos e Gorduras Vegetais na Ind stria de Alimentos 1 ed S o Paulo Livraria varela 1998 149 p MOURA K R M SILVA F C BRAND O K S R SOUZA A G CONCEI O M M Estabilidade T rmica de Sebo Bovino e do Biodiesel Met lico e Caracteriza o F sico qu mica I Congresso da Rede Brasileira de Tecnologia de Biodiesel Artigos t cnico cient ficos 2006 PENHA M C S SILVA M D P et al Caracteriza o F sico Qu mica da Semente e leo de Pinh o Manso Jatropha curcas Cultivado no Maranh o II Congresso da Rede Brasileira de Tecnologia de Biodiesel Artigos t cnicos e cient ficos 2007 235 RAO K S CHAKRABARTI P P PRASAD R B N RAO B V S K Phospholipid Composition of Jatropha curcas Seed Lipids Journal American Oil Chemical Society n 86 p 197 200 dez 2008 RAMOS L P KUCEK K T DOMINGOS A K WILHELM H M Biodiesel Um projeto de sustentabilidade econ mica e s cio ambiental para o Brasil Revista Biotecnologia Ci ncia e Desen
445. tir que a bomba da caldeira trabalhe afogada e economizar energia A caldeira foi instalada pr xima turbina para minimizar as perdas de carga e baratear o custo com tubula es e m o de obra A instala o foi totalmente feita pela equipe do projeto incluindo alunos de inicia o cient fica do programa PROICT do CEULP ULBRA Para instalar foram necess rios alguns preparativos tais como base inercial tubula es isolamento etc O sistema foi instalado segundo projeto do fabricante A turbina redutor e gerador foram instalados pelo fabricante em uma base met lica sendo entregue montada Para instala o do conjunto foi necess rio construir uma base inercial de acordo com o projeto do fabricante A figura 07 mostra turbina 58 Figura 06 Galp o onde foi instalada a Micro Central Termel trica Figura 07 Turbina Assentada sobre a Base Inercial com todos os seus Acess rios e A turbina de um nico est gio fabrica o Equipe constru da originalmente para fornecer 200CV e adaptada para fornecer nesta planta 40CV Isto indica que trocando se o gerador e aumentando se o fornecimento de vapor pode se gerar pelo menos 150KVA em 380V trif sico 2 6 OPERA O DA CALDEIRA Depois de instalada a caldeira foi colocada em marcha inicialmente com lenha O sistema operou satisfatoriamente As figuras 8 a e 8 b mostram a caldeira instalada em opera o Para se queimar briquetes em uma caldeira inicialmente
446. to final da c lula Em raz o disso os fabricantes procuram minimizar a quantidade de platina utilizada sem perder a efici ncia no processo Normalmente a platina utilizada em CaCs de temperaturas de opera o baixas entre 40 C e 200 C nas tecnologias PEMFC e PAFC que ser o detalhadas adiante Nas CaCs de temperaturas mais altas entre 600 C e 1 000 C n o h a necessidade de se utilizar um excelente catalisador pois as altas temperaturas j ativam grande n mero de rea es Nesses casos ligas de materiais com n quel podem ser utilizadas como catalisadores eficientes e de baixo custo Uma vez que a tens o gerada por c lula unit ria geralmente menor que 1 V quando h a necessidade de pot ncia e ou tens o mais elevadas as c lulas unit rias s o montadas em arranjos em s rie conforme exemplificado na figura 14 305 Membrane Electrode Assembly MEA Canais de fluxo de g s Placa de fechamento t Placa bipolar Figura 14 Esquema de Arranjo em S rie de Tr s C lulas Unit rias Fonte ELECTROCELL 2008 modificada Entre os pares de c lulas unit rias s o colocadas placas bipolares tamb m chamadas de placas separadoras Estas possuem canais para a distribui o de gases em desenho de serpentina nas duas faces O desenho dos canais de fluxo de gases fundamental para a gera o uniforme de pot ncia a estabilidade da c lula e o correto gerenciamento do produto gua
