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O que é a cogeração?
A cogeração é um sistema que permite a produção simultânea de energia eletromecânica e térmica numa única instalação, alimentada por uma única fonte principal. Esta tecnologia garante uma eficiência energética superior à que se obteria com duas centrais de produção independentes.
Os sistemas de cogeração recuperam e reutilizam a quase totalidade da energia térmica produzida pelos processos de combustão que, nas centrais tradicionais, não é aproveitada mas dissipada no ambiente.
Graças à cogeração, o calor contido nos gases de escape é utilizado para aquecer água numa caldeira de recuperação. Isto produz vapor ou energia térmica que, por sua vez, pode ser utilizada em processos de produção ou para gerar eletricidade.
As tecnologias de cogeração mais comuns envolvem a utilização de combustíveis como o gás natural, o GPL, o gasóleo, o biogás, o biometano, o óleo vegetal, a biomassa e outros.
Esta tecnologia não é apenas utilizada na indústria, mas outras instalações como hospitais, complexos desportivos e hotéis também tiram partido da capacidade de cogeração. Se produzirem mais eletricidade do que a que consomem, podem mesmo alimentá-la à rede e vendê-la, o que é uma vantagem económica.
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Tipos de cogeração
Dependendo da tecnologia escolhida para produzir a energia, existem vários tipos de cogeração, que explicaremos em pormenor a seguir.
Cogeração com turbina a gás
Nestas centrais, o gás, normalmente o gás natural, é utilizado como combustível. Os gases produzidos na combustão da matéria-prima são introduzidos numa turbina que transforma a energia mecânica em energia elétrica. O fluxo de gás quente residual pode ser reutilizado para cobrir a totalidade ou parte das necessidades do próprio processo industrial ou para outras utilizações. Este fluxo de gás pode também produzir vapor de água num gerador.
Cogeração com turbina a vapor
A cogeração com turbinas a vapor envolve a utilização de uma turbomáquina que transforma a energia de um fluxo de vapor em energia mecânica. A principal vantagem deste sistema é o facto de poder utilizar qualquer tipo de combustível, desde a biomassa ao carvão, passando pelo gás natural ou pelos resíduos sólidos urbanos.
Cogeração com motor de combustão interna
As centrais de cogeração, baseadas em motores alternativos de combustão interna, utilizam esta tecnologia para converter a energia química contida num produto combustível em energia elétrica e térmica.
Estes motores de combustão interna baseiam-se em alcançar a rotação de um eixo através de movimentos lineares e alternativos dos pistões. A energia elétrica é obtida através de um alternador acoplado diretamente ao eixo do motor. A energia térmica, por outro lado, é libertada sob a forma de gases de escape e de água quente dos circuitos de refrigeração.
Vantagens da cogeração de energia
Utilizar sistemas de cogeração energética leva a uma série de vantagens que vão desde a melhoria da eficiência energética à redução das emissões de gases com efeito de estufa, entre outras. De facto, as centrais de cogeração funcionam com uma eficiência superior em 50 a 70% às centrais tradicionais.
Vamos analisar as principais vantagens desta tecnologia:
- Melhoria da eficiência energética. A cogeração melhora o rendimento, reduz o consumo e diminui as emissões. De acordo com os dados da Asociación Española de Cogeneración, a utilização destes sistemas permite poupar 14 milhões de barris de petróleo e 40 milhões de metros cúbicos de água por ano.
- Maior competitividade. Ao reduzir a fatura energética, as empresas tornam-se mais competitivas e o seu consumo energético, mais eficiente. O mesmo se aplica aos cidadãos, uma vez que a redução do seu consumo de energia pode aumentar a sua qualidade de vida.
- Independência energética. O princípio básico da cogeração, que consiste em utilizar diferentes fontes para produzir eletricidade e energia térmica, permite reduzir substancialmente a dependência energética do exterior.
- Redução das perdas energéticas. Como a energia é produzida junto ao centro de produção, evita-se o seu transporte, reduzindo as perdas de eletricidade ou as ineficiências.
- Robustez do abastecimento. A cogeração proporciona um fornecimento estável de energia à rede elétrica, o que aumenta a robustez do sistema e dá segurança às indústrias associadas. Permite igualmente adaptar o abastecimento às necessidades do mercado.
- Estímulo à inovação. Esta tecnologia funciona como um motor de desenvolvimento económico, de criação de emprego e de aumento do investimento em I+D+i.
Elementos de uma central de cogeração
As centrais de cogeração de energia são constituídas por turbinas a gás, a vapor ou motores de combustão interna que convertem a energia contida no combustível em energia mecânica e calor residual ou de escape. Normalmente, a energia mecânica é transformada em energia elétrica através de um alternador. O calor residual pode ser recuperado sob a forma de vapor de água, água quente, óleos térmicos ou gases a temperaturas muito elevadas, que depois terão aplicações térmicas.
Para além destes equipamentos básicos, as centrais de cogeração podem dispor de equipamentos auxiliares que também utilizam combustível sem o objetivo de produzir energia mecânica ou elétrica, mas apenas térmica ou calorífica para suportar ou substituir o calor fornecido pelos sistemas de cogeração.
Entre estes equipamentos auxiliares, os mais comuns são os geradores ou caldeiras convencionais, que servem para ajustar a produção de calor às necessidades atuais. Estes geradores podem funcionar como reserva em caso de falha dos equipamentos principais. Também podem ser encontrados sistemas de pós-combustão ou sistemas de ar fresco para ajudar a aumentar ou garantir o fornecimento se o motor principal da central de cogeração falhar.
A cogeração é uma forma de produção de energia que garante um melhor desempenho do que aquele que seria obtido com a geração numa única central. Além disso, tem muitas vantagens, incluindo a redução das emissões de gases com efeito de estufa. Conhecia esta forma de produzir energia?
