43

III.II Energia Fotovoltaica

A energia fotovoltaica é a energia obtida quando um material, com determinadas

características, perde electrões quando exposto à radiação solar, permitindo estabelecer uma

corrente eléctrica num determinado circuito, constituindo, assim, uma “célula” fotovoltaica. Este

efeito é designado por efeito fotoeléctrico. Na figura seguinte, apresenta-se, de forma

esquemática, o funcionamento de uma célula fotovoltaica elementar.

Figura Figura Figura Figura 36363636 –––– Esquema de funcionamento de uma célula fotovoltaica

[Ixus, 2008].

Nem todos os materiais exibem este comportamento. Por outro lado, mesmo

naqueles em que ocorre o efeito fotoeléctrico, a eficiência da transformação da energia solar

em energia eléctrica não é igual. Actualmente, o elemento mais utilizado para a fabricação de

células fotovoltaicas é o silício, cujo limite teórico para esta conversão é cerca de 27%.

Dependendo do tipo de silício utilizado, podem-se identificar três tipos de células

fotovoltaicas:

♦ células monocristalinas;

♦ células policristalinas;

♦ células de silício amorfo.

44

As células monocristalinas são constituídas por um único cristal de silício, com uma

estrutura atómica perfeita organizada. São as apresentam maior rendimento na transformação

da energia solar em energia eléctrica (cerca de 16%). No entanto, devido à complexidade no

seu fabrico em grande escala, o seu custo é muito elevado. No caso das células policristalinas,

a estrutura é constituída por vários cristais de silício e com espaços entre os vários cristais. O

seu rendimento eléctrico é aproximadamente de 13%. A diminuição da eficiência deve-se às

imperfeições dos cristais. Contudo, o processo de fabrico em grande escala é mais barato e

menos complexo, do que no caso das células monocristalino. Em relação às células de silício

amorfo, são obtidas pela deposição de finas camadas de silício sobre matérias como o vidro,

plásticos e outros. A sua eficiência eléctrica é baixa (cerca de 6%), mas o seu custo é muito

inferior ao das outras células. Devido ao seu processo de fabrico, a sua aplicação em materiais

de construção é relativamente simples, permitindo a sua aplicação num maior número de

situações.

Figura Figura Figura Figura 37373737 –––– Imagens de células monocristalinas com diferentes formas [Siemens, 2006].

Figura Figura Figura Figura 38383838 –––– Imagens de células policristalinas sem tratamento anti-reflexo, com tratamento anti-

reflexo e com tratamento anti-reflexo e filamentos eléctricos [Siemens, 2006].

45

Na figura seguinte, apresentam-se as várias tecnologias fotovoltaicas

existentes, o seu estado de maturidade tecnológica e os principais materiais utilizados.

Figura Figura Figura Figura 39393939 –––– Materiais e aplicações fotovoltaicas [Ixus, 2008].

É a partir da associação de várias células fotovoltaícas que é obtido um módulo

e, por seu lado, é através da associação de dois ou mais módulos que se obtêm os designados

painéis fotovoltaicos (ver figura 40).

Figura Figura Figura Figura 40404040 –––– Célula, módulo e painel fotovoltaico

[Ixus, 2008].

46

Na construção dos painéis é possível efectuar a ligação dos módulos em série

ou em paralelo. No primeiro caso, é possível obter maior tensão de serviço, igual à soma das

tensões verificadas em cada módulo, mantendo a intensidade de corrente estipulada de cada

um. No segundo, ocorre o inverso, ou seja, a tensão de serviço corresponderá à tensão

estipulada para o módulo enquanto se obterá uma maior intensidade de corrente,

correspondendo à soma das intensidades de corrente.

Figura Figura Figura Figura 41414141 –––– Associação em série de módulos em série [Ixus, 2008].

Figura Figura Figura Figura 42424242 –––– Associação em paralelo de módulos em série [Ixus, 2008].

A forma de conhecer o comportamento do funcionamento de uma célula

fotovoltaica é através da sua curva característica. É, também, através desta curva que será

possível definir as melhores condições de funcionamento dos sistemas fotovoltaicas em que

participam.