447. tribui o em um horizonte de longo prazo Por outro lado novas tecnologias surgem a todo o momento favorecendo ainda mais a dissemina o dessas fontes No entanto os procedimentos e modelos atualmente adotados para o planejamento e a opera o de sistemas el tricos ainda n o contemplam adequadamente a penetra o elevada da gera o distribu da em redes de distribui o Este cap tulo evidenciou algumas defici ncias em ferramentas computacionais procedimentos operativos diretrizes para instala o e opera o da gera o distribu da entre outros t picos Em conseqii ncia estudos e pesquisas devem ser realizados com o objetivo de preencher as lacunas apontadas produzindo o conhecimento cient fico e tecnol gico que permitir a sociedade do futuro usufruir de fontes praticamente inesgot veis atrav s de sistemas el tricos seguros confi veis e ambientalmente amig veis REFER NCIAS 1 SEVERINO Mauro Moura Avalia o t cnico econ mica de um sistema h brido de gera o distribu da para atendimento a comunidades isoladas da Amaz nia Publica o PPGENE TD 027 08 Tese Doutorado em Engenharia El trica Departamento de Engenharia El trica Universidade de Bras lia Bras lia 2008 2 IEEE The Institute of Electrical and Electronics Engineers Std 1547 2003 IEEE Standard for Interconnecting Distributed Resources with Electric Power Systems 2003 Dispon vel em lt ieeexplore ieee org gt Acesso em
448. u tecnologias C lulas fotovoltaicas M dulos fotovoltaicos m Si 12 a 15 10 a 13 p Si 12 11 Fitas e placas 11 10 Filmes finos 1 ND a Si 9 9 PCS 95 a plena carga Centrais 9 a 10 Fonte REIS 2003 modificado Segundo Reis 2003 o fator de capacidade do sistema depende a da disponibilidade e da intensidade da insola o b das perdas no sistema c da capacidade instalada dos principais componentes m dulos fotovoltaicos PCS e baterias Informa es relativas ao fator de capacidade m ximo das instala es existentes s o ainda muito poucas especialmente para per odos de observa o mais longos Por m h alguns dados pr ticos que o situam entre 25 e 30 Acerca disso as informa es mais importantes referem se s instala es do Arco Solar no estado da Calif rnia nos EUA cujo fator de capacidade m ximo tem atingido 30 O Quadro 05 sintetiza informa es relativas a isso Quadro 05 Fatores de Capacidade M ximos Fonte da informa o Fator de capacidade m ximo DOE 0 27 a 0 30 Arco Solar 0 30 UFPE CHESF 0 23 a 0 30 previs o Fonte REIS 2003 modificado a UFPE a Universidade Federal de Pernambuco e CHESF a Companhia Hidro El trica do S o Francisco 10 3 C LULAS A COMBUST VEL 10 3 1 Aspectos Gerais H diversos nomes utilizados na literatura nacional para designar o mesmo equipamento c lula a combust vel c lula combu
449. ua o MARTINS amp ALM N 1998 As capacidades frigor ficas para os refrigeradores 55 dom sticos variam usualmente entre 30 e 150 W conforme o volume do gabinete entre 100 e 450 litros Sistemas de maior porte utilizam normalmente a tecnologia Carr cuja diferen a da anterior que os sistemas Platen amp Munters trabalham com um g s inerte por exemplo N2 H2 juntamente com o par gua am nia e n o utilizam bomba de solu o ZUKOWSKIJR 1999 Sob o ponto de vista energ tico em certos cen rios a utiliza o desta tecnologia pode ser mais interessante que a utiliza o de sistemas de refrigera o por compress o As propriedades rurais brasileiras bem como de outros pa ses em desenvolvimento em sua maioria n o s o providas de energia el trica e os sistemas de refrigera o por absor o n o s o grandes consumidores desta fonte de energia Nas regi es Norte e Nordeste do Brasil onde a necessidade de refrigera o para conserva o da produ o agr cola principalmente de frutas e hortali as mais evidente a utiliza o de sistemas de refrigera o por absor o uma alternativa a ser considerada A utiliza o da energia solar como fonte de calor e para gera o de energia el trica uma alternativa para a car ncia de energia el trica nestas regi es e portanto uma forma de se viabilizar a utiliza o de sistemas de refrigera o por absor o tanto para condicionamento d
