III.II Energia Fotovoltaica
A energia fotovoltaica é a energia obtida quando um material, com determinadas
características, perde electrões quando exposto à radiação solar, permitindo estabelecer uma
corrente eléctrica num determinado circuito, constituindo, assim, uma “célula” fotovoltaica. Este
efeito é designado por efeito fotoeléctrico. Na figura seguinte, apresenta-se, de forma
esquemática, o funcionamento de uma célula fotovoltaica elementar.
Figura 36 – Esquema de funcionamento de uma célula fotovoltaica
[Ixus, 2008].
Nem todos os materiais exibem este comportamento. Por outro lado, mesmo
naqueles em que ocorre o efeito fotoeléctrico, a eficiência da transformação da energia solar
em energia eléctrica não é igual. Actualmente, o elemento mais utilizado para a fabricação de
células fotovoltaicas é o silício, cujo limite teórico para esta conversão é cerca de 27%.
Dependendo do tipo de silício utilizado, podem-se identificar três tipos de células
fotovoltaicas:
♦
células monocristalinas;
♦
células policristalinas;
♦
células de silício amorfo.
43
As células monocristalinas são constituídas por um único cristal de silício, com uma
estrutura atómica perfeita organizada. São as apresentam maior rendimento na transformação
da energia solar em energia eléctrica (cerca de 16%). No entanto, devido à complexidade no
seu fabrico em grande escala, o seu custo é muito elevado. No caso das células policristalinas,
a estrutura é constituída por vários cristais de silício e com espaços entre os vários cristais. O
seu rendimento eléctrico é aproximadamente de 13%. A diminuição da eficiência deve-se às
imperfeições dos cristais. Contudo, o processo de fabrico em grande escala é mais barato e
menos complexo, do que no caso das células monocristalino. Em relação às células de silício
amorfo, são obtidas pela deposição de finas camadas de silício sobre matérias como o vidro,
plásticos e outros. A sua eficiência eléctrica é baixa (cerca de 6%), mas o seu custo é muito
inferior ao das outras células. Devido ao seu processo de fabrico, a sua aplicação em materiais
de construção é relativamente simples, permitindo a sua aplicação num maior número de
situações.
Figura 37 – Imagens de células monocristalinas com diferentes formas [Siemens, 2006].
Figura 38 – Imagens de células policristalinas sem tratamento anti-reflexo, com tratamento antireflexo e com tratamento anti-reflexo e filamentos eléctricos [Siemens, 2006].
44
Na figura seguinte, apresentam-se as várias tecnologias fotovoltaicas
existentes, o seu estado de maturidade tecnológica e os principais materiais utilizados.
Figura 39 – Materiais e aplicações fotovoltaicas [Ixus, 2008].
É a partir da associação de várias células fotovoltaícas que é obtido um módulo
e, por seu lado, é através da associação de dois ou mais módulos que se obtêm os designados
painéis fotovoltaicos (ver figura 40).
Figura 40 – Célula, módulo e painel fotovoltaico
[Ixus, 2008].
45
Na construção dos painéis é possível efectuar a ligação dos módulos em série
ou em paralelo. No primeiro caso, é possível obter maior tensão de serviço, igual à soma das
tensões verificadas em cada módulo, mantendo a intensidade de corrente estipulada de cada
um. No segundo, ocorre o inverso, ou seja, a tensão de serviço corresponderá à tensão
estipulada para o módulo enquanto se obterá uma maior intensidade de corrente,
correspondendo à soma das intensidades de corrente.
Figura 41 – Associação em série de módulos em série [Ixus, 2008].
Figura 42 – Associação em paralelo de módulos em série [Ixus, 2008].
A forma de conhecer o comportamento do funcionamento de uma célula
fotovoltaica é através da sua curva característica. É, também, através desta curva que será
possível definir as melhores condições de funcionamento dos sistemas fotovoltaicas em que
participam.
