Trabalho Geradores

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São Paulo
2021
GERADORES
AUTORES:
-GILDENICIO DE OLIVEIRA MACEDO
RA.393274717114 10º SEM. ENG. ELÉTRICA
-MICHELLE LUMI OKABAYASHI
RA.392702817114 9º SEM. ENG. ELÉTRICA
-NATÁLIA PEREIRA QUARESMA
RA.391583917114 10º SEM. ENG. ELÉTRICA
-LUÍS ANTÔNIO DA ROSA
RA.392672717114 10º SEM. ENG. ELÉTRICA
-LUCAS LUNA SALVADOR
RA.351872717110 ENG. ELÉTRICA
-ANDRE LUCIO DE SOUZA
RA.350075017110 ENG. ELÉTRICA
-ADRIAN WALLACE DO NASCIMENTO RAMOS
RA.392448917114 8º SEM. ENG. ELÉTRICA
-WILLIAM DE PRETE CARVALHO SOUZA
RA.392655217114 10º SEM. ENG. ELÉTRICA
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas
NBR Norma Brasileira
Sumário
1. INTRODUÇÃO 13
2. GERADORES E SUAS TECNOLOGIAS 14
2.1 MOTORES A DIESEL 15
2.2 VANTAGENS E DESVANTAGENS DOS
GERADORES A DIESEL 16
2.3 MANUTENÇÃO 17
2.3.1 MANUTENÇÃO PREVENTIVA 17
2.4 COMPOSIÇÃO QUIMICA 18
3. PROCESSO DE EXECUÇÃO 20
4. VANTAGENS E DESVANTAGENS 20
5. CONSIDERAÇÕES FINAIS 23
REFERÊNCIAS 24
1. INTRODUÇÃO
As recentes crises energéticas brasileiras que tiveram destaque nos anos nos
anos de 2013 e 2014 envolvendo o Sistema de Geração e o Sistema de
Transmissão Nacional (SIN), geraram questões em discussão quanto à
disponibilidade de recursos energéticos e a oferta de energia nota-se a grande
competitividade no mercado devido as inovações dos mais diversos setores
industriais, trazendo conceitos e processos inovadores, onde algumas empresas
ficaram obsoletas nas inovações tecnológicas, fazendo com que, seus produtos e/ou
serviços se tornassem mais caros e consequentemente perdendo espeço no
mercado. Para manterem-se em um alto nível de qualidade as empresas necessitam
se reinventar todos os dias, em um processo de melhoria continua, é o caso dos
geradores a diesel, os geradores a diesel são equipamentos que utiliza como fonte
de energia a combustão do diesel.
O geradores apresenta um alto custo operacional devido ao alto valor e a
qualidade do combustível e o óleo lubrificante consumidos e aos altos custos da
logística para transporte e armazenagem de combustível da manutenção mecânica
elétrica além disso do ponto de vista socioambiental as desvantagens relacionadas
as possíveis vazamento a emissão de gases poluentes e a emissão de fluido de
ruídos todos os aspectos negativos de fornecimento de energia elétrica através do
grupo de geradores podem ser minimizados ou até mesmo eliminados com a
implantação do sistema autônomo descentralizado de geração de eletricidade que
utilizam recursos energéticos locais como o sistema hídrico.
2. GERADORES E SUAS TECNOLOGIAS
O sistema de geração são os geradores onde a WEG define os geradores da
seguinte forma: São os geradores que transformam a energia cinética de rotação
das máquinas primárias em energia elétrica. Os geradores são dimensionados de
acordo com a potência que a máquina primária pode fornecer. Além da potência, o
tipo de máquina primária (eólica, hídrica, térmica, etc.), define também a velocidade
de rotação que irá ser transmitida ao gerador e, em função dessa velocidade é
definido o número de polos do gerador
O gerador a diesel conjunto de motor Diesel e gerador de corrente alternada,
aqui denominado alternador, convenientemente montados, dotado dos componentes
de supervisão e controle necessários ao seu funcionamento autônomo e destinado
ao suprimento de energia elétrica produzida a partir do consumo de óleo Diesel.