450. uanto a gasolina possuem caracter sticas espec ficas em suas composi es que devem ser previamente consideradas pois se relacionam diretamente e conjuntamente nos processos de combust o Neste t pico foi tratado sobre algumas caracter sticas espec ficas de cada combust vel e como elas interferem no trabalho e rendimento do motor A gasolina como combust vel derivado do petr leo n o uma subst ncia pura constitu da por uma mistura complexa de hidrocarbonetos C5 C12 parafinemos olef nicos naft nicos e arom ticos cuja faixa de destila o varia entre 30 220 C Possui tamb m compostos de enxofre oxig nio nitrog nio e metais em pequenas concentra es Suas propriedades s o influenciadas pelos processos de refinamento e pela natureza do petr leo que a originou gasolina podem ser adicionado ainda tolueno xilenos lcoois anidros e aditivos com 256 finalidades espec ficas antioxidantes antidetonantes anticongelantes detergentes etc 8 objetivando melhorar o processo de combust o e o rendimento do produto O etanol ao contr rio da gasolina uma subst ncia pura embora seja encontrada nos postos como sendo uma mistura de 95 de etanol e 5 de gua em volume representado por uma mol cula cuja f rmula C2H5OH 16 Por ter oxig nio na composi o a mol cula ganha uma polaridade que faz com que o etanol seja l quido temperatura ambiente pela maior coes o entre as mol culas
451. ucci n de un biodigestor de media bolsa Costa Rica 2009 Dispon vel em lt http www ruralcostarica com biodigestor 2 html gt Acesso em 10 de Abril de 2010 ESPERANCINI M S T COLEN F BUENO O C PIMENTEL A E B SIMON E J Viabilidade t cnica e econ mica da substitui o de fontes convencionais de energia por biog s em assentamento rural do estado de S o Paulo Engenharia Agr cola v 27 n 1 p 110 118 2007 GAIA TERRA NOVA 2007 Irriga o por aspers o Dispon vel em lt http gaiaterranova blogspot com 2007 10 01 archive html gt Acesso em 27 de Mar o de 2010 GAMA R A Tecnologia e o Trabalho na Hist ria Editora Studio Nobel Edusp 1986 GOLDEMBERSG J Tecnologia Apropriada Publicado na revista Encontros Com a Civiliza o Brasileira N 3 1978 Dispon vel em lt http eumatil vilabol uol com br goldemberg htm gt Acesso em 18 de Mar o de 2010 GUANZIROLI C et al 2001 Agricultura Familiar e Reforma Agr ria no S culo XXI Editora Garamond Rio de Janeiro GUANZIROLI C CARDIM S E Coord Novo Retrato da Agricultura Familiar O Brasil redescoberto Bras lia Projeto de Coopera o T cnica FAO INCRA 2000 74 p Dispon vel em lt http gipaf cnptia embrapa br publicacoes artigos e trabalhos censo 95 v final 2000 pdf gt Acesso em 29 de Mar o de 2010 45 HERRERA A O The generation of technologies in rural reas In World Development v 9
452. um combust vel renov vel e encorajar o desenvolvimento tecnol gico da ind stria da cana de a car e do lcool 7 Em meados da d cada de 80 como a produ o de lcool combust vel excedia o consumo foi proposta a adi o de 22 de AEAC gasolina Esse percentual diminuiu para 13 no in cio da d cada de 90 quando ocorreu uma redu o na produ o de lcool A situa o quanto ao percentual de AEAC adicionado gasolina se mostrou oscilante at 1994 quando ent o se oficializou a adi o de 22 Este percentual foi posteriormente aumentado para 24 em 1997 e para 25 no ano de 2003 8 Desde 1 de fevereiro de 2010 o percentual de