An��lise cr��tica do consumo de energia na ind��stria de faian��a

Com este trabalho pretende-se analisar o consumo de energia na ind��stria de faian��a e identificar medidas de poupan��a energ��tica. Em 2014, o consumo espec��fico foi de 191 kgep/t e a intensidade carb��nica 2,15 tCO2e/t, tendo havido uma redu����o de, respectivamente, 50,2% e 1,3%, comparativamente a 2010. O consumo total correspondeu a 1108 tep, sendo 66% relativo ao consumo de g��s natural. Foi utilizado um analisador de energia el��ctrica nos principais equipamentos consumidores, e na desagrega����o de consumos t��rmicos, efectuaram-se leituras no contador geral de g��s natural e foram utilizados dados das auditorias ambiental e energ��tica. O processo de cozedura �� respons��vel por 58% do consumo t��rmico da instala����o, seguido da pintura com 24%. A conforma����o �� o sector com maior consumo de energia el��ctrica, correspondendo a 23% do consumo total. As perdas t��rmicas pelos gases de exaust��o dos equipamentos de combust��o e pela envolvente do forno, considerando os mecanismos de convec����o natural e radia����o, correspondem a cerca de 6% do consumo t��rmico total, sendo necess��rio tomar medidas a n��vel do isolamento t��rmico e da redu����o do excesso de ar. A instala����o de variadores de velocidade nos ventiladores do ar de combust��o do forno poderia resultar em poupan��as significativas, em particular, no consumo de g��s natural ��� redu����o de 4 tep/ano e cerca de 2500���/ano��� tendo um tempo de retorno do investimento inferior a 1 ano. Dever�� ser, no entanto, garantida a alimenta����o de ar combust��o a todos os queimadores, bem como, a combust��o completa do g��s natural. O funcionamento cont��nuo do forno poderia resultar no aumento da sua efici��ncia energ��tica, com redu����o de custos de opera����o e manuten����o, sendo necess��rio avaliar os custos adicionais de stock e de m��o de obra. Verificou-se que as medidas relacionadas com a monitoriza����o de consumos, elimina����o de fugas de ar comprimido e a instala����o de variadores de velocidade nos ventiladores do ar de combust��o do forno poderiam resultar em redu����es de consumo de 26 tep e de emiss��es de 66tCO2e, num total de quase 14 000���.

An��lise energ��tica a uma instala����o produtiva de cer��mica de revestimento

O presente trabalho deriva do Projeto GALP 20���20-20 implementado na empresa Primus Vit��ria, em parceria com a Universidade de Aveiro. A empresa na qual foi efetuado o est��gio produz azulejos para revestimento, estando situada na Zona Industrial de Taboeira. Este relat��rio exp��e a caracteriza����o energ��tica da Primus Vit��ria, onde s��o apresentados consumos de energia el��trica e g��s natural nos diversos sectores produtivos, rela����o entre consumos energ��ticos globais e a produ����o de azulejos e ainda os indicadores energ��ticos da mesma. Atrav��s deste estudo foi poss��vel a cria����o de medidas de efici��ncia energ��tica pass��veis de implementa����o, aplicadas a equipamentos consumidores de energia el��trica, atrav��s da substitui����o do motor el��trico existente no setor da aspira����o, e de g��s natural, otimizando o funcionamento da plastificadora para sequencial, com o devido impacte no consumo final de energia. Como trabalho futuro prop��e-se o desenvolvimento de um plano de monotoriza����o de consumos energ��ticos com o intuito de obter um controle rigoroso dos mesmos reduzindo poss��veis perdas e identificando poss��veis defeitos no processo produtivo.

