COGERAÇÃO E TRIGERAÇÃO
 Cogeração: uso de uma máquina térmica para geração
simultânea de energia (elétrica ou mecânica) e calor.
 Trigeração: uso de uma máquina térmica para geração
simultânea de energia (elétrica ou mecânica), calor e
frio.
 Cogeração e trigeração aumentam a eficiência do uso do
combustível, em relação à geração separada de energia,
calor e frio.
CICLOS TOPPING E BOTTOMING
 Topping: primeiro gera-se energia eletromecânica e
depois calor.
• Exemplo: usinas a gás a ciclo combinado.
 Bottoming: primeiro gera-se calor e depois energia
eletromecânica.
• Utilização restrita, pois o calor rejeitado se encontra a
temperaturas geralmente insuficientes para geração
de energia eletromecânica.
CICLO TOPPING
Fonte: BARJA, 2006.
CICLO BOTTOMING
Fonte: BARJA, 2006.
CICLOS TOPPING E BOTTOMING
Fonte: BARJA, 2006.
PLANTA DE COGERAÇÃO
Fonte: ANDREOS, 2013.
UTILIDADES DA COGERAÇÃO
Fonte: BARJA, 2006.
BALANÇO TÉRMICO
Fonte: BARJA, 2006.
TURBINA A GÁS - ESQUEMA
Fonte: BARJA, 2006.
ROTOR DE UMA TURBINA A GÁS
Fonte: ALSTOM
USINA A GÁS A CICLO SIMPLES
Fonte: http://www.consumersenergy.com
USINA A GÁS A CICLO COMBINADO
Fonte: http://www.mhps.com/en/
EXEMPLO DE USINA A CICLO COMBINADO
 Usina Elétrica a Gás de Araucária (UEGA).
 2 turbinas a gás, 1 turbina a vapor, 3 geradores.
 Potência instalada: 469 MW.
 Combustível: gás da Bolívia.
 Temperatura de combustão do gás: 1000°C.
 Temperatura do vapor superaquecido: 522°C.
 Temperatura dos gases de exaustão: 82°C.
USINA ELÉTRICA A GÁS DE ARAUCÁRIA
Fonte: UEGA.
QUALIFICAÇÃO DA COGERAÇÃO
 Decreto 2003/1996: Define e regulamenta a
Produção Independente e a Autoprodução de energia
elétrica com fontes alternativas e renováveis.
 Resolução ANEEL 235/2006: Estabelece os requisitos
para a qualificação de centrais termelétricas cogeradoras
de energia.
QUALIFICAÇÃO DA COGERAÇÃO
 Energia da Fonte (Ef). Energia recebida pela central
termelétrica, em kWh/h, em seu regime operativo médio. No
caso dos combustíveis, é o Poder Calorífico Inferior (PCI).
 Energia da Utilidade Eletromecânica (Ee). Energia
fornecida pela central termelétrica, em kWh/h, em seu regime
operativo médio, em termos líquidos, descontado o
consumo dos serviços auxiliares elétricos da central.
QUALIFICAÇÃO DA COGERAÇÃO
 Energia da Utilidade Calor (Et): Energia cedida pela
central, no seu regime operativo médio, em kWh/h, em
termos líquidos, descontadas as energia de baixo potencial
térmico que retornam à central.
 Fator de Cogeração (Fc%): Parâmetro função da potência
instalada e da fonte da central. Aproxima-se do conceito de
Eficiência Exergética.
 Fator de Ponderação (X): parâmetro adimensional definido
em função da potência instalada e das eficiências.
QUALIFICAÇÃO DA COGERAÇÃO
 Taxa de Economia Mínima (TEC): economia mínima que
uma usina deve ter para ser qualificada.
 Rendimento térmico de referência (
).
 Rendimento eletromecânico de referência (
 Razão entre os rendimentos
 Rendimento para fins de qualificação
).
.
.
QUALIFICAÇÃO DA COGERAÇÃO
Fonte: BARJA, 2013.
CENTRAIS QUALIFICADAS ATUAIS
 Situação em 1/10/2014, de acordo com o Banco de
Informações da Geração (BIG), da Aneel.
 Participação na capacidade total em operação: 1,91%.
COGERAÇÃO NO MUNDO (%)
Fonte: http://large.stanford.edu/courses/2010/ph240/askarov1/
SISTEMA INTERLIGADO NACIONAL (SIN)
Fonte: ONS.
ESTRUTURA DESVERTICALIZADA
AMBIENTES DE CONTRATAÇÃO
GERAÇÃO
Competição plena
Preços de suprimento resultante
de leilões
Preços de suprimento livremente
negociados
D: distribuidores
CL: consumidores livres
Ambiente de
Contratação
Regulada
ACR
D
C: comercializadores
Ambiente de
Contratação Livre
ACL
CL
C
CONSUMIDORES LIVRES E ESPECIAIS
ENERGIA INCENTIVADA (COM DIREITO A
DESCONTO NA TARIFA DE USO)
Fonte: CCEE.
ENERGIA CONVENCIONAL (SEM DIREITO
A DESCONTO NA TARIFA DE USO)
Fonte: CCEE.
PROD. TERMO ENTRE 2010 E 2014 (%)
OFERTA E DEMANDA DE ENERGIA
Fonte: Adaptado de https://www.e-education.psu.edu/ebf200up/node/178
PLD DO SUDESTE/CENTRO-OESTE
Fonte: D’ARAUJO, 2014.
PLD SE/CO X PREÇO DO NORD POOL
Fonte: D’ARAUJO, 2014.
ESTRATÉGIAS PARA COGERAÇÃO
 O aumento da eficiência energética obtida com a
cogeração é importante, mas não basta.
 O empreendimento deve ser analisado como um todo,
especialmente do ponto de vista econômico-financeiro.
 O aumento da cogeração na matriz energética brasileira
pode ser conseguido com estratégias de mercado
adequadas e negociação da energia no mercado livre.
REFERÊNCIAS
 BALESTIERI, José A. P. Geração combinada de eletricidade e calor,
UFSC, 2002.
 BARJA, Gabriel J. A. A cogeração e sua inserção ao sistema elétrico.
Dissertação de Mestrado, UnB, 2006.
 ANDREOS, Ronaldo. Estudo de viabilidade técnico-econômica de
pequenas centrais de cogeração a gás natural no setor terciário do
estado de São Paulo. Dissertação de Mestrado, USP, 2013.
 D’ARAUJO, Roberto P. Da superfície para as profundezas: um
modelo com defeitos genéticos – artigo que tenta explicar a crise,
2014.