46
A curva característica de uma célula (ou de um módulo) é caracterizada,
fundamentalmente, por três pontos:
•
o Ponto de Potência Máxima (MPP), corresponde ao ponto da curva
característica em que a célula funciona à máxima potência. A este ponto
correspondem, a intensidade de corrente IMPP, a tensão de corrente UMPP e
a potência, PMPP;
•
a Corrente de Curto
Curto--circuito (ICC);
•
a Tensão de Circuito Aberto, (UCC).
O valor da potência MPP é fornecida, pelos fabricantes das células ou módulos,
em pico de vátio ou watt pico. Se o sistema estiver a trabalhar nas condições do ponto óptimo –
Ponto de Potência Máxima (MPP – Maxime Power Point) será obtida a melhor eficiência
possível do sistema.
Além da curva característica da célula, e fundamentalmente do módulo, é
importante conhecer o seu comportamento em função do nível de radiação. Para esse fim, são
utilizados, os gráficos das curvas intensidade de corrente versus tensão de corrente e potência
versus tensão de corrente (ver figuras seguintes).
Figura 43 – Curva característica de uma célula fotovoltaica (ou de um módulo) Fonte
47
Figura 44 – Variação da intensidade e da tensão de corrente numa célula ou de um módulo em
função da radiação solar. Fonte
Figura 45 – Variação da potência e da tensão de corrente numa célula ou de um módulo em
função da radiação solar. Fonte
48
Na tabela seguinte, apresentam-se os parâmetros mais importantes para a
caracterização de uma célula fotovoltaica, que deverão constar na ficha de especificação.
Salienta-se o facto de como um módulo fotovoltaico corresponder a uma associação de células
entre idênticas si, quer da curva característica, quer da variação da intensidade e tensão de
corrente ou da potência e tensão de corrente em função do nível de radiação.
Tabela 6 – Parâmetros fundamentais para a caracterização de uma célula (ou módulo) fotovoltaico.
Fonte
As instalações fotovoltaicas podem ser divididas em dois grupos: aquelas que
estão ligados à rede de energia eléctrica ou, no caso contrário, sistemas autónomos. Para se
poder efectuar a ligação à rede de um sistema fotovoltaico há um procedimento legal a ser
cumprido. Neste caso, a entidade responsável pela exploração, assume o estatuto de
“produtor-consumidor”.
Do ponto de vista técnico, para instalações de potências semelhantes, a diferença
entre sistemas autónomos ou ligados à rede não é significativa. No primeiro caso, é necessária
à existência de acumuladores de energia (baterias) e de um regulador de carga. No segundo
caso, se não existir acumulação de energia (situação comum), será necessário apenas efectuar
a colocação de um contador bi-direccional, de forma a contabilizar a energia consumida e
fornecida à rede pela instalação. Em ambos os casos será necessário instalar um inversor, que
é o equipamento responsável pela transformação da corrente contínua em corrente alternada
(CC/CA).
Na figura seguinte, apresenta-se, para cada tipo de instalação, as várias
aplicações possíveis.
49
Figura 46 – Tipos de instalações fotovoltaicas e aplicações [Ixus, 2008].
Nas figuras seguintes, apresentam-se de forma esquemática de algumas
instalações fotovoltaicas dos dois tipos (isoladas e ligadas à rede).
Figura 47 – Esquema de uma instalação fotovoltaica para funcionar em CC [Ixus, 2008].
O esquema da figura anterior, representa um sistema autónomo fotovoltaico em
que as “cargas” do sistema (consumidores) podem ser abastecidos em corrente contínua (CC)
a 12 ou 24 V. A possibilidade de alimentar as “cargas” em corrente contínua permite prescindir
de implementar um inversor, contribuindo, assim, para um sistema mais eficiente, uma vez que
não existe a ineficiência associada a este componente. No entanto, em geral, os equipamentos
preparados para ser alimentados em CC são mais caros. Na figura seguinte, apresentam uma
das possibilidades de configuração de um sistema fotovoltaico para funcionar em CC.
