Estudo da Viabilidade Técnico-Económica de umm Sistema de Cogeração para um Complexo de Piscinas Interiores

A presente dissertação centrou-se no estudo técnico-económico de dois cenários futuros para a continuação de fornecimento de energia térmica a um complexo de piscinas existente na região do vale do Tâmega. Neste momento a central de cogeração existente excedeu a sua licença de utilização e necessita de ser substituída. Os dois cenários em estudo são a compra de uma nova caldeira, a gás natural, para suprir as necessidades térmicas da caldeira existente a fuelóleo, ou o uso de um sistema de cogeração compacto que poderá estar disponível numa empresa do grupo. No primeiro cenário o investimento envolvido é cerca de 456 640 € sem proveitos de outra ordem para além dos requisitos térmicos, mas no segundo cenário os resultados são bem diferentes, mesmo que tenha de ser realizado o investimento de 1 000 000 € na instalação. Para este cenário foi efetuado um levantamento da legislação nacional no que toca à cogeração, recolheram-se dados do edifício como: horas de funcionamento, número de utentes, consumos de energia elétrica, térmica, água, temperatura da água das piscinas, temperatura do ar da nave, assim como as principais características da instalação de cogeração compacta. Com esta informação realizou-se o balanço de massa e energia e criou-se um modelo da nova instalação em software de modelação processual (Aspen Plus® da AspenTech). Os rendimentos térmico e elétrico obtidos da nova central de cogeração compacta foram, respetivamente, de 38,1% e 39,8%, com uma percentagem de perdas de 12,5% o que determinou um rendimento global de 78%. A avaliação da poupança de energia primária para esta instalação de cogeração compacta foi de 19,6 % o que permitiu concluir que é de elevada eficiência. O modelo criado permitiu compreender as necessidades energéticas, determinar alguns custos associados ao processo e simular o funcionamento da unidade com diferentes temperaturas de ar ambiente (cenários de verão e inverno com temperaturas médias de 20ºC e 5ºC). Os resultados revelaram uma diminuição de 1,14 €/h no custo da electricidade e um aumento do consumo de gás natural de 62,47 €/h durante o período mais frio no inverno devido ao aumento das perdas provocadas pela diminuição da temperatura exterior. Com esta nova unidade de cogeração compacta a poupança total anual pode ser, em média, de 267 780 € admitindo um valor para a manutenção de 97 698 €/ano. Se assim for, o projeto apresenta um retorno do investimento ao fim de 5 anos, com um VAL de 1 030 430 € e uma taxa interna de rentabilidade (TIR) de 14% (positiva, se se considerar a taxa de atualização do investimento de 3% para 15 anos de vida). Apesar do custo inicial ser elevado, os parâmetros económicos mostram que o projeto tem viabilidade económica e dará lucro durante cerca de 9 anos.

This dissertation focused on the technical and economic study of two scenarios for the continued supply of heat energy to a pool complex in the region of the Támega valley. At this time the existing cogeneration plant exceeded its license to use and needs to be replaced. The two scenarios under study are buying a new boiler, natural gas, to meet the thermal requirements of the existing boiler fuel oil, or the use of a compact cogeneration system that could be available in a group company. In the first scenario the investment involved is about 456 640 € with no income other order in addition to the thermal requirements, but in the second scenario the results are quite different, even if it has to be done to investment of 1000000 € in the installation. For this scenario was made a survey of national legislation with regard to cogeneration, were collected building data such as hours of operation, number of users, consumption of electricity, heat, water, pool water temperature, air temperature the ship, as well as the main characteristics of the cogeneration plant compact. With this information, held the balance of mass and energy and created a model of the new facility in procedural modeling software (AspenTech® the Aspen Plus). The thermal and electrical yield obtained from the new cogeneration plant compact were, respectively, 38.1% and 39.8%, with a percentage loss of 12.5%, which led to an overall yield of 78%. The evaluation of primary energy savings for this compact cogeneration facility was 19.6% which is concluded that high efficiency. The model allows us to understand the energy needs, determine some costs associated with the process and to simulate the operation of the unit with different ambient air temperatures (summer and winter scenarios with average temperatures of 20 ºC and 5 ºC). The results showed a decrease of 1.14 €/h in the cost of electricity and an increase in natural gas consumption of 62.47 €/h during the coldest period in winter due to increased losses caused by the decrease of the temperature outside. With this new cogeneration unit compresses the annual total savings can be, on average, 278 780 € assuming a value for the maintenance of 97 698 €/year. If so, the project has a return on investment after five years, with an VAL of 1 030 430 € and an internal rate of return (TIR) of 14% (positive, if one considers the update rate of 3% investment for 15 years of life). Although the initial cost is high, the economic parameters show that the project is economically viable and yield a profit for about 9 years.