Segundo o manual de geração de energia da WEG, geração pode ser definida
como:
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
Segundo a Ágil Geradores (2012), a comunicação entre a rede da
concessionária e a do grupo gerador, na Operação em regime de Paralelismo
Momentâneo, popularmente conhecida como rampa, é realizada pelo (quadro de
transferência automática) (QTA).
2.1 MOTORES A DIESEL
Motores a diesel são máquinas térmicas alternativas, de combustão
interna, destinadas ao suprimento de energia mecânica ou força motriz de
acionamento. O nome vem de uma homenagem ao Engenheiro Frances
Rudolf Diesel, nascido em Paris, por ter desenvolvido o primeiro motor em
Augsburg - Alemanha, Entre os anos de 1893 a 1898. Consta na literatura
que no dia 17 de fevereiro foi realizado o primeiro teste bem sucedido em
Maschinenfabrik Augsburg (DE OLIVEIRA JÚNIOR; JACOMÉ; DEL CAMPO
2019).
Segundo os mesmos podemos classificar os tipos de geradores
dependendo da sua utilização:
● Motores Estacionários: destinados ao acionamento de máquinas
estacionárias, tais como Geradores, máquinas de solda, bombas
ou outras máquinas que operam em rotação constante;
● Motores Industriais: destinados ao acionamento de máquinas de
construção civil, tais como tratores, carregadeiras,
● guindastes, compressores de ar, máquinas de mineração,
veículos de operação fora-de-estrada, acionamento de sistemas
hidrostáticos e outras aplicações onde se exijam características
especiais específicas do acionador;
● Motores Veiculares: destinados ao acionamento de veículos de
transporte em geral, tais como caminhões e ônibus;
● Motores Marítimos: destinados à propulsão de barcos e
máquinas de uso naval. Conforme o tipo de serviço e o regime
de trabalho da embarcação. Existe uma vasta gama de modelos
com características apropriadas, conforme o uso.
Para o conhecimento do motor de geração de energia elétrica através
de térmica, o princípio de funcionamento dos motores a diesel estacionários é
importante a visualização de seus componentes, a função de cada
componente, tipos de queima, ciclo Otto, ciclo diesel, são conhecimentos que
podem promover uma melhor compreensão do funcionamento desses
motores (DE OLIVEIRA JÚNIOR; JACOMÉ; DEL CAMPO 2019).
2.2 VANTAGENS E DESVANTAGENS DOS GERADORES A DIESEL
Em relação a alguns tipos de fonte de energia Barreto (2008) descreve que os
geradores possuem algumas vantagens como: Baixo custo; Facilidade em encontrar
peça no mercado; Geradores que podem ser abastecidos com biodiesel;
Geradores que podem ser abastecidos com óleo vegetal
Ainda segundo Barreto (2008) classifica que da mesma forma que os
geradores podem possuir vantagens ele também possui algumas desvantagens: Alto
custo na manutenção; Alto custo na manutenção do motor; Poluição ao meio
ambiente devido a emissão de gases que provoca a emissão de poluentes para o
meio ambiente.
Os geradores são máquinas térmicas que possuem combustão e são
destinadas a energia mecânica, pensando nisso foram desenvolvidos diferentes
tipos de fontes de energia renovável, que priorizam o equilíbrio entre a obtenção da
energia e o desenvolvimento (PEREIRA, 2009).
2.3 MANUTENÇÃO
A manutenção é um ramo da mecânica que busca a prevenção e solução dos
mais diversos problemas acarretados por componentes mecânicos. Se tratando do
cenário de competitividade, onde a produção muitas vezes acontecesse de modo
intermitente ou com pausas mínimas programadas para configuração e manutenção,
a manutenção pode ser ponto decisivo para o desenvolvimento de uma organização
(TAVARES, 1999).