50
Figura 48 – Configuração possível de uma instalação fotovoltaica para funcionar em a e 24 V
[Ixus, 2008].
O esquema da figura seguinte, representa uma situação mista de um sistema
fotovoltaico. Este, permite abastecer cargas que funcionam com corrente continua a 12 ou 24 V
e cargas que trabalham em corrente alternada (C:A) a 230 V (parte significativa dos
consumidores).
Com esse objectivo, a alimentação das cargas que funcionam em C.C. é efectuada
logo a seguir ao regulador. Para ser possível alimentar as cargas que funcionam em C.A. é
necessário converter a C.C. em C.A..
Figura 49 – Esquema de uma instalação fotovoltaica que alimenta cargas em C.C. e C.A. [Ixus, 2008].
51
A imagem seguinte, apresenta uma instalação autónoma em que as cargas
funcionam todas em C.A.. Deste modo, contrariamente à instalação da figura 48, é necessário a
implementação de um inversor.
Figura 50 – Instalação fotovoltaica típica e respectivos componentes [Ixus, 2008].
Na imagem da figura 52, apresenta-se a situação mais comum para uma
instalação considerada “produtor-consumidor”. Como se referiu anteriormente, uma vez que
não há acumulação de energia, não é necessário um regulador,
Figura 51 – Instalação fotovoltaica típica e respectivos componentes [Ixus, 2008].
52
III.III Micro-eólica
Como se referiu anteriormente, devido à diferença das potências envolvidas e de
carácter tecnológico, a área da energia eólica normalmente divide-se em duas: a grande eólica
e a micro-eólica. Também por factores já apresentados, no âmbito deste trabalho, são as
soluções tecnológicas de micro-eólica que se apresentam de maior interesse.
No entanto, nos últimos tempos, devido a factores tecnológicos, começa a
aparecer uma outra tipificação na área da energia eólica: a grande eólica, a pequena e a microeólica. Nesta classificação, a pequena eólica engloba as soluções cuja potência poderá atingir
os 50 kW e a micro-eólica, as soluções que permitem obter até 3,5 a 4 kW de potência.
Do ponto de vista da posição do eixo da eólica em relação ao vento, as turbinas
eólicas podem ser classificadas de eixo vertical ou horizontal (ver figura 53).
Figura 52 – Turbinas eólicas de eixo vertical (à Esq.) e de eixo horizontal (dir.).
[www.eole.org]
As turbinas de eixo vertical, apresentam como vantagens, o facto de não
necessitarem de um mecanismo de orientação para melhor captação do vento e o facto de o
gerador se encontrar na base do eixo, pois torna a implementação mais simples. No entanto,
apresentam, em geral, menor rendimento e problemas de vibração. Por este motivo,
actualmente a tendência tecnológica é o do desenvolvimento de turbinas de eixo horizontal.
53
Na tabela seguinte, apresentam-se vários tipos de soluções de aerogeradores,
respectivas características e fabricantes.
Tabela 7 – Características técnicas de vários aerogeradores existentes no mercado [www.eole.org].
Uma instalação de pequena ou micro eólica é em tudo idêntica à descrita para as
instalações fotovoltaicas. De facto, do ponto de vista técnico, a única diferença resume-se à
forma de obtenção da energia. De igual modo, é possível obter, no quadro previsto por lei, o
estatuto de produtor-consumidor, colocando-se assim, as mesmas questões de instalação
autónoma ou ligada à rede. Na figura seguinte, apresenta-se um esquema de uma instalação
mista, com vista a exemplificar esta semelhança entre os dois tipos de instalação (fotovoltaica e
eólica).
54
Figura 53 – Instalação com geração de energia eléctrica por pequena eólica e painéis
fotovoltaicos [Ixus, 2008].
