erg-009 - fundamentos de termodinÂmica e .van wylen: “a termodinâmica é a ciência da energia

Download ERG-009 - FUNDAMENTOS DE TERMODINÂMICA E .Van Wylen: “A Termodinâmica é a ciência da energia

Post on 17-Aug-2018

217 views

Category:

Documents

0 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

  • ERG 009 Fundamentos de Termodinmica e Ciclos de Potncia Especializao em Energias Renovveis, Gerao Distribuda e Eficincia Energtica www.pecepoli.com.br

    ERG-009 - FUNDAMENTOS DE

    TERMODINMICA E CICLOS DE

    POTNCIA

    Aula 1

    Professor

    Jos R. Simes-Moreira, Ph.D.

    e-mail: jrsimoes@usp.br

    ESPECIALIZAO EM

    ENERGIAS RENOVVEIS, GERAO DISTRIBUDA E EFICINCIA ENERGTICA

  • ERG 009 Fundamentos de Termodinmica e Ciclos de Potncia Especializao em Energias Renovveis, Gerao Distribuda e Eficincia Energtica www.pecepoli.com.br

    Prof. Jos R. Simes Moreira

    Biografia

    Graduado em Engenharia Mecnica pela Escola Politcnica da USP (1983), Mestrado em

    Engenharia Mecnica pela mesma instituio (1989), Doutorado em Engenharia Mecnica -

    Rensselaer Polytechnic Institute (1994) e Ps-Doutorado em Engenharia Mecnica na Universidade

    de Illinois em Urbana-Champaign (1999). Atualmente Professor Associado da Escola Politcnica

    da USP. Foi secretrio de comit tcnico da Associao Brasileira de Cincias e Engenharia

    Mecnica, Avaliador in loco do Ministrio da Educao. Tem experincia na rea de Engenharia

    Mecnica, com nfase em Engenharia Trmica, atuando principalmente nos seguintes temas:

    mudana de fase lquido-vapor, uso e processamento de gs natural, refrigerao por absoro,

    tubos de vrtices, energia solar concentrada e sistemas alternativos de energia. Coordenou vrios

    cursos de extenso e atualmente coordenada o curso de especializao em Energias Renovveis,

    Gerao Distribuda e Eficincia Energtica da USP. Tem sido professor de cursos de extenso

    universitria para profissionais da rea de termeltricas, energia , vlvulas e tubulaes industriais.

    Tem participado de projetos de pesquisa de agncias governamentais e empresas, destacando:

    Fapesp, Finep, Cnpq, Eletropaulo, Ultragaz, Ipiranga, Comgas e Petrobras. Foi professor visitante

    no INSA - Institut National des Sciences Appliques em Lyon (Frana) em junho e julho de 2009.

    Tem desenvolvido projetos de cunho tecnolgico com apoio da indstria (Comgas, Ultragaz,

    Petrobras e Vale). autor de mais de 100 artigos tcnico-cientficos, alm de ser autor de um livro

    intitulado Fundamentos e Aplicaes da Psicrometria e editor e autor do livro Energias

    Renovveis, Gerao Distribuda e Eficincia Energtica da LTC. Finalmente, coordena o

    laboratrio e grupo de pesquisa da EPUSP de nome SISEA - Lab. de Sistemas Energticos

    Alternativos (www.usp.br/sisea).

  • ERG 009 Fundamentos de Termodinmica e Ciclos de Potncia Especializao em Energias Renovveis, Gerao Distribuda e Eficincia Energtica www.pecepoli.com.br

