A estratégia de operação de uma termelétrica a vapor instalada em usina de açúcar e etanol é fundamental tanto para o dimensionamento dos equipamentos quanto para o balanço financeiro da indústria. Atualmente há uma prática comum entre diversas usinas em promover a geração de energia elétrica apenas durante o período da safra da cana.
O presente artigo visa estimular a análise das alternativas de dimensionamento e métodos de operação da termelétrica a vapor, conservando parte da biomassa produzida na safra para utilização posterior, durante o período da entressafra, aproveitando o maior tempo possível durante o ano. Isto favorece a redução do tamanho dos equipamentos e, adicionalmente, garante, durante todo o ano, potencial de geração de energia elétrica para comercialização.
O método adequado para análise da viabilidade desta solução é a realização de uma simulação matemática com base nos conceitos de cálculos termodinâmicos para dimensionamento da caldeira e turbinas (equipamentos de maior expressão financeira no investimento da termelétrica). Tendo em vista que a termelétrica promove a cogeração, suprindo as necessidades térmica e elétrica da indústria, os cálculos devem ser elaborados juntamente com dados operacionais da fábrica. A sugestão de ordenação dos cálculos é a seguinte: Análise dos dados de processo industrial da usina, levantamento da biomassa disponível, cálculo da demanda de vapor na indústria, levantamento da sobra de biomassa destinada exclusivamente para geração de bioeletricidade, seleção das turbinas e caldeira e, finalmente, a adoção da estratégia de operação.
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Simulações realizadas para diversos casos comprova que a alternativa de operação da termelétrica durante o maior tempo possível no ano, promove uma redução no tamanho dos equipamentos e, consequentemente, no investimento do projeto.
Os cálculos demonstram que a extensão do período de operação para a entressafra garante uma redução em torno de 15% no tamanho da turbina e de 10% na vazão da caldeira, mantendo praticamente o mesmo potencial de geração. Os resultados são mais atrativos para as usinas com baixo consumo específico de vapor.
A redução da potência das turbinas impõe uma redução na mesma proporção para os demais equipamentos elétricos como gerador, painéis elétricos, transformador e dispositivos de alta tensão. Além disto, pode haver uma redução significativa no tamanho da casa de força, item de grande impacto no investimento em obras de construção civil, e itens relacionados ao fluxo de vapor como tubulações, válvulas, instrumentos, suportes e demais equipamentos de instalação.