55
III.IV Energia da Biomassa – Biomassa Sólida
A utilização de biomassa, nas várias actividades industriais, é mais adequada e de
mais fácil aplicação, na substituição dos combustíveis fósseis nas operações de geração de
vapor: operações de secagem, aquecimentos de águas processuais ou sanitárias e
aquecimento de instalações.
A maior dificuldade que o consumo de biomassa poderá verificar, inviabilizando,
em muitos casos, a sua utilização, consiste na necessidade de aquisição de equipamentos
novos preparados para a utilização deste combustível, uma vez que, nem sempre é possível a
adaptação dos equipamentos a este tipo de combustíveis fósseis.
No entanto, em muitas situações, verificasse ser mais adequado a implementação
de equipamentos de queima de biomassa, específicos para determinados consumidores,
permitindo diminuições sensíveis no consumo dos combustíveis tradicionais.
Nas figuras seguintes apresentam-se imagens referentes às novas formas de
biomassa e equipamentos de queima.
Figura 54 - Exemplos de pellets de várias granolometrias
e de outros derivados da biomassa sólida.
56
Figura 55 – Pormenor do sistema de alimentação automático
de pellets numa caldeira.
57
III.V Energia Geotérmica – Bombas de calor
Como se referiu anteriormente, o desenvolvimento tecnológico verificado nos
últimos tempos, tem vindo a permitir um maior aproveitamento da energia geotérmica, por meio
das bombas de calor, de muito baixa entalpia.
As bombas de calor não representam, por si só, uma inovação tecnológica
recente. A sua e utilização já há muito que existe. No entanto, a utilização de novos materiais e
sistemas de controlo, permitem o aumento significativo da sua eficiência. Por outro lado, devido
aos mesmos factores assiste-se, hoje, a “bombas de calor reversíveis” que produzem “frio” ou
“calor”, permitindo alargar o seu campo de aplicação.
Na figura seguinte, apresenta-se de forma esquemática, a diferença entre a fase
de arrefecimento e de aquecimento de uma bomba de calor reversível ou, a titulo de exemplo,
entre a máquina frigorífica (MF) e a bomba de calor (BC).
Figura 56 – Princípio de funcionamento de uma máquina frigorífica e de uma
bomba de calor [R. Anacleto, DGE 1995]..
58
O esquema da representa de forma esquemática o funcionamento de uma bomba
de calor.
Figura 57 – Esquema de funcionamento de uma bomba de calor [R. Anacleto, DGE 1995]..
Os componentes fundamentais de bomba de calor são os seguintes:
o compressor;
o condensador;
a válvula de expansão;
o evaporador.
O fluído que circula no circuito evaporador - válvula de expansão – condensador –
compressor é designado por fluído de trabalho. O fluído de trabalho poderá ser utilizado em
circuito aberto, permitindo obter temperaturas elevadas na fase de condensação (cerca 130 ºC,
ou em circuito fechado. Neste caso, a temperatura na fase de condensação será mais baixo,
cerca de 80 ºC.
Por outro lado, podemos considerar a bomba de calor dividida em duas zonas: a
de baixa pressão, onde o fluído de trabalho se encontra no estado líquido, e a zona de altas
pressões em que este se encontra sobre a forma de vapor. Os elementos que “delimitam” estas
duas zonas são o compressor e a válvula de expansão.
59
Assim, no evaporador o fluído, que está a uma temperatura inferior à da fonte fria,
vai absorver uma quantidade de calor muito elevada, devido á transferência de calor entre a
fonte fria e o evaporador, correspondendo ao seu calor latente de vaporização. Sendo sujeito,
posteriormente, a elevação de pressão pela à acção do compressor, aumentando assim o calor
do fluído de trabalho que passa na válvula de expansão, vaporizando. È sob a forma de vapor
que vai libertar calor para o exterior, através do condensador. No caso das bombas de calor
reversíveis existe uma válvula de comutação reversível, que permite inverter o sentido de
funcionamento.