47

A curva característica de uma célula (ou de um módulo) é caracterizada,

fundamentalmente, por três pontos:

• o Ponto de Potência Máxima (MPP)Ponto de Potência Máxima (MPP)Ponto de Potência Máxima (MPP)Ponto de Potência Máxima (MPP), corresponde ao ponto da curva

característica em que a célula funciona à máxima potência. A este ponto

correspondem, a intensidade de corrente IIIIMPPMPPMPPMPP, a tensão de corrente UUUUMPPMPPMPPMPP e

a potência, PPPPMPPMPPMPPMPP;

• a Corrente de CurtoCorrente de CurtoCorrente de CurtoCorrente de Curto----circuito (Icircuito (Icircuito (Icircuito (ICCCCCCCC))));

• a Tensão de Circuito Aberto, (UTensão de Circuito Aberto, (UTensão de Circuito Aberto, (UTensão de Circuito Aberto, (UCCCCCCCC)))).

O valor da potência MPP é fornecida, pelos fabricantes das células ou módulos,

em pico de vátio ou watt pico. Se o sistema estiver a trabalhar nas condições do ponto óptimo –

Ponto de Potência Máxima (MPP – Maxime Power Point) será obtida a melhor eficiência

possível do sistema.

Além da curva característica da célula, e fundamentalmente do módulo, é

importante conhecer o seu comportamento em função do nível de radiação. Para esse fim, são

utilizados, os gráficos das curvas intensidade de corrente versus tensão de corrente e potência

versus tensão de corrente (ver figuras seguintes).

Figura 43 – Curva característica de uma célula fotovoltaica (ou de um módulo) Fonte

48

Figura Figura Figura Figura 44444444 –––– Variação da intensidade e da tensão de corrente numa célula ou de um módulo em

função da radiação solar. Fonte Fonte Fonte Fonte

Figura Figura Figura Figura 45454545 –––– Variação da potência e da tensão de corrente numa célula ou de um módulo em

função da radiação solar. Fonte Fonte Fonte Fonte

49

Na tabela seguinte, apresentam-se os parâmetros mais importantes para a

caracterização de uma célula fotovoltaica, que deverão constar na ficha de especificação.

Salienta-se o facto de como um módulo fotovoltaico corresponder a uma associação de células

entre idênticas si, quer da curva característica, quer da variação da intensidade e tensão de

corrente ou da potência e tensão de corrente em função do nível de radiação.

Tabela Tabela Tabela Tabela 6666 –––– Parâmetros fundamentais para a caracterização de uma célula (ou módulo) fotovoltaico. FonteFonteFonteFonte

As instalações fotovoltaicas podem ser divididas em dois grupos: aquelas que

estão ligados à rede de energia eléctrica ou, no caso contrário, sistemas autónomos. Para se

poder efectuar a ligação à rede de um sistema fotovoltaico há um procedimento legal a ser

cumprido. Neste caso, a entidade responsável pela exploração, assume o estatuto de

“produtor-consumidor”.

Do ponto de vista técnico, para instalações de potências semelhantes, a diferença

entre sistemas autónomos ou ligados à rede não é significativa. No primeiro caso, é necessária

à existência de acumuladores de energia (baterias) e de um regulador de carga. No segundo

caso, se não existir acumulação de energia (situação comum), será necessário apenas efectuar

a colocação de um contador bi-direccional, de forma a contabilizar a energia consumida e

fornecida à rede pela instalação. Em ambos os casos será necessário instalar um inversor, que

é o equipamento responsável pela transformação da corrente contínua em corrente alternada

(CC/CA).

Na figura seguinte, apresenta-se, para cada tipo de instalação, as várias

aplicações possíveis.

50

Figura Figura Figura Figura 46464646 –––– Tipos de instalações fotovoltaicas e aplicações [Ixus, 2008].

Nas figuras seguintes, apresentam-se de forma esquemática de algumas

instalações fotovoltaicas dos dois tipos (isoladas e ligadas à rede).

Figura Figura Figura Figura 47474747 –––– Esquema de uma instalação fotovoltaica para funcionar em CC [Ixus, 2008].