mistura de AEAC gasolina foi reduzido para 20 e permanecer assim durante 90 dias retornando ao percentual de 25 O objetivo aumentar a quantidade do combust vel renov vel no mercado e com isso conter a alta de pre o nos postos Os primeiros estudos em busca de autom veis eficientes que poderiam utilizar combust veis renov veis foram realizados nos Estados Unidos ainda na d cada de 80 1 resultando nos primeiros ve culos dotados da tecnologia denominada flex fuel popularmente conhecido como bicombust vel e que podem ser abastecidos com combust veis diferentes A tecnologia utilizada pelos Norte Americanos foi rapidamente difundida para o Brasil 1 por m com t cnicas de produ o diferenciadas A tecnologia utilizada pelos EUA baseada no uso de sensor de identifica
453. umentando a pot ncia ou n mero dos aerogeradores seja o banco de baterias 179 5 9 CONSIDERA ES FINAIS A partir do caso apresentado conclui se que tecnicamente sistemas h bridos pode ser a solu o para v rias situa es de comunidade isoladas seja solar e lico sejam outras combina es inclusive com diesel No entanto h que se pensar quais benef cios para as comunidades atendidas e na sustentabilidade do sistema que deve prever os aspectos de implanta o opera o e manuten o al m de ser concedido preferencialmente para atender a processos produtivos e educacionais Por fim sob o ponto de vista financeiro a energia hidrel trica imbat vel no entanto devido ao alto impacto ambiental a alternativa apresentada neste caso pode ser interessante se houver subs dios Neste caso o sistema foi implantado a partir de investimento do governo federal no mbito do Programa Luz para Todos Mas outros programas semelhantes deveriam ser implantados para que todas as comunidades isoladas tivessem acesso energia el trica REFER NCIAS MINIST RIO da AGRICULTURA Eletrifica o rural no Brasil Editora do Minist rio da Agricultura Bras lia Brasil 1984 p 93 MINIST RIO das MINAS e ENERGIA Portaria n 447 de dezembro de 2004 ROSAS P A C ESTANQUEIRO A I Guia de Projeto El trico de Centrais F licas CBEE 2002 ROSSI L A Sistema h brido E lico Fotovolt ico alternativa na gera
454. unit ria que j havia sido constru da pela comunidade Apesar de n o ser a melhor localiza o j que n o est no centro geogr fico da comunidade n o foi poss vel mudar o local porque o lote foi doado por um dos moradores b Figura 09 Instala es dos Pain is Solares a Vista de Cima b Vista de Baixo 169 O abrigo para a eletr nica e casa de baterias foi constru do ao lado do galp o da oficina comunit ria Fig 10 Ele foi composto por uma casa de madeira pr fabricada onde a base foi feita de alvenaria Figura 10 Casa de Baterias e Equipamentos Eletr nicos do Sistema A figura 11 mostra as turbinas e licas instaladas Elas foram instaladas em campo aberto procurando seguir a dire o predominante de vento em torres de 12m de altura Junto deles foi instalado um p ra raios Foram instaladas cerca de 30 hastes de cobre com 3m de comprimento foram instaladas desde o rio at o abrigo Figura 11 Turbinas E licas Instaladas 170 Instala o da eletr nica figura 12 Os pain is foram instalados o abrigo considerando a parede que recebe menor quantidade de incid ncia solar durante o dia e de tal forma que a dist ncia do banco de baterias fosse m nima poss vel Figura 12 Instala o da Eletr nica e Banco de Baterias no Abrigo Foi instalada tamb m uma bomba d gua com vaz o de 5001 h a 7001 h A figura 13 mostra esta segii ncia Figura 13 Instala o da