Os fluxos de energia envolvidos, quando uma bomba de calor está a efectuar o
aquecimento da fonte quente, podem ser representados como o apresentado na figura
seguinte. O trabalho efectuado pelo compressor, corresponde à energia despendida pela
bomba de calor. Tal como apresentado na figura anterior, o total do calor fornecido pela bomba
de calor, cerca de 70% corresponde ao calor do ambiente e ores restantes 30% e energia
eléctrica consumida pelo compressor.
Figura 58 – Esquema de funcionamento de uma bomba de calor
[R. Anacleto, DGE 1995]..
60
A eficiência de uma bomba de calor é definida como o quociente entre a
quantidade de calor útil e a quantidade de trabalho consumida. Tradicionalmente, no caso das
bombas de calor a sua eficiência é designada por COP, Coefficient of Performance. Sendo
assim, pode-se escrever que:
COP = Qútil
W
No entanto, a reversibilidade termodinâmica nas bombas de calor reais não é a
ideal. A expressão anterior corresponde, assim, ao COP ideal ou de Carnot (significando o
rendimento da máquina de Carnot em condições de funcionamento equivalentes à da bomba
de calor). O COP de uma bomba real, será dado pelo produto entre o COP’ Carnot e o
rendimento energético, definido como o quociente entre a energia útil produzida e a energia
consumida:
COP = Eútil
Econsumida
* COP’ Carnot
61
IV Implementação de Energias Renováveis
Tendo em consideração a natureza das energias renováveis e os processos de
transformação na forma de energia útil para as empresas, a sua implementação deverá ser
cuidadosamente avaliada e acompanhada. Pequenos erros em factores relativamente
“simples”, tais como a colocação na posição correcta de painéis solares térmicos, podem
colocar em causa a adequação do processo de introdução da energia de origem renovável.
Neste contexto, considera-se relevante um cuidado especial em relação aos
seguintes factores: potencial energético na forma de energia renovável a utilizar, energia útil
disponível após a transformação da energia renovável e integração desta energia no processo,
especialmente quando coexistir com a energia “tradicional”.
62
IV.I Metodologia de avaliação e acompanhamento
Com vista a contribuir para uma abordagem sistemática, propõe-se a metodologia
apresentada na figura seguinte, sob a forma de fluxograma, com a indicação da sequência dos
passos e respectivos objectivos.
Figura 59 – Fluxograma da metodologia proposta para a implementação de energias
renováveis em actividades industriais.
63
Esta metodologia contempla quatro fases:
a primeira, tem por objectivo a realização de um pré-projecto que permita
efectuar uma avaliação inicial da viabilidade técnico-económica do projecto.
Neste contexto, mesmo trabalhando-se com valores estimados, embora
fidedignos, deverá ser conhecido o potencial da energia renovável em causa,
a quantidade de energia útil que se poderá obter e os custos (de aquisição,
funcionamento e integração da instalação).
No que respeita ao impacto da integração, resultante de uma possível
implementação de uma instalação de energias renováveis, preconiza-se uma
avaliação a dois níveis: o global e o estrito. No primeiro caso, deverá ser
analisado o impacto no mix energético da empresa e no custo global por
unidade de energia, no segundo, a alteração dos custos energéticos da
operação/equipamento/fase do processo em que será consumida a energia
em causa.
As etapas que constituem esta fase são: tipificação da necessidade ou
potencial de aplicação, caracterização energética global e operacional,
avaliação do potencial energético renovável e energia útil disponível. A
análise das variáveis descritas permitirá concluir quanto à continuidade do
projecto ou não. Em caso positivo, deverá iniciar-se a segunda parte da
metodologia apresentada neste trabalho;
a segunda fase da metodologia proposta, corresponde a elaboração dos
vários projectos de engenharia necessários, bem como a análise rigorosa da
viabilidade financeira da solução em estudo. Factores como, por exemplo,
potencial real em energia renovável, a melhor tecnologia a adoptar, em
função das especificidades do local ou do processo, os equipamentos
necessários e respectiva especificação, para assegurar a melhor eficiência no
aproveitamento da energia útil obtida, a integração da solução e os sistemas
de apoio e controlo necessários, deverão ser considerados nos estudos de
engenharia. Os custos inerentes à implementação da solução, bem como de
funcionamento e de manutenção deverão, também, ser calculados. Deste
modo, no final desta fase, será possível dispor de toda a informação
necessária para uma tomada de decisão, devidamente sustentada;
após a conclusão da fase anterior e no caso de se confirmar a viabilidade
técnico-económica do projecto, deverá ser elaborado um caderno de
encargos, em que as obrigações, quer do prestador de serviços, quer do
adjudicante devem ser bem especificadas.