O esquema da figura anterior, representa um sistema autónomo fotovoltaico em

que as “cargas” do sistema (consumidores) podem ser abastecidos em corrente contínua (CC)

a 12 ou 24 V. A possibilidade de alimentar as “cargas” em corrente contínua permite prescindir

de implementar um inversor, contribuindo, assim, para um sistema mais eficiente, uma vez que

não existe a ineficiência associada a este componente. No entanto, em geral, os equipamentos

preparados para ser alimentados em CC são mais caros. Na figura seguinte, apresentam uma

das possibilidades de configuração de um sistema fotovoltaico para funcionar em CC.

51

Figura Figura Figura Figura 48484848 –––– Configuração possível de uma instalação fotovoltaica para funcionar em a e 24 V

[Ixus, 2008].

O esquema da figura seguinte, representa uma situação mista de um sistema

fotovoltaico. Este, permite abastecer cargas que funcionam com corrente continua a 12 ou 24 V

e cargas que trabalham em corrente alternada (C:A) a 230 V (parte significativa dos

consumidores).

Com esse objectivo, a alimentação das cargas que funcionam em C.C. é efectuada

logo a seguir ao regulador. Para ser possível alimentar as cargas que funcionam em C.A. é

necessário converter a C.C. em C.A..

Figura Figura Figura Figura 49494949 –––– Esquema de uma instalação fotovoltaica que alimenta cargas em C.C. e C.A. [Ixus, 2008].

52

A imagem seguinte, apresenta uma instalação autónoma em que as cargas

funcionam todas em C.A.. Deste modo, contrariamente à instalação da figura 48, é necessário a

implementação de um inversor.

Figura Figura Figura Figura 50505050 –––– Instalação fotovoltaica típica e respectivos componentes [Ixus, 2008].

Na imagem da figura 52, apresenta-se a situação mais comum para uma

instalação considerada “produtor-consumidor”. Como se referiu anteriormente, uma vez que

não há acumulação de energia, não é necessário um regulador,

Figura Figura Figura Figura 51515151 –––– Instalação fotovoltaica típica e respectivos componentes [Ixus, 2008].

53

III.III Micro-eólica

Como se referiu anteriormente, devido à diferença das potências envolvidas e de

carácter tecnológico, a área da energia eólica normalmente divide-se em duas: a grande eólica

e a micro-eólica. Também por factores já apresentados, no âmbito deste trabalho, são as

soluções tecnológicas de micro-eólica que se apresentam de maior interesse.

No entanto, nos últimos tempos, devido a factores tecnológicos, começa a

aparecer uma outra tipificação na área da energia eólica: a grande eólica, a pequena e a micro-

eólica. Nesta classificação, a pequena eólica engloba as soluções cuja potência poderá atingir

os 50 kW e a micro-eólica, as soluções que permitem obter até 3,5 a 4 kW de potência.

Do ponto de vista da posição do eixo da eólica em relação ao vento, as turbinas

eólicas podem ser classificadas de eixo vertical ou horizontal (ver figura 53).

Figura Figura Figura Figura 52525252 –––– Turbinas eólicas de eixo vertical (à Esq.) e de eixo horizontal (dir.).

[www.eole.org]

As turbinas de eixo vertical, apresentam como vantagens, o facto de não

necessitarem de um mecanismo de orientação para melhor captação do vento e o facto de o

gerador se encontrar na base do eixo, pois torna a implementação mais simples. No entanto,

apresentam, em geral, menor rendimento e problemas de vibração. Por este motivo,

actualmente a tendência tecnológica é o do desenvolvimento de turbinas de eixo horizontal.

54

Na tabela seguinte, apresentam-se vários tipos de soluções de aerogeradores,

respectivas características e fabricantes.

Tabela Tabela Tabela Tabela 7777 –––– Características técnicas de vários aerogeradores existentes no mercado [www.eole.org].

Uma instalação de pequena ou micro eólica é em tudo idêntica à descrita para as

instalações fotovoltaicas. De facto, do ponto de vista técnico, a única diferença resume-se à

forma de obtenção da energia. De igual modo, é possível obter, no quadro previsto por lei, o

estatuto de produtor-consumidor, colocando-se assim, as mesmas questões de instalação

autónoma ou ligada à rede. Na figura seguinte, apresenta-se um esquema de uma instalação

mista, com vista a exemplificar esta semelhança entre os dois tipos de instalação (fotovoltaica e

eólica).