An��lise energ��tica em central fixa de produ����o de massas asf��lticas

O consumo energ��tico nas ind��strias �� algo que tem de ser monitorizado, avaliado e orientado, visando a efici��ncia energ��tica e sustentabilidade, de modo n��o s�� a reduzir o consumo de combust��veis f��sseis, mas tamb��m a auxiliar a redu����o da fatura econ��mica. O presente trabalho teve como principal objetivo uma an��lise energ��tica, e incorpora a caracteriza����o t��rmica dos materiais utilizados na ind��stria de produ����o de massas asf��lticas, e o desenvolvimento de um modelo t��rmico que preveja o comportamento dos mesmos, na produ����o de massas asf��lticas, em central fixa com incorpora����o de material reciclado a frio. Primariamente o estudo passou pela an��lise dos consumos energ��ticos da instala����o, caracterizando-a segundo o Decretolei 71/2008, de 15 de Abril, tendo-se constatado, que o consumo de g��s natural se evidencia como uma das principais fontes de energia e um dos principais respons��veis pela emiss��o de GEE (Gases de Efeito de Estufa). Posteriormente o consumo de g��s natural foi distribu��do pelos pontos consumidores, o cilindro exsicador e a caldeira de aquecimento de ��leo t��rmico. O cilindro exsicador �� o principal consumidor energ��tico, com um consumo pr��ximo de 90% do g��s natural total. Seguidamente foi realizada uma caracteriza����o dos materiais utilizados na produ����o de massas asf��lticas segundo o DSC (Differential Scanning Calorimetry). Os materiais analisados foram o reciclado/fresado, o calc��rio, o p�� de calc��rio, o seixo, a areia e o granito. Os resultados dos materiais secos demonstraram que o material com maior cp (calor espec��fico) foi a areia e o menor o calc��rio. Nos resultados dos materiais saturados observou-se que o seixo apresenta maior facilidade de remo����o de humidade e o reciclado/fresado apresenta menor. Por ��ltimo, foi realizado um modelo t��rmico com utiliza����o de um balan��o m��ssico e energ��tico ao processo de secagem e sobreaquecimento dos agregados no cilindro exsicador. Conclui-se que as principais influ��ncias no consumo de g��s natural, na produ����o de massas asf��lticas com inclus��o de material reciclado a frio, s��o: a necessidade energ��tica de aquecimento em fun����o da temperatura a obter, e a energia necess��ria para remover o conte��do em humidade presente nos diversos materiais (fresado e agregados).

Medidas de efici��ncia energ��tica numa ind��stria cer��mica

O presente relat��rio resulta de um est��gio realizado no ��mbito da efici��ncia energ��tica assente no programa Galp 20-20-20 que tem por g��nese uma parceria entre a Universidade de Aveiro e a empresa de coberturas cer��micas, CS ��� Coelho da Silva S.A. A F��brica alvo de estudo �� uma consumidora intensiva de energia, despendeu no ano de 2013 cerca de 3.768 tep. Devido aos seus processos de cozedura e secagem, apresenta uma elevada depend��ncia de G��s Natural, representando pouco mais de 78% do consumo global da f��brica. Deste consumo de energia t��rmica, 83% respeita ao forno e os restantes 17% encontram-se alocados ao secador, pelo que as medidas de efici��ncia energ��tica presentes neste relat��rio centram-se da redu����o deste vetor energ��tico. S��o ent��o propostas tr��s medidas para a redu����o da depend��ncia deste vetor. A primeira, incide na recupera����o de calor residual presente nos gases de exaust��o atrav��s da instala����o de um permutador de calor. Esta medida permite uma redu����o do consumo na ordem dos 10% e conta com um payback de 2,3 anos resultante de uma economia anual de 150.000 ���. Para este estudo foi desenvolvido um modelo din��mico em excel que permite a simula����o de diversos cen��rios. S��o tamb��m propostas mais duas interven����es que incidem na altera����o do circuito t��rmico. Estas medidas t��m um impacte mais reduzido no que respeita ao percentual de redu����o energ��tico, ambas com menos de 1% de redu����o do consumo global da f��brica. Contudo s��o medidas bastante interessantes dada a sua simplicidade e contam com poupan��as anuais na ordem dos 6.000 ��� que resultam num payback inferior a 2 meses. Paralelamente executaram-se dois estudos para a ilumina����o, o primeiro sugere a instala����o de um modelador de tens��o que reduz a pot��ncia de ilumina����o em 36%, implicando uma redu����o da ilumin��ncia de cerca de 5%. A redu����o da pot��ncia resulta numa economia energ��tica na ordem dos 0,4% da energia global da instala����o. Este equipamento poder�� ser adquirido por completo ou em renting. Ao optar pela compra integral, o investimento ser�� apenas ressarcido em 2,8 anos resultante de uma poupan��a anula de perto de 6.500 ���. Caso seja por renting este n��o tem qualquer custo adicional e as economias monet��rias s��o partilhadas entre a empresa que fornece o equipamento e a CS-Coelho da Silva, S.A. Por fim �� sugerida a substitui����o de parte da ilumina����o atual da f��brica por tecnologia LED, com esta medida reduz-se o consumo global em 0,76%. Esta medida gera uma economia monet��ria na ordem dos 11.500 ��� sendo ressarcida em 2,1 anos.

Exergetic, energetic, economic and environmental evaluation of concentrated solar power plants in Libya

The PhD project addresses the potential of using concentrating solar power (CSP) plants as a viable alternative energy producing system in Libya. Exergetic, energetic, economic and environmental analyses are carried out for a particular type of CSP plants. The study, although it aims