AVALIAÇÃO TÉCNICO-ECONÔMICA DE UM PROJETO HÍBRIDO TERMOSSOLAR-BIOMASSA

Resumo

O aproveitamento da energia solar para a produção de energia elétrica pode ser efetuado por meio da transformação da radiação solar diretamente em energia elétrica pelo processo fotovoltaico ou pelo aproveitamento da energia solar térmica proveniente da tecnologia de concentração da radiação da solar direta, produzindo vapor e integrando um ciclo termodinâmico convencional turbo-gerador para produção de eletricidade. Essa é mundialmente denominada Concentrating Solar Power (CSP). Para o de empreendimentos com tecnologia CSP é necessária uma avaliação do potencial solar a partir da medição do DNI (Direct Normal Irradiance), ou seja, a radiação normal direta no local de implantação. Um valor aceitável para a implantação de tecnologia helotérmica é uma radiação DNI superior a 1900 kWh/m² ano (equivalente a 53 kWh/m²dia). A região do semi-árido nordestino apresenta-se como uma área favorável, seja pelos elevados níveis da radiação, baixa pluviometria, como também pela proximidade da Linha do Equador. Este artigo tem o objetivo de avaliar a viabilidade técnica e econômico-financeira de um Projeto Heliotérmico Hibrido com termossolar e biomassa. Para a consecução dessa atividade, foram considerados valores técnicos e econômicos típicos, incluindo uma avaliação econômico-financeira de um fluxo de caixa 25 anos, com uma análise estocástica da geração anual de energia, utilizando o software SAM (System Advisor Model) do NREL. O empreendimento heliotérmico é uma planta hibrida que utiliza tecnologia de concentradores cilindro-parábola, para o campo solar óptico, com armazenamento térmico, integrados a uma planta de biomassa, utilizada tanto como backup, quanto para ampliação do fator de capacidade. O campo solar é constituído por concentradores de espelhos cilindro-parábola que refletem os raios solares incidentes, concentrando-os no foco, em um tubo absorvedor de calor que contém em seu interior um fluido térmico. O fluido térmico previsto para a usina temossolar é o Theminol VP-I, amplamente utilizado na maioria das plantas heliotérmicas existente no mundo, constituído de uma mistura de bifenil e óxido difenil. Os sistemas parabólicos de alta concentração atingem temperaturas bastante elevadas, limitadas a 500 ⁰C por restrição do tubo absorvedor. Os índices de eficiência variam entre 22% e 25% de aproveitamento da energia solar incidente sobre eles. A complementação da geração de energia elétrica será feita a partir da queima simples da biomassa em caldeiras. As caldeiras mais utilizadas em centrais termelétricas são as do tipo aquatubular, em virtude de seu maior rendimento térmico e segurança na sua operação. Nesse tipo caldeira os gases quentes provenientes da queima do combustível circulam externamente aos tubos, cedendo calor à água contida no interior dos mesmos. As características construtivas deste tipo de caldeira possibilitam a produção de grandes vazões nominais de vapor de alta pressão e temperatura, com eficiência da ordem de 85%. O empreendimento foi desenvolvido para ter um período de operação de 17 horas, sendo 12 horas para a operação com geração de energia elétrica proveniente do calor produzido pelo campo solar, e 5 horas complementados com geração de energia elétrica proveniente do calor produzido com a queima de biomassa.