55

Figura Figura Figura Figura 53535353 –––– Instalação com geração de energia eléctrica por pequena eólica e painéis

fotovoltaicos [Ixus, 2008].

56

III.IV Energia da Biomassa – Biomassa Sólida

A utilização de biomassa, nas várias actividades industriais, é mais adequada e de

mais fácil aplicação, na substituição dos combustíveis fósseis nas operações de geração de

vapor: operações de secagem, aquecimentos de águas processuais ou sanitárias e

aquecimento de instalações.

A maior dificuldade que o consumo de biomassa poderá verificar, inviabilizando,

em muitos casos, a sua utilização, consiste na necessidade de aquisição de equipamentos

novos preparados para a utilização deste combustível, uma vez que, nem sempre é possível a

adaptação dos equipamentos a este tipo de combustíveis fósseis.

No entanto, em muitas situações, verificasse ser mais adequado a implementação

de equipamentos de queima de biomassa, específicos para determinados consumidores,

permitindo diminuições sensíveis no consumo dos combustíveis tradicionais.

Nas figuras seguintes apresentam-se imagens referentes às novas formas de

biomassa e equipamentos de queima.

Figura Figura Figura Figura 54545454 - Exemplos de pellets de várias granolometrias

e de outros derivados da biomassa sólida.

57

Figura Figura Figura Figura 55555555 – Pormenor do sistema de alimentação automático

de pellets numa caldeira.

58

III.V Energia Geotérmica – Bombas de calor

Como se referiu anteriormente, o desenvolvimento tecnológico verificado nos

últimos tempos, tem vindo a permitir um maior aproveitamento da energia geotérmica, por meio

das bombas de calor, de muito baixa entalpia.

As bombas de calor não representam, por si só, uma inovação tecnológica

recente. A sua e utilização já há muito que existe. No entanto, a utilização de novos materiais e

sistemas de controlo, permitem o aumento significativo da sua eficiência. Por outro lado, devido

aos mesmos factores assiste-se, hoje, a “bombas de calor reversíveis” que produzem “frio” ou

“calor”, permitindo alargar o seu campo de aplicação.

Na figura seguinte, apresenta-se de forma esquemática, a diferença entre a fase

de arrefecimento e de aquecimento de uma bomba de calor reversível ou, a titulo de exemplo,

entre a máquina frigorífica (MF) e a bomba de calor (BC).

Figura Figura Figura Figura 56565656 – Princípio de funcionamento de uma máquina frigorífica e de uma

bomba de calor [R. Anacleto, DGE 1995]....

59

O esquema da representa de forma esquemática o funcionamento de uma bomba

de calor.

Figura Figura Figura Figura 57575757 – Esquema de funcionamento de uma bomba de calor [R. Anacleto, DGE 1995]....

Os componentes fundamentais de bomba de calor são os seguintes:

� o compressor;

� o condensador;

� a válvula de expansão;

� o evaporador.

O fluído que circula no circuito evaporador - válvula de expansão – condensador –

compressor é designado por fluído de trabalho. O fluído de trabalho poderá ser utilizado em

circuito aberto, permitindo obter temperaturas elevadas na fase de condensação (cerca 130 ºC,

ou em circuito fechado. Neste caso, a temperatura na fase de condensação será mais baixo,

cerca de 80 ºC.

Por outro lado, podemos considerar a bomba de calor dividida em duas zonas: a

de baixa pressão, onde o fluído de trabalho se encontra no estado líquido, e a zona de altas

pressões em que este se encontra sobre a forma de vapor. Os elementos que “delimitam” estas

duas zonas são o compressor e a válvula de expansão.