2.3.1 MANUTENÇÃO PREVENTIVA
Na manutenção preventiva se caracteriza em 3 tipos é uma forma mais
moderna de se obter diagnósticos sobre os equipamentos, facilitando o
acompanhamento, controle e alteração na performance de cada um deles. Através
de softwares e equipamentos é possível acompanhar o desempenho e as condições
de funcionamento em tempo real (PEREIRA, 2009).
Podendo ser aplicada nas mais diversas áreas, como mecânicas, as
hidráulicas e pneumáticas. Com esse método de manutenção é possível realizar o
acompanhamento dos equipamentos de forma remota, porém, requer alguns
investimentos que em algumas circunstanciasnão são tão acessíveis (PEREIRA,
2009)
A manutenção preditiva proporciona confiabilidade e uma máxima
disponibilidade dos equipamentos, diminuindo os custos de manutenção. Um ponto
importante é que esse método não isenta o equipamento de futuras quebras ou
paradas inesperadas, pois elas acontecem e nem sempre podem ser detectadas
com previa antecedência. Devido a essa função a manutenção preventiva de
geradores a diesel se torna a manutenção mais importante para se realizar, pois
através dela será feita a conservação do equipamento e o aumento significativo da
vida útil do mesmo, gerando uma grande economia financeira para o proprietário do
equipamento (PEREIRA, 2009)
Algumas vantagens da manutenção preditiva:
● Elimina inspeções físicas e desmontagens desnecessárias;
● Redução de ações corretivas;
● Confiabilidade do equipamento;
● Aumento da vida útil;
A manutenção corretiva se divide em 2 braços:
Corretiva não planejada: se caracteriza pela atuação em uma falha onde não
existe tempo para reprogramar ou preparar a atividade de reparo e que afete
diretamente o funcionamento do equipamento.
Corretiva planejada: é colocada em prática quando se percebe a queda de
eficiência dos equipamentos ou onde quando a integridade e/ou funcionamento do
equipamento não é afetado diretamente.
A manutenção corretiva não possui vantagens se comparadas as demais, pois
sua função se restringe em sanar as falhas e disponibilizar o equipamento em seu
pleno funcionamento.
2.4 COMPOSIÇÃO QUIMICA
A composição química do combustível tem influência direta no seu processo
de combustão, fator que influência diretamente o desempenho de um motor a
combustão interna. Para este trabalho, é desejável que, ao fazer as alterações
propostas no
motor, não ocorra o fenômeno conhecido como “batida de pino”. O fenômeno “batida
de pino” é a ocorrência da autoignição do combustível seguido da ignição
proveniente da vela de ignição, fato que gera duas frentes de chama que quando se
encontram geram um ruído semelhante a batida de dois objetos de metal. A
ocorrência deste fenômeno é altamente prejudicial ao motor, uma vez que a
temperatura e a pressão na câmara de combustão ultrapassam o limite do projeto,
danificando fisicamente seus componentes (STONE,1993).
Os combustíveis são compostos, principalmente, por hidrocarbonetos, que
podem ser hidrocarbonetos aromáticos, olefinas e saturados. Para a obtenção
desses compostos são utilizados diversos processos controlados como a
fermentação, destilação, entre outros.
3. PROCESSO DE EXECUÇÃO
O óleo diesel e as novas tecnologias utilizadas nos grupos motores/geradores
têm motivado debates no cenário brasileiro, em função da importância do
combustível para o desenvolvimento das áreas de geração de energia, economia,
transporte, saúde e meio ambiente. É de suma importância que os setores
conheçam e participem ativamente das decisões governamentais relativas ao tema.