455. varia es nos modelos implantados quanto ao tipo e capacidade todos os biodigestores seguem o mesmo ciclo de funcionamento conforme demonstrado na figura 10 Costa gt Homem Motores Ener El trica Ee Dejetos Su nos pel Biodigestor e gua Biofertilizante Peixes Figura 10 Ciclo de Funcionamento de um Biodigestor Fonte Revista Produ o Engenharia 2005 alimento Quanto ao biog s gerado no processo importante conhecer seu potencial relacionado ao poder calor fico sendo o aspecto que confere ao produto caracter sticas energ ticas Segundo Turdera amp Danilo 2006 o poder calor fico do biog s produzido em biodigestor varia de 5 000 a 7 000 kcal m sendo vari vel devido maior ou menor pureza ou seja da quantidade 39 de metano presente na mistura Para efeito de compara o a tabela 2 apresenta o equivalente energ tico m dio de diversas fontes de energia em rela o a 1 um metro c bico de biog s Tabela 02 Compara o entre v rias fontes de energia para gerar o equivalente a um metro c bico de biog s FONTE CALOR FICA QUANTIDADE UNIDADE lcool carburante 0 80 litros Energia el trica 4 69 kWh Gasolina 0 61 litros G s de cozinha GLP 0 43 kg Lenha 3 50 kg leo Diesel 0 55 litros Querosene 0 62 litros Fonte Colen 2003 Para gerar o mesmo potencial energ tico de Im de biog s o propriet rio rural teria que
456. vers o em biodiesel Para resolver o problema da umidade m todos de secagem a v cuo t m sido os mais promissores somando se aos cuidados no processo de extra o transporte e armazenamento dos leos O lcool mais utilizado nesse processo tem sido o metanol devido ao se menor custo relativo em pa ses que produzem e consumem grandes quantidades de combust veis f sseis Contudo o etanol desponta como uma possibilidade interessante sob o ponto de vista econ mico nos pa ses que possuem aptid o agr cola para produz lo uma vez que isso reduziria a depend ncia pelo petr leo apresentando se dessa forma como uma alternativa com menores impactos ambientais Muitos estudos t m demonstrado que poss vel produzir biodiesel pela via et lica obtendo se altos rendimentos As bases i nicas hidr xido de pot ssio e hidr xido de s dio tem sido consideradas catalisadores convencionais uma vez que apresentam alto rendimento Estes s o catalisadores homog neos os quais exigem uma purifica o do biodiesel ao final do processo No entanto a via heterog nea tem sido apresentada como uma proposta economicamente favor vel j que seria capaz de oferecer catalisadores eficientes e reutiliz veis dispensando tamb m processos de purifica o do produto final Em suma in meras s o as propostas para o melhoramento da tecnologia de obten o do biodiesel talvez os maiores avan os fossem os processos que pudessem dispensar os pro
457. vida da popula o envolvida aumentando 124 bastante a probabilidade de que as pessoas dessa popula o n o abandonem o local de origem para se encaminharem s cidades em busca de melhores condi es de vida e criando a real probabilidade de que pessoas sejam atra das a viver nesse local em raz o da significativa melhoria das condi es de vida A energia envolvida com essa utiliza o caracteriza um prop sito de alt ssimo impacto Em cada projeto de GD essas poss veis utiliza es da energia gerada podem ocorrer sozinhas ou associadas de diversas formas criando uma complexidade bastante grande para viabilizar uma an lise detalhada de todas as situa es poss veis Ent o neste trabalho foi feita a op o de se utilizar a classifica o proposta acima em combina o com outras que ser o ainda desenvolvidas em vez de se aprofundar neste ponto a an lise desta classifica o A figura 01 a seguir sintetiza aqui proposta classifica o de GD quanto ao prop sito com foco no prop sito secund rio o destino a utiliza o da energia el trica gerada Sob esse ponto de vista essa classifica o n o relevante para a defini o de GD mas extremamente importante para a an lise quanto finalidade de um empreendimento de gera o el trica GD Classifica o quanto ao prop sito prop sito secund rio utiliza o da energia gerada Prop sito Prop sito Prop sito t cnico de econ mico s