60

Assim, no evaporador o fluído, que está a uma temperatura inferior à da fonte fria,

vai absorver uma quantidade de calor muito elevada, devido á transferência de calor entre a

fonte fria e o evaporador, correspondendo ao seu calor latente de vaporização. Sendo sujeito,

posteriormente, a elevação de pressão pela à acção do compressor, aumentando assim o calor

do fluído de trabalho que passa na válvula de expansão, vaporizando. È sob a forma de vapor

que vai libertar calor para o exterior, através do condensador. No caso das bombas de calor

reversíveis existe uma válvula de comutação reversível, que permite inverter o sentido de

funcionamento.

Os fluxos de energia envolvidos, quando uma bomba de calor está a efectuar o

aquecimento da fonte quente, podem ser representados como o apresentado na figura

seguinte. O trabalho efectuado pelo compressor, corresponde à energia despendida pela

bomba de calor. Tal como apresentado na figura anterior, o total do calor fornecido pela bomba

de calor, cerca de 70% corresponde ao calor do ambiente e ores restantes 30% e energia

eléctrica consumida pelo compressor.

Figura Figura Figura Figura 58585858 – Esquema de funcionamento de uma bomba de calor

[R. Anacleto, DGE 1995]....

61

A eficiência de uma bomba de calor é definida como o quociente entre a

quantidade de calor útil e a quantidade de trabalho consumida. Tradicionalmente, no caso das

bombas de calor a sua eficiência é designada por COPCOPCOPCOP, Coefficient of Performance. Sendo

assim, pode-se escrever que:

COP = Qútil

W No entanto, a reversibilidade termodinâmica nas bombas de calor reais não é a

ideal. A expressão anterior corresponde, assim, ao COP ideal ou de Carnot (significando o

rendimento da máquina de Carnot em condições de funcionamento equivalentes à da bomba

de calor). O COP de uma bomba real, será dado pelo produto entre o COP’ Carnot e o

rendimento energético, definido como o quociente entre a energia útil produzida e a energia

consumida:

COP = Eútil * COP’ Carnot Econsumida

62

IV Implementação de Energias Renováveis

Tendo em consideração a natureza das energias renováveis e os processos de

transformação na forma de energia útil para as empresas, a sua implementação deverá ser

cuidadosamente avaliada e acompanhada. Pequenos erros em factores relativamente

“simples”, tais como a colocação na posição correcta de painéis solares térmicos, podem

colocar em causa a adequação do processo de introdução da energia de origem renovável.

Neste contexto, considera-se relevante um cuidado especial em relação aos

seguintes factores: potencial energético na forma de energia renovável a utilizar, energia útil

disponível após a transformação da energia renovável e integração desta energia no processo,

especialmente quando coexistir com a energia “tradicional”.

63

IV.I Metodologia de avaliação e acompanhamento

Com vista a contribuir para uma abordagem sistemática, propõe-se a metodologia

apresentada na figura seguinte, sob a forma de fluxograma, com a indicação da sequência dos

passos e respectivos objectivos.

Figura Figura Figura Figura 59595959 –––– Fluxograma da metodologia proposta para a implementação de energias

renováveis em actividades industriais.

64

Esta metodologia contempla quatro fases:

� a primeira, tem por objectivo a realização de um pré-projecto que permita

efectuar uma avaliação inicial da viabilidade técnico-económica do projecto.

Neste contexto, mesmo trabalhando-se com valores estimados, embora

fidedignos, deverá ser conhecido o potencial da energia renovável em causa,

a quantidade de energia útil que se poderá obter e os custos (de aquisição,

funcionamento e integração da instalação).

No que respeita ao impacto da integração, resultante de uma possível

implementação de uma instalação de energias renováveis, preconiza-se uma

avaliação a dois níveis: o global e o estrito. No primeiro caso, deverá ser

analisado o impacto no mix energético da empresa e no custo global por

unidade de energia, no segundo, a alteração dos custos energéticos da

operação/equipamento/fase do processo em que será consumida a energia

em causa.

