Engenharia Mecânica

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Micro turbina a gás
(2022-06-20) Torres, Arthur Gabriel; Yamauchi, Ciro Junichi; Da Silva, Felipe de Mello Caetano; Dolce, Fernando Domingues; Darsono, Fernando Tenório Halim; Oliveira, Jonatas dos Anjos; Mebs, William Trindade; Menezes, Withor Farias de Carvalho
Embora venha se transformando ao longo dos anos, a matriz energética brasileira vem enfrentando diversos desafios de abastecimento, em especial pela elevada dependência das fontes hídricas, que hoje representam quase 65% da geração de energia do país. Assim, a busca pela diversificação no setor e a distribuição de novas usinas ao longo do território torna-se uma questão cada vez mais importante. Em especial, a agropecuária nacional vem buscando se tornar autônoma em relação a demanda energética e, com isso, o uso do biogás vem ganhando destaque nas discussões sobre o assunto. O biogás é hoje, no Brasil, uma das fontes de energias renováveis que mais cresce, influenciado fortemente pelos incentivos governamentais ao uso de biodigestores e pela necessidade de se dar um destino mais adequado aos resíduos orgânicos gerados pelo agronegócio. Entretanto, embora haja o potencial de geração elétrica, muitas das pequenas e médias propriedades rurais acabam não utilizando o biogás como fonte de energia, principalmente pela falta de produtos específicos no mercado direcionados à essa atividade.Assim, o projeto BioTurbo tem como objetivo desenvolver uma microturbina a gás especialmente dedicada à produção de energia a partir do biogás produzido por biodigestores em pequenas e médias propriedades rurais. Dessa forma, o produto visa entrar no mercado como uma solução mais eficiente e economicamente viável para as propriedades rurais que buscam a sustentabilidade, segurança energética e principalmente a economia, uma vez que muitos desses locais possuem o potencial de geração de energia que não está sendo aproveitado. O trabalho se concentra no desenvolvimento dos aspectos relacionados a microturbina de rotor radial, selecionada a partir da matriz de decisão, interligada ao sistema do biodigestor, tomando como base o ciclo termodinâmico a gás denominado como Ciclo Brayton e as definições de projeto dos componentes da turbina, como geometria e sistemas de compressão e expansão, além da câmara de combustão e o sistema de recuperação de energia, objetivando a maximização da eficiência do conjunto.
ROTATOR
(2022-06-20) Tavares, Antônio José Santos; Lestingi, Bruno Ambiel; Nogueira, Bruno Arantes; Giorgianni, Breno Henrique Veroneze; Massumoto, Diego Gregório de Las Heras; Cisotto, Guilherme Galindo; Nascimento, Helder de Oliveira; Oliveira, Matheus Hipólito de; Perna, Rodrigo de Sousa; Chen, Wilbur
Diante do cenário de mudanças climáticas, o incentivo na produção de energia oriunda de fontes renováveis está cada vez mais presente nas diretrizes governamentais, evidenciado através do plano de expansão dos parques eólicos no Nordeste do Brasil. Com o objetivo de disponibilizar para a rede o contínuo abastecimento de energia elétrica em períodos de alta demanda (horário de pico), os sistemas de produção de energia são dimensionados para esse fim, gerando uma energia excedente elevada nos horários de baixa demanda. Esse fenômeno é visto claramente na energia eólica onde aproximadamente 50% da capacidade instalada fica ociosa, sem consumidores. Logo, como forma de propor o uso dessa energia excedente, armazenando-a de alguma forma, o presente trabalho conceberá caminhos para a implantação da reversibilidade na pequena central hidrelétrica Armando Ribeiro Gonçalves, situada no Rio Grande do Norte (RN). O conceito de reversibilidade se trata de inverter o fluxo da hidrelétrica, transformando-a em uma elevatória, usando a energia proveniente do excedente eólico para encher o seu reservatório superior, guardando essa energia para uso nos horários de pico. Como premissas de projeto, para o desenvolvimento da primeira PCH reversível no Nordeste, propõe-se um rigoroso estudo físico da PCH em questão, de modo a avaliar a demanda de espaço para construção do reservatório inferior, capacidade hídrica da barragem existente e aplicabilidade operacional das turbinas e geradores atualmente em operação. Por se tratar de um arranjo combinado, e com a proposta idealizada onde, o excedente eólico do Parque Mel II (RN) servirá como abastecimento elétrico ao bombeamento e armazenamento de energia, para assim haver a posterior geração no horário de maior demanda. Neste cenário, conduziremos através dos dados do Operador Nacional do Sistema Elétrico Brasileiro um rigoroso estudo de caso, para aferir os horários de energia eólica excedente, bem como os horários de maior consumo elétrico da população. No campo financeiro, apresentaremos cenários para compra de energia elétrica junto ao Mercado Livre de Energia, de modo a averiguarmos os custos do kWh no horário fora de ponta, assim como no horário de ponta. E desta forma, conceber um horizonte de viabilidade econômica para a implantação de outras PCH reversíveis no território nacional.