64
No procedimento apresentado, a realização dos projectos de engenharia
detalhados ocorre antes do momento da adjudicação. Reconhece-se que esta não é uma
prática muito comum. No entanto, apresenta a grande vantagem de possibilitar uma tomada de
decisão já devidamente fundamentada, evitando, assim, situações mais complexas que
poderão resultar, por exemplo, de constrangimentos de carácter técnico na utilização da
energia de origem renovável.
No entanto, esta opção representa, também, uma alteração no processo de
financiamento, uma vez que a realização dos estudos detalhados envolve custos que já não
são negligenciáveis. Neste contexto, o prestador de serviços e o adjudicante deverão
estabelecer um acordo (contrato) que contemple a realização dos estudos detalhados e a
implementação, arranque e verificação da instalação e preveja o pagamento dos projectos
realizados, no caso de estes não estarem previstos, ou de desconto do seu valor na situação
contrária.
Nos quadros seguintes apresentam-se os factores a considerar nas duas primeiras
fases do processo de implementação.
65
Quadro 1 – Aspectos a analisar nas etapas da 1ª fase
Tipificação da
necessidade
ou
potencial
aplicação
Os principais factores indutores para a
integração de energias renováveis
prendem-se com a necessidade de
redução do consumo de energia não
renovável, custo e potencial numa
forma de energia renovável.
A caracterização energética global (da
empresa) consiste numa avaliação das
quantidades consumidas por cada forma
de energia que a empresa utiliza e os
respectivos custos. Deste modo, é
conhecido o mix energético da empresa e
o custo por unidade de energia
consumida.
Caracterização
Com esta informação, é possível ter uma
avaliação real do impacto, energético e
económico na empresa onde vai ser
implementado o projecto de energia(s)
renovável(eis).
energética global
e
operacional
Após a identificação do local em que será
consumida a energia de origem renovável
(processo/equipamento),
deve
ser
efectuada uma análise idêntica à
preconizada para o nível global (empresa).
Isto é, deverão ser conhecidos os
consumos
de
energia
do
processo/equipamento e os respectivos
custos. Com esta informação, será possível
efectuar uma primeira avaliação do
impacto do projecto na redução do
consumo das formas de energia utilizadas.
Avaliação do enquadramento legal da
solução a implementar.
66
Quadro 2 – Aspectos a analisar nas etapas da 1ª fase (continuação)
Nesta fase inicial do processo, a determinação
do potencial energético da energia renovável a
consumir é também importante, uma vez que
permitirá, desde logo, avaliar a viabilidade
técnica do projecto.
Avaliação do
potencial
energético
renovável
Esta avaliação deverá ser realizada no ponto
onde os equipamentos de energia renovável
irão funcionar, para assegurar a fiabilidade dos
resultados.
Nos casos em que a boa prática recomende
estudos de maior duração, poderá ser
realizado, nesta fase, um de menor duração
que permita, no entanto, a tomada de decisão.
Quadro 3 – Aspectos a analisar na 2ª fase da metodologia
Deverá contemplar uma descrição
genérica do funcionamento da solução e
dos vários componentes.
Projecto Técnico
da
solução a
implementar
Deverá referir qual a quantidade de
energia que será disponibilizada e em
que condições de temperatura, pressão,
etc.
Deverá ser indicado, caso se aplique, o
número de horas de funcionamento e os
procedimentos de manutenção.
Para além dos custos de investimento,
devem-se discriminar os custos de
exploração e de manutenção.
67
Quadro 4 – Aspectos a analisar na 2ª fase da metodologia (continuação)
Nesta fase, devem ser especificadas as condições
de utilização da energia renovável e os
equipamentos afectos a esta função.
Projecto de
integração da
solução de energias
renováveis
Deve ser definida a regra no consumo de energia
de origem não renovável e renovável, e
especificados os mecanismos de controlo do
consumo na utilização.
Deverá existir um sistema de contabilização
independente para avaliar correctamente qual a
contribuição efectiva das energias renováveis.
Deverão ser especificados os valores das
variáveis processuais (temperatura por exemplo),
para controlo do consumo de energia, bem
como, a situação de funcionamento quando a
energia renovável não atinge valores que
permitam a sua utilização.
Quadro 5 – Aspectos a analisar na 2ª fase da metodologia (continuação).
Aqui, deverão ser determinados os custos de
funcionamento e manutenção da instalação de
energia renovável, os custos de funcionamento
dos mecanismos de integração (permutadores,
válvulas, autómatos) e os custos de aquisição e
implementação.
Determinação dos
custos e proveitos
reais
Deverão também ser determinados os proveitos
resultantes da economia da energia não
renovável, com base no custo desta energia,
assim como os proveitos devidos à venda de
energia à rede (caso aplicável).
68
Nas figuras seguintes apresentam-se os vários passos necessários para a determinação do
potencial energético de origem renovável e para a caracterização energética global da
empresa. Em relação à caracterização operacional, a sequência de passos é idêntica a esta, só
que os dados a recolher e a analisar restringem-se apenas ao processo/equipamento/local
onde se procederá ao consumo da energia obtida através do recurso renovável.
Caracterização energética
global
Identificar as formas de energia
consumidas na empresa
Quantificar os consumos de energia e
respectivos custos num determinado
período de energia (em geral 1 ano)
Converter os consumos de
energia para a mesma
unidade (ex.tep, kWh)
Determinar o peso percentual de cada
forma de energia consumida no total do
consumo.
Determinar o custo ponderado por
unidade de energia.
“ Mix -Energético” da empresa
Figura 60 – Etapas do processo da caracterização energética global
69
Avaliação do potencial
energético renovável
Levantamento das características
geográficas e da envolvente do local.
Nesta fase, esta informação
poderá ter o carácter de
estimativa,
desde
que,
permita
uma
decisão
adequada sobre a viabilidade
do projecto de integração.
Determinação
do
potencial
energético disponível ao longo do
período
temporal
adoptado
(geralmente 1 ano).
Determinar energia útil obtida no
período temporal adoptado (energia
efectivamente utilizável). Neste
cálculo é necessário conhecer as
eficiências “típicas” das soluções a
implementar.
Estimar a diminuição no consumo da
energia “tradicional”, devido à
introdução da energia renovável,
bem como, o seu custo.
Figura 61 – Etapas do processo de avaliação do potencial energético renovável
70
IV.II Impacto do projecto no mix-energético da empresa
O mix-energético de uma empresa ou, mais genericamente, de uma instalação,
corresponde ao conjunto das várias formas de energia consumidas expresso em termos
percentuais.
Figura 62 – Mix- Energético de uma determinada instalação.
No caso do mix-energético, apresentado na figura anterior, é possível concluir que
as formas de energia consumidas na instalação são o fuel óleo, o gás natural, o gasóleo e a
energia eléctrica. É ainda possível constatar que a forma de energia mais consumida é o gás
natural, representando quase 59% do consumo total e, em seguida, a energia eléctrica, cujo
consumo é de 30,4% do total, representando o gasóleo um consumo energético residual.
Com base no mix-energético é possível calcular o custo por unidade de energia
consumida (neste caso a tonelada equivalente de petróleo – tep). Este valor irá reflectir o custo
de cada forma de energia de forma proporcional ao valor do seu consumo.
Por este motivo, recomenda-se, na metodologia apresentada, uma caracterização
global, que permitirá determinar o mix energético da instalação e a caracterização energética
operacional. Assim, é possível conhecer o impacto do consumo de uma energia de origem
renovável em termos globais e na forma da energia que irá ver parte do seu consumo reduzido.
Estas informações não são exclusivas mas sim complementares, permitindo conhecer com
maior rigor os resultados reais
Tendo por base o mix-energético apresentado, uma intervenção que conduza a
uma diminuição do consumo de gás natural poderá ter um impacto significativo no consumo
deste e no preço por unidade de energia, uma vez que é a forma de energia mais
representativa, mesmo que o custo unitário do gás não seja o mais elevado.
71
Por outro lado, alguma intervenção que tenha por objectivo a diminuição do
consumo de gasóleo poderá não ter grande impacto no mix-energético, mas já o ter de forma
sensível no custo por unidade de energia, devido ao seu preço mais elevado.
O tep (tonelada equivalente de petróleo) é uma medida de energia “teórica” equivalente a 7,4
barris equivalentes de petróleo. A partir deste valor é possível estabelecer a relação com
outras unidades energéticas como, por exemplo, as seguintes: 1 tep é equivalente a 11,63
MWh, 41 868 GJ.
Deste modo, é possível converter as unidades em que são expressas as várias formas de
energia, converter para tep’s permitindo, assim, a soma das quantidades energéticas de
natureza diferente.
A determinação do mix-energético de uma instalação não obriga a que este seja calculado em
tep´s. Poderá ser utilizada outra unidade de energia à qual exista maior sensibilidade (o caso
72
V Bibliografia
[ADENE]
“Instalação de colectores solares térmicos em processos industriais;
recomendações de projecto e manutenção”, ADENE, Maio de 2005.
[Anacleto]
Rui m. Anacleto, “Bombas de Calor”, DGE, Outubro de 1995
[BWEA]
“Small Wind Energy Systems – BWEA Briefing Sheet”, BWEA, Outubro
de 2005.
[Castro]
Rui Castro, “Energias Renováveis e Produção Descentralizada –
Introdução à Energia Eólica”, IST, Maio de 2005.
[Calleffi]
“Projecto e implementação de sistemas solares térmico”, Calleffi, Julho
2005.
[CEETA]
Tecnologias de Micro-Geração e Sistemas Periféricos”, CEETA,
Setembro, 2000
[DGGE]
“Utilização de Colectores Solares para a Produção de Calor de
Processo Industrial”, DGGE, Abril de 2004.
[EC]
Directorate General for Research – Sustainable Energy Systems,
“Biomass – Green Energy for Europe”, EC, 2005.
[Enersilva]
“Promoção do uso da Biomassa Florestal para fins energéticos no
sudoeste da Europa”, 2005
[ISQ]
“Manual de Formação de Projectistas de Sistemas Solares Térmicos”,
ISQ, Setembro de 2007.
[Lourenço]
Maria Carla Lourenço, “Recursos Geotérmicos de baixa entalpia em
Portugal”, IGM, Maio de 2005
[Morais]
José Morais, “Manual de Projectos de Sistemas Fotovoltaicos”, IXUS,
Junho de 2008.
[SPE]
“Manual de Formação de Projectistas de Sistemas Solares Térmicos”,
INETI, Maio de 2005.
73
[OE]
J. Costa (INETI), Silvino Spencer (ADENE), Pedro Paes (EDP),
“Integração de Energias Renováveis”, Seminário sobre Eficiência
Energética, organizado pela Ordem dos Engenheiros, Porto, Junho de
2005.
[Joyce]
António Joyce, “Sistemas Fotovoltaicos”, INETI,
74