As etapas que constituem esta fase são: tipificação da necessidade ou

potencial de aplicação, caracterização energética global e operacional,

avaliação do potencial energético renovável e energia útil disponível. A

análise das variáveis descritas permitirá concluir quanto à continuidade do

projecto ou não. Em caso positivo, deverá iniciar-se a segunda parte da

metodologia apresentada neste trabalho;

� a segunda fase da metodologia proposta, corresponde a elaboração dos

vários projectos de engenharia necessários, bem como a análise rigorosa da

viabilidade financeira da solução em estudo. Factores como, por exemplo,

potencial real em energia renovável, a melhor tecnologia a adoptar, em

função das especificidades do local ou do processo, os equipamentos

necessários e respectiva especificação, para assegurar a melhor eficiência no

aproveitamento da energia útil obtida, a integração da solução e os sistemas

de apoio e controlo necessários, deverão ser considerados nos estudos de

engenharia. Os custos inerentes à implementação da solução, bem como de

funcionamento e de manutenção deverão, também, ser calculados. Deste

modo, no final desta fase, será possível dispor de toda a informação

necessária para uma tomada de decisão, devidamente sustentada;

� após a conclusão da fase anterior e no caso de se confirmar a viabilidade

técnico-económica do projecto, deverá ser elaborado um caderno de

encargos, em que as obrigações, quer do prestador de serviços, quer do

adjudicante devem ser bem especificadas.

65

No procedimento apresentado, a realização dos projectos de engenharia

detalhados ocorre antes do momento da adjudicação. Reconhece-se que esta não é uma

prática muito comum. No entanto, apresenta a grande vantagem de possibilitar uma tomada de

decisão já devidamente fundamentada, evitando, assim, situações mais complexas que

poderão resultar, por exemplo, de constrangimentos de carácter técnico na utilização da

energia de origem renovável.

No entanto, esta opção representa, também, uma alteração no processo de

financiamento, uma vez que a realização dos estudos detalhados envolve custos que já não

são negligenciáveis. Neste contexto, o prestador de serviços e o adjudicante deverão

estabelecer um acordo (contrato) que contemple a realização dos estudos detalhados e a

implementação, arranque e verificação da instalação e preveja o pagamento dos projectos

realizados, no caso de estes não estarem previstos, ou de desconto do seu valor na situação

contrária.

Nos quadros seguintes apresentam-se os factores a considerar nas duas primeiras

fases do processo de implementação.

66

Quadro Quadro Quadro Quadro 1111 –––– Aspectos a analisar nas etapas da 1ª fase

Caracterização

energética global

e

operacional

A caracterização energética global (da

empresa) consiste numa avaliação das

quantidades consumidas por cada forma

de energia que a empresa utiliza e os

respectivos custos. Deste modo, é

conhecido o mix energético da empresa e

o custo por unidade de energia

consumida.

Com esta informação, é possível ter uma

avaliação real do impacto, energético e

económico na empresa onde vai ser

implementado o projecto de energia(s)

renovável(eis).

Após a identificação do local em que será

consumida a energia de origem renovável

(processo/equipamento), deve ser

efectuada uma análise idêntica à

preconizada para o nível global (empresa).

Isto é, deverão ser conhecidos os

consumos de energia do

processo/equipamento e os respectivos

custos. Com esta informação, será possível

efectuar uma primeira avaliação do

impacto do projecto na redução do

consumo das formas de energia utilizadas.

Avaliação do enquadramento legal da

solução a implementar.

Tipificação da

necessidade

ou

potencial

aplicação

Os principais factores indutores para a

integração de energias renováveis

prendem-se com a necessidade de

redução do consumo de energia não

renovável, custo e potencial numa

forma de energia renovável.

67

Quadro Quadro Quadro Quadro 2222 –––– Aspectos a analisar nas etapas da 1ª fase (continuação)

Quadro Quadro Quadro Quadro 3333 –––– Aspectos a analisar na 2ª fase da metodologia

Projecto Técnico

da

solução a

implementar

Deverá contemplar uma descrição

genérica do funcionamento da solução e

dos vários componentes.

Deverá referir qual a quantidade de

energia que será disponibilizada e em

que condições de temperatura, pressão,

etc.

Deverá ser indicado, caso se aplique, o

número de horas de funcionamento e os

procedimentos de manutenção.

Para além dos custos de investimento,

devem-se discriminar os custos de

exploração e de manutenção.