458. vira adubo natural para as lavouras J os efluentes l quidos 37 alimentam algas em tanques que depois viram comida para peixes criados em a udes ASSIS 2004 A energia gerada atrav s do biog s renov vel e pode substituir completamente a lenha e o g s de cozinha na produ o de produtos prim rios a exemplo de farinha rapadura requeij o doces biscoitos e bolos incentivando as agroind strias familiares Pode tamb m ser utilizado como combust vel para motor gerador de energia el trica e implementos agr colas Segundo Afonso 2006 este g s tamb m pode ser utilizado no aquecimento de instala es para animais sens veis ao frio frangos e leit es de at 15 dias de idade por exemplo ou no aquecimento de estufas de produ o vegetal Al m do biog s outro produto importante gerado atrav s da utiliza o de biodigestores o biofertilizante que um fertilizante l quido org nico que atua diretamente na nutri o das plantas atrav s da melhoria das propriedades f sico qu mica e microbiol gica do solo A utiliza o de biodigestores como tecnologia apropriada em comunidades rurais permite ao produtor criar sua pr pria fonte energ tica atrav s de produtos dispon veis em sua propriedade evitando a depend ncia de produtos externos e caros Para tanto preciso considerar que o sucesso desta tecnologia j foi comprovado por v rios agricultores que atrav s de investimentos m nimos implantaram
459. volvimento edi o n 31 p 28 37 2003 RINALDI Roberto et al S ntese de Biodiesel uma Proposta Contextualizada de Experimento para Laborat rio de Qu mica Geral Qu mica Nova 2007 v 30 n 5 p 1374 1380 2007 RODRIGUES S MAZZONE L C A SANTOS F F P CRUZ M G A FERNANDES F A N Optmization of the production of ethyl esters by ultrasound assisted reaction of soybean oil and ethanol Brazilian Journal of Chemical Engineering Fortaleza CE v 26 n 2 366 366 2009 SANCHEZ E M S Obten o de Novos Catalisadores para a Transesterifica o de leos Vegetais Tese de mestrado Unicamp Mestrado em Qu mica 84 p 1990 SCHUCHARDT U SERCHELI R VARGAS R M Transesterification of vegetable oils a review Journal Brazilian Chemical Society S o Paulo v 9 n 1 199 210 1998 SHARMA Y C SINGH B UPADHYAY S N Advancements in development and charactherization of biodiesel A review Fuel v 87 p 2355 2373 2008 SILVA C L M Obten o de steres Et licos a Partir da Transesterifica o do leo de Andiroba com Etanol Disserta o de Mestrado Unicamp Mestrado em Qu mica rea de Qu mica Inorg nica 78 p 2005 SILVA N L Otimiza o das Vari veis de Processo da Transesterifica o etan lise do Oleo de Mamona Produ o de Biodiesel Disserta o de mestrado Unicamp Mestrado em Engenharia Qu mica 115 p 2006 SUAREZ P A Z et al Transforma o de Triglicer
460. x 10 MW Com isso anualmente cerca de 1 531 x 10 kWh de energia solar atingem a Terra Essa energia corresponde a mais de 102 000 vezes o consumo mundial de energia el trica considerando o igual a 1 50 x 10 KWh ano correspondente ao consumo mundial de eletricidade em 2005 SEVERINO 2008 MME 2008b e corresponde a mais de 16 600 vezes o consumo mundial de energia considerando o igual a 9 20 x 10 kWh ano correspondente ao consumo mundial de energia em 2005 SEVERINO 2008 MME 2008b Isso significa dizer que a cada 6 min a Terra recebe energia solar equivalente a todo o seu consumo anual de energia el trica e que a cada 32 min a Terra recebe energia solar equivalente a todo o seu consumo anual de energia SEVERINO 2008 A radia o solar