De acordo com o artigo referente ao 3° Congresso Brasileiro de Petróleo e Gás:
“O elevado custo da energia no horário de ponta tem como intuito minimizar
o consumo em tal horário e resguardar o sistema de geração e transmissão
de picos de potência. Cabe às concessionárias de força e luz definir o
horário em que este intervalo de três horas é valido. O custo da energia no
horário de ponta é tão elevado que justifica mesmo a autoprodução Diesel”.
A escolha do Óleo Diesel como combustível para o grupo moto gerador - GMG se
deve ao fato de ele ser o combustível mais utilizado no país, tendo inúmeros postos
de distribuição e um baixo custo, se considerado aos demais combustíveis do
mercado. (MENDES, 2005)
4. VANTAGENS E DESVANTAGENS
A diferença mais significativa entre a energia proveniente de um grupo
gerador e a energia fornecida pela concessionária, é que, quando uma carga é
conectada subitamente à rede elétrica da concessionária, em geral, não há variação
de frequência. Quando uma carga é conectada a um grupo gerador, a velocidade de
rotação do seu eixo sofre uma redução e, consequentemente, a frequência da
máquina é reduzida. (CUMMINS, 2014).
Segundo Cummins (2014), os geradores a diesel são considerados a primeira
opção mundialmente utilizada para geração alternativa em indústrias e comércios,
sendo utilizados em sistemas de emergência, períodos contínuos e geração na
ponta conforme a necessidade. Os GMG OD apresentam vantagens como:
● São mais rápidos, conseguem assumir a carga em menos de 10
segundos da partida;
● Os GMG’s podem assumir a carga nominal rapidamente, com
tempo de aumento gradativo de carga reduzido;
● São mais seguros, não há centelhamento ao contrário de motores a
gás, diesel, pois não tem velas de ignição ou carburadores que
precisam de revisão e ajuste;
● O diesel não é explosivo, como gasolina, propano e GLP, se
tornando mais seguro para armazenar;
● Mais econômico, o GMG a OD geralmente queima a metade do
combustível usado por um gerador a gás para realizar o mesmo
trabalho;
● O óleo diesel é mais barato que gasolina ou propano devido ao
processo mais curto de refinação;
● O custo de combustível por quilowatt (kW) produzido é de 30-50%
menor do que os motores que queimam gás;
● O motor a diesel utiliza injeção não carburador. O carburador
introduz o ar e o combustível já mistos dentro do motor e tem um
controle grosseiro da mistura. O injetor pode ser controlado
eletronicamente com extrema precisão, injetando o combustível na
quantidade e no ponto da fase mais eficiente para as condições.
● Mais confiável: Os motores a diesel têm menos peças e nenhum
sistema de ignição – a ignição ocorre devido a compressão.
● O gerador a diesel geralmente tem tecnologia “brushless” (sem
escovas) de regulação de tensão de energia muito confiável.
● O motor a diesel é desenhado para funcionar continuamente para
fornecer um backup de confiança, mesmo durante a falta de
energia prolongada.
Segundo Muller (1995) as máquinas que utilizam combustíveis fósseis (diesel,
gás natural, gasolina, etc.) como o caso de um GMG a OD emitem ruídos em seu
funcionamento devido a queima do combustível e ao atrito mecânico entre seus
componentes. Essa queima e atrito geram também calor excessivo, fazendo assim
necessário um sistema de arrefecimento, como a aplicação de exaustores e
ventiladores, estes últimos, por sua vez, contribuem com a poluição sonora. O ruído
é definido pelo Decreto Nº 33868 de 22/08/2012 como sendo qualquer som ou
vibração que cause ou possa causar perturbações ao sossego público ou produza
efeitos psicológicos ou fisiológicos negativos em seres humanos e animais.
(CUMMINS, 2014).
Para evitar um nível acústico que viole a NBR 10151, o gerador deve possuir
um sistema de amortização de som próprio, através de carenagem com atenuador.
No entanto, ainda se faz necessário instalar um sistema de atenuação na edificação
civil para diminuir a o nível de 65dB para 45Db. (CUMMINS, 2014).
É adequando que em sistemas de geração que necessitem de baixos níveis
de ruído, como o presente caso, se adote o sistema de isolamento acústico da
edificação. Pois, como explicado anteriormente, à instalação de geradores
carneados e silenciosos para níveis muito baixos de ruído, torna-se inviável diante
do espaço ocupado pelo sistema de atenuação, como visto no capítulo anterior. Por
fim, será utilizada uma linha com várias opções de tratamento acústico para este tipo
de equipamento. Tratamento acústico para Grupo Gerador com Carenagem,
Isolamento acústico na sala de alvenaria onde estes são instalados os Geradores
com uso de Atenuador de ruído, Venezianas acústicas, Porta Acústica e Tratamento
Interno da Sala. (CUMMINS, 2014).
Muller (1995) cita as vantagens do Diesel na Geração de Energia Elétrica Os
grupos geradores a diesel apresentam como desvantagens:
● Existem máquinas de diversas potências encontradas comercialmente, desde
alguns kVA até valores em mVA;
● Apresentam robustez;
● Podem ser alimentados com biodiesel e já existemalguns motores que
podem ser alimentados diretamente com óleos vegetais in natura, em lugar
do óleo diesel, contribuindo assim para a diminuição da emissão de gases
poluentes para o meio ambiente. Como desvantagens, os grupos geradores
apresentam:
● Alto custo de manutenção, devido ao fato de ser necessária manutenção
constante no motor, e alto custo operacional acarretado pela compra,
transporte e distribuição do óleo diesel;
● Poluição do meio ambiente através de emissão de gases de efeito estufa e
● descarte do óleo lubrificante; 49
● Poluição sonora, caso o grupo gerador não esteja dentro de uma cabine
própria para atenuar o ruído. (BARRETO, 2008).
5. CONSIDERAÇÕES FINAIS
O presente trabalho aborda os princípios de funcionamento de motores e
geradores, onde o mesmo é um motor de combustão interna que aproveita a energia
térmica de combustão do óleo diesel a fim de transformá-la em energia mecânica
sob a forma de rotação de um eixo. Acoplado em um alternador onde será gerada a
energia elétrica CA.
Com base na pesquisa realizada através de sites e google acadêmico foi
possível descrever a importância dos geradores, seu sistema construtivo, tendo a
importância de descrever a sua funcionalidade.
REFERÊNCIAS
ÁGIL GERADORES. Tipos de Quadros de Transferência. Disponível em:<
http://www.agilgeradores.com.br/saibamais.php>. Acesso em: 02 de mar. de 2021.
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geradores - Requisitos gerais para telecomunicações. Rio de Janeiro, 2001.
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<http://ambientes.ambientebrasil.com.br/agua/recursos_hidricos/hidreletricas_no_bra
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MENDES, Noeli Aparecida Serafim. As usinas hidrelétricas e seus impactos: os
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SOUZA, Rômulo. Funcionamento do motor. Instituto Federal do Paraná - IFPR,
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STONE, R. Internal combustion engines. Society of Automotive Engineers, Inc.
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DE OLIVEIRA JÚNIOR, Ronaldson Samuel; JACOMÉ, Érico Kléber Fagundes; DEL
CAMPO, Eduardo Rafael Barreda. ESTRUTURAÇÃO E MANUTENÇÃO DE
MOTORES A DIESEL ESTACIONÁRIOS: UMA ALTERNATIVA PARA GERAÇÃO
DE ENERGIA ELÉTRICA A PARTIR DE FONTES TÉRMICAS. ITEGAM-JETIA, v. 5,
n. 19, p. 48-55, 2019.
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http://fotovoltaicos001.blogspot.com.br/2010/09/dimensionamento-de-sistemas-sola
http://fotovoltaicos001.blogspot.com.br/2010/09/dimensionamento-de-sistemas-sola