Avaliação do

potencial

energético

renovável

Nesta fase inicial do processo, a determinação

do potencial energético da energia renovável a

consumir é também importante, uma vez que

permitirá, desde logo, avaliar a viabilidade

técnica do projecto.

Esta avaliação deverá ser realizada no ponto

onde os equipamentos de energia renovável

irão funcionar, para assegurar a fiabilidade dos

resultados.

Nos casos em que a boa prática recomende

estudos de maior duração, poderá ser

realizado, nesta fase, um de menor duração

que permita, no entanto, a tomada de decisão.

68

Quadro Quadro Quadro Quadro 4444 –––– Aspectos a analisar na 2ª fase da metodologia (continuação)

Quadro Quadro Quadro Quadro 5555 –––– Aspectos a analisar na 2ª fase da metodologia (continuação).

Determinação dos

custos e proveitos

reais

Aqui, deverão ser determinados os custos de

funcionamento e manutenção da instalação de

energia renovável, os custos de funcionamento

dos mecanismos de integração (permutadores,

válvulas, autómatos) e os custos de aquisição e

implementação.

Deverão também ser determinados os proveitos

resultantes da economia da energia não

renovável, com base no custo desta energia,

assim como os proveitos devidos à venda de

energia à rede (caso aplicável).

Projecto de

integração da

solução de energias

renováveis

Nesta fase, devem ser especificadas as condições

de utilização da energia renovável e os

equipamentos afectos a esta função.

Deve ser definida a regra no consumo de energia

de origem não renovável e renovável, e

especificados os mecanismos de controlo do

consumo na utilização.

Deverá existir um sistema de contabilização

independente para avaliar correctamente qual a

contribuição efectiva das energias renováveis.

Deverão ser especificados os valores das

variáveis processuais (temperatura por exemplo),

para controlo do consumo de energia, bem

como, a situação de funcionamento quando a

energia renovável não atinge valores que

permitam a sua utilização.

69

Nas figuras seguintes apresentam-se os vários passos necessários para a determinação do

potencial energético de origem renovável e para a caracterização energética global da

empresa. Em relação à caracterização operacional, a sequência de passos é idêntica a esta, só

que os dados a recolher e a analisar restringem-se apenas ao processo/equipamento/local

onde se procederá ao consumo da energia obtida através do recurso renovável.

Figura Figura Figura Figura 60606060 –––– Etapas do processo da caracterização energética global

Caracterização energética

global

Identificar as formas de energia

consumidas na empresa

Quantificar os consumos de energia e

respectivos custos num determinado

período de energia (em geral 1 ano)

Converter os consumos de energia para a mesma

unidade (ex.tep, kWh)

Determinar o peso percentual de cada

forma de energia consumida no total do

consumo. Determinar o custo ponderado por

unidade de energia.

““““ Mix - Energético” da empresa

70

Figura Figura Figura Figura 61616161 –––– Etapas do processo de avaliação do potencial energético renovável

Avaliação do potencial

energético renovável

Levantamento das características

geográficas e da envolvente do local.

Determinação do potencial

energético disponível ao longo do

período temporal adoptado

(geralmente 1 ano).

Nesta fase, esta informação

poderá ter o carácter de

estimativa, desde que,

permita uma decisão

adequada sobre a viabilidade

do projecto de integração.

Determinar energia útil obtida no

período temporal adoptado (energia

efectivamente utilizável). Neste

cálculo é necessário conhecer as

eficiências “típicas” das soluções a

implementar.

Estimar a diminuição no consumo da

energia “tradicional”, devido à

introdução da energia renovável,

bem como, o seu custo.

71

IV.II Impacto do projecto no mix-energético da empresa

O mix-energético de uma empresa ou, mais genericamente, de uma instalação,

corresponde ao conjunto das várias formas de energia consumidas expresso em termos

percentuais.

Figura Figura Figura Figura 62626262 –––– Mix- Energético de uma determinada instalação.

No caso do mix-energético, apresentado na figura anterior, é possível concluir que

as formas de energia consumidas na instalação são o fuel óleo, o gás natural, o gasóleo e a

energia eléctrica. É ainda possível constatar que a forma de energia mais consumida é o gás

natural, representando quase 59% do consumo total e, em seguida, a energia eléctrica, cujo

consumo é de 30,4% do total, representando o gasóleo um consumo energético residual.