incidente sobre a Terra a cada per odo de tr s dias est associada energia equivalente armazenada em todas as fontes conhecidas de energia f ssil como o petr leo o g s natural e o carv o ALDAB 2002 33 Segundo MME 2008b em 2005 o consumo mundial de energia foi igual a 7 912 x 10 tep toneladas equivalentes de petr leo dos quais 16 3 foram consumidos na forma de eletricidade ou seja 1 289 66 x 109 tep Nesse relat rio foram utilizadas as seguintes rela es 1 tep 11 63 MWh e 1 MWh 0 086 tep 271 Com todo esse potencial poss vel que sejam concebidos sistemas de gera o de energia el trica que n o sejam dependentes dos recursos f ssei
461. zam pist es e cilindros como os utilizados nos ve culos automotivos 116 cogeradores geradores de emerg ncia geradores para opera o no hor rio de ponta aerogeradores m dulos fotovoltaicos e pequenas centrais hidrel tricas PCHs INEE 2005 15 GD uma express o usada para designar a gera o el trica realizada junto ou pr xima do s consumidor es independentemente da pot ncia da tecnologia e da fonte de energia As tecnologias de GD t m evolu do para incluir pot ncias cada vez menores A GD inclui cogeradores geradores que usam como fonte de energia res duos combust veis de processo geradores de emerg ncia geradores para opera o no hor rio de ponta pain is fotovoltaicos e pequenas centrais hidrel tricas PCHs INEE 2007 16 GD s o tecnologias de gera o de pequeno porte tipicamente inferior a 30 MW estrategicamente localizadas pr ximas dos consumidores ou centros de carga proporcionando benef cios aos consumidores e suporte para a opera o econ mica das redes de distribui o existentes GAS RESEARCH INSTITUTE 1999 17 GD uma denomina o gen rica para diversos tipos de sistemas de gera o el trica de pequeno porte localizada no ponto de consumo final ou pr xima deste alternativa concreta de suprimento de energia el trica e de energia t rmica aos usu rios e configura um modelo complementar ou alternativo ao das grandes centrais de pot ncia no suprimento de energia el tr
462. zenada poder ser utilizada em momento oportuno e Utilizar cargas de desvio e g m quina de lavar ou secadora de roupas que devem ser acionadas caso a GD injete elevada quantidade de pot ncia na rede da distribuidora Entretanto pode ser dif cil identificar cargas adequadas para este uso e Corrigir o n vel da tens o atrav s de r pida mudan a na rela o de transforma o do controlador de tens o ou r pida reconex o da GD Pode se estabelecer uma l gica de controle que trava a rela o de transforma o em uma posi o pr definida quando da sa da da GD e 105 e Prescrever que a nova gera o de conversores possua uma curva de suportabilidade a afundamentos e eleva es de tens o menos severa evitando assim desligamentos desnecess rios A GD deve possuir os mesmos ajustes de desligamento utilizados nas unidades de gera o centralizada Vislumbrando uma rede de distribui o futura solu es adicionais para evitar o aumento de tens o acima dos limites podem ser obtidas utilizando a eletr nica de pot ncia 18 e Transformadores dotados de eletr nica tanto em subesta es quanto em alimentadores podem regular tens o corrente de falta e melhorar a qualidade da energia e O controle centralizado da GD atrav s de um meio de comunica o permite a opera o centralizada e o controle da tens o e e Mudan a da topologia das redes de distribui o passando de radiais para configura o em malha

Energia, Economia, Rotas Tecnológicas.

Contents

Download Pdf Manuals

Related Search

Related Contents

Energia, Economia, Rotas Tecnol&oacute;gicas.

Contents

Download Pdf Manuals

Related Search

Related Contents

Energia, Economia, Rotas Tecnológicas.