    ENERGIAS RENOVVEIS, GERAO DISTRIBUDA E EFICINCIA ENERGTICA

    ESTRUTURA DO CURSO (2 anos)

    rea disciplina

    FUNDAMENTOS 1) Fundamentos de termodinmica e ciclos de potncia

    2) Mquinas eltricas, redes inteligentes e gerao distribuda

    INVESTIMENTO, LEGISLAO

    E MEIO AMBIENTE

    3) Anlise de viabilidade econmica de projetos de energia

    4) Aspectos ambientais e instalaes de projetos de energia

    5) Regulao da gerao distribuda

    TECNOLOGIA E EFICINCIA

    ENERGTICA

    6) Cogerao

    7) Eficincia energtica nas organizaes e empreendimentos

    AS RENOVVEIS

    8) Energia elica

    9) Energia solar I

    10) Energia solar II

    11) Uso de biomassa, biodigestores e biogs

    12) Pequenas centrais hidreltricas

    MONOGRAFIA Trabalho de concluso do curso com defesa diante de banca

  • ERG 009 Fundamentos de Termodinmica e Ciclos de Potncia Especializao em Energias Renovveis, Gerao Distribuda e Eficincia Energtica www.pecepoli.com.br

    evoluo do uso de fontes primrias de energia em nvel mundial

    (EJ = exajoule = 1018)

  • ERG 009 Fundamentos de Termodinmica e Ciclos de Potncia Especializao em Energias Renovveis, Gerao Distribuda e Eficincia Energtica www.pecepoli.com.br

    evoluo do uso de fontes primrias de energia em nvel mundial x

    crescimento populacional

    (EJ = exajoule = 1018)

  • ERG 009 Fundamentos de Termodinmica e Ciclos de Potncia Especializao em Energias Renovveis, Gerao Distribuda e Eficincia Energtica www.pecepoli.com.br

    ENERGIAS RENOVVEIS participao em nvel mundial na produo

    de energia eltrica

  • ERG 009 Fundamentos de Termodinmica e Ciclos de Potncia Especializao em Energias Renovveis, Gerao Distribuda e Eficincia Energtica www.pecepoli.com.br

    ENERGIAS RENOVVEIS produo de energia eltrica - potncia de

    empreendimentos em operao - Brasil

    Potncia (%)

    O Brasil possui no total 4.690 empreendimentos em operao, totalizando 153.413.918 kW de potncia instalada.

    Est prevista para os prximos anos uma adio de 24.000.468 kW

    na capacidade de gerao do Pas, proveniente dos 258 empreendimentos

    atualmente em construo e mais 539 em Empreendimentos com Construo

    no iniciada. (BIG ANEEL 2017)

    CGH Central Geradora Hidreltrica (< 1 MW) EOL Central Geradora Elica

    PCH Pequena Central Hidreltrica

    UFV Central Geradora Solar Fotovoltaica

    UHE Usina Hidreltrica

    UTE Usina Termeltrica

    UTN Usina Termonuclear

  • ERG 009 Fundamentos de Termodinmica e Ciclos de Potncia Especializao em Energias Renovveis, Gerao Distribuda e Eficincia Energtica www.pecepoli.com.br

    ENERGIAS RENOVVEIS crescimento mundial

    (1) Energia Solar Trmica

    Coletores Planos

    ERG-006 Energia Solar I e ERG-007 Energia Solar II

    ren21.net

  • ERG 009 Fundamentos de Termodinmica e Ciclos de Potncia Especializao em Energias Renovveis, Gerao Distribuda e Eficincia Energtica www.pecepoli.com.br

    ENERGIAS RENOVVEIS

    (1) Energia Solar Trmica

    Coletores Concentradores

    ERG-006 Energia Solar I e ERG-007 Energia Solar II

    Califrnia, EUA

    ren21.net

  • ERG 009 Fundamentos de Termodinmica e Ciclos de Potncia Especializao em Energias Renovveis, Gerao Distribuda e Eficincia Energtica www.pecepoli.com.br

    ENERGIAS RENOVVEIS (2) Energia Solar Fotovoltaica

    ERG-007 Energia Solar II

    Mineiro

    Lapa, BA, 158 MW

    ren21.net

    Ribeira do Piau, PI, 292 MW

  • ERG 009 Fundamentos de Termodinmica e Ciclos de Potncia Especializao em Energias Renovveis, Gerao Distribuda e Eficincia Energtica www.pecepoli.com.br

    ENERGIAS RENOVVEIS

    (3) Energia Elica

    ERG-005 Energia Elica

    Cear

    ren21.net

    Em 2017, o Brasil assumiu a 8 posio mundial

    em capacidade instalada de energia elica, com 12, 8 GW

    (compare com Itaipu = 14 GW 15% da consumo brasileiro e 86% do paraguaio)

  • ERG 009 Fundamentos de Termodinmica e Ciclos de Potncia Especializao em Energias Renovveis, Gerao Distribuda e Eficincia Energtica www.pecepoli.com.br

    ENERGIAS RENOVVEIS

    (4) Biocombustveis Renovveis

    Etanol

    Biodiesel

    Biodigestores e Biogs dejetos animais

    aterros sanitrios

    Gaseificao e Pirlise de Biomassa alga

    bagao de cana

    ERG-012 Uso de Biomassa, Biodigestores e Biogs

    ren21.net

  • ERG 009 Fundamentos de Termodinmica e Ciclos de Potncia Especializao em Energias Renovveis, Gerao Distribuda e Eficincia Energtica www.pecepoli.com.br

    ENERGIAS RENOVVEIS (PCHs)

    (5) Energia Hidreltrica PCHs

    Uma PCH uma usina hidreltrica com capacidade entre 1 MW e 30 MW

    ERG-015 Pequenas Centrais Hidreltricas

    Santa Catarina

    hsbrservicos.com.br

    olharabertopr.blogspot.com

  • ERG 009 Fundamentos de Termodinmica e Ciclos de Potncia Especializao em Energias Renovveis, Gerao Distribuda e Eficincia Energtica www.pecepoli.com.br

    ENERGIAS RENOVVEIS - outras

    (6) Energia Maremotriz (7) Energia elica com pipas

  • ERG 009 Fundamentos de Termodinmica e Ciclos de Potncia Especializao em Energias Renovveis, Gerao Distribuda e Eficincia Energtica www.pecepoli.com.br

    ERG-009 - FUNDAMENTOS DE TERMODINMICA E CICLOS DE POTNCIA

    Programa Resumido

    Conceitos fundamentais, trabalho e calor.

    Propriedades termodinmicas e diagramas termodinmicos.

    Lei de conservao de massa e Primeira lei da termodinmica.

    Entropia e segunda lei da termodinmica.

    Ciclo trmico de Carnot exerccios.

    Combusto e combustveis.

    Ciclo de Rankine teoria e componentes.

    Ciclo Brayton. teoria e componentes.

    Ciclo Diesel e Otto teoria e tipos.

    Ciclo combinado teoria. Exemplos.

    Bibliografia Resumida engel, Y. A. e Boles, M. A., Termodinmica, 5a Ed. McGraw-Hill, Inc., 2006.

    Kehlhofer, R.H., Warner, J., Nielsen, H. e Bachmann, R., Combined-Cycle Gas & Steam Turbine Powe Plant,

    2a edio, PennWell Publishing Company, Oklahoma, EUA, 1999.

    Moran M.J. e Shapiro H.N., Princpios de Termodinmica para Engenharia, 4a ed. LTC Editora, 2002.

    Simes-Moreira, J. R. Notas de aula do curso.

    Simes-Moreira, J. R. (editor), Energias Renovveis, Gerao Distribuda e Eficincia Energtica, LTC , RJ

    (2017) Livro-texto

    Sonntag, R.E., Borgnakke, C., Van Wylen, G.J. Fundamentos da Termodinmica, 6, Edgar Blucher, SP,

    2003

  • ERG 009 Fundamentos de Termodinmica e Ciclos de Potncia Especializao em Energias Renovveis, Gerao Distribuda e Eficincia Energtica www.pecepoli.com.br

    MOTIVAO PARA O ESTUDO DA TERMODINMICA

    Estudo dos processos de transformao da energia que ocorrem em mquinas e

    equipamentos para produo de energia