Com base no mix-energético é possível calcular o custo por unidade de energia

consumida (neste caso a tonelada equivalente de petróleo tonelada equivalente de petróleo tonelada equivalente de petróleo tonelada equivalente de petróleo –––– tep tep tep tep). Este valor irá reflectir o custo

de cada forma de energia de forma proporcional ao valor do seu consumo.

Por este motivo, recomenda-se, na metodologia apresentada, uma caracterização

global, que permitirá determinar o mix energético da instalação e a caracterização energética

operacional. Assim, é possível conhecer o impacto do consumo de uma energia de origem

renovável em termos globais e na forma da energia que irá ver parte do seu consumo reduzido.

Estas informações não são exclusivas mas sim complementares, permitindo conhecer com

maior rigor os resultados reais

Tendo por base o mix-energético apresentado, uma intervenção que conduza a

uma diminuição do consumo de gás natural poderá ter um impacto significativo no consumo

deste e no preço por unidade de energia, uma vez que é a forma de energia mais

representativa, mesmo que o custo unitário do gás não seja o mais elevado.

72

Por outro lado, alguma intervenção que tenha por objectivo a diminuição do

consumo de gasóleo poderá não ter grande impacto no mix-energético, mas já o ter de forma

sensível no custo por unidade de energia, devido ao seu preço mais elevado.

O tep (tonelada equivalente de petróleo) é uma medida de energia “teórica” equivalente a 7,4

barris equivalentes de petróleo. A partir deste valor é possível estabelecer a relação com

outras unidades energéticas como, por exemplo, as seguintes: 1 tep é equivalente a 11,63

MWh, 41 868 GJ.

Deste modo, é possível converter as unidades em que são expressas as várias formas de

energia, converter para tep’s permitindo, assim, a soma das quantidades energéticas de

natureza diferente.

A determinação do mix-energético de uma instalação não obriga a que este seja calculado em

tep´s. Poderá ser utilizada outra unidade de energia à qual exista maior sensibilidade (o caso

73

V Bibliografia

[ADENE] “Instalação de colectores solares térmicos em processos industriais;

recomendações de projecto e manutenção”, ADENE, Maio de 2005.

[Anacleto] Rui m. Anacleto, “Bombas de Calor”, DGE, Outubro de 1995

[BWEA] “Small Wind Energy Systems – BWEA Briefing Sheet”, BWEA, Outubro

de 2005.

[Castro] Rui Castro, “Energias Renováveis e Produção Descentralizada –

Introdução à Energia Eólica”, IST, Maio de 2005.

[Calleffi] “Projecto e implementação de sistemas solares térmico”, Calleffi, Julho

2005.

[CEETA] Tecnologias de Micro-Geração e Sistemas Periféricos”, CEETA,

Setembro, 2000

[DGGE] “Utilização de Colectores Solares para a Produção de Calor de

Processo Industrial”, DGGE, Abril de 2004.

[EC] Directorate General for Research – Sustainable Energy Systems,

“Biomass – Green Energy for Europe”, EC, 2005.

[Enersilva] “Promoção do uso da Biomassa Florestal para fins energéticos no

sudoeste da Europa”, 2005

[ISQ] “Manual de Formação de Projectistas de Sistemas Solares Térmicos”,

ISQ, Setembro de 2007.

[Lourenço] Maria Carla Lourenço, “Recursos Geotérmicos de baixa entalpia em

Portugal”, IGM, Maio de 2005

[Morais] José Morais, “Manual de Projectos de Sistemas Fotovoltaicos”, IXUS,

Junho de 2008.

[SPE] “Manual de Formação de Projectistas de Sistemas Solares Térmicos”,

INETI, Maio de 2005.

74

[OE] J. Costa (INETI), Silvino Spencer (ADENE), Pedro Paes (EDP),

“Integração de Energias Renováveis”, Seminário sobre Eficiência

Energética, organizado pela Ordem dos Engenheiros, Porto, Junho de

2005.

[Joyce] António Joyce, “Sistemas Fotovoltaicos”, INETI,