Sistemas de Geração Aula 1

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Sistemas de Geração
Professor Átila Carvalho
Introdução
Na história da sociedade, a energia elétrica, desde a sua descoberta, sempre ocupou lugar de destaque.
Qualidade de vida.
Progresso econômico.
Utilização para praticamente tudo na existência humana.
Introdução
A eletricidade é a forma mais fácil de se transportar energia para a sua utilização nos processos de manufatura.
Ela surgiu como forma de substituir a energia da máquina a vapor, pilastra mestra da atual revolução industrial.
Definição de Energia e Potência
Energia
Os físicos definem a palavra energia como a quantidade de trabalho que um sistema é capaz de fornecer.
Energia, de acordo com os físicos, não pode ser criada, consumida ou destruída.
No entanto a energia pode ser transformada ou transmitida de diferentes formas.
Energia
Em cada processo de conversão de energia, parte da energia da fonte é dissipada em forma de calor (energia térmica) em função do atrito entre as engrenagens, moléculas de ar e esforços mecânicos da máquina conversora. 
A relação entre a energia que entra no sistema de conversão e a energia que sai desse sistema chama-se rendimento. 
Medição
Costuma-se medir a capacidade de produção de energia em quilowatt hora ou megawatt hora durante um certo período de tempo. Note que a unidade de energia é quilowatt hora [kW.h], e não apenas quilowatt [kW].
1 J [joule] = 1 [W.s] = 4.1868 [cal] 
1 GJ [gigajoule] = 109 J 
1 TJ [terajoule] = 1012 J 
1 kWh [quilowatt hora] = 3,600,000 [joules]
Potência
A potência elétrica é normalmente medida em watt [W], quilowatt [kW], megawatt [MW], etc.
Ou seja, potência é a quantidade de energia transferida por unidade de tempo. 
A potência pode ser medida em qualquer instante de tempo, enquanto a energia precisa ser medida em um intervalo de tempo, como um segundo, uma hora, um ano, etc. 
Medição
Exemplo de potência medida:
	Se uma turbina ou gerador possuem uma potência nominal de 600 quilowatts [kW], significa que aquela turbina pode produzir 600 quilowatts hora [kW.h] de energia por hora d e operação, trabalhando no ponto máximo de eficiência. 
Unidades de potência. 1 kW = 1.359 CV
Geração e Cogeração
Geração
A geração de energia elétrica é a transformação de qualquer tipo de energia em energia elétrica.
Esse processo ocorre em duas etapas: 
	- Na 1ª etapa uma máquina primária transforma qualquer tipo de energia, normalmente hidráulica ou térmica, em energia cinética de rotação. 
	- Em uma 2ª etapa um gerador elétrico acoplado à máquina primária transforma a energia cinética de rotação em energia elétrica.
Exemplo
Como exemplo podemos visualizar uma hidroelétrica onde uma turbina hidráulica transforma a energia potencial da água em desnível, em energia cinética de rotação que é transferida a um eixo acoplado a um gerador
Cogeração
De acordo com a ANEEL (Agencia Nacional de Energia Elétrica), “Cogeração de energia é definida como o processo de produção combinada de calor e energia elétrica (ou mecânica), a partir de um mesmo combustível, capaz de produzir benefícios sociais, econômicos e ambientais. A atividade de cogeração contribui efetivamente para a racionalização energética, uma vez que possibilita maior produção de energia elétrica e térmica a partir da mesma quantidade de combustível.” 
Geração x Cogeração
Diferentemente da geração, na cogeração a energia térmica, ou outro tipo de energia, é utilizado diretamente nos processos de manufatura, tais como fornos, caldeiras, entre outros. 
A cogeração é o reaproveitamento dos “resíduos” de energia dessas fontes para a geração de energia elétrica diminuindo, assim, as perdas e, conseqüentemente, aumentando o rendimento e o aproveitamento das fontes de energia. 
Eficiência
A cogeração é a forma mais eficiente de gerar calor e energia elétrica a partir de uma mesma fonte de energia.
Comparando a utilização de combustível fóssil com a quantidade de calor que é normalmente gasta no processo de geração de energia, a cogeração alcança níveis de eficiência 3 vezes maior, podendo chegar a 4 vezes.
Dano Ambiental Menor
As implicações ambientais da cogeração são bem menores quando comparadas às do processo convencional de geração, não apenas pela sua inerente eficiência, mas também pelo seu caráter descentralizador.
Isto se deve ao fato de ser impraticável o transporte de calor (energia térmica) a grandes distâncias, e os equipamentos de cogeração são localizados fisicamente próximos aos processos que utilizam calor. Desta forma a energia elétrica tende a ser gerada.
Esquema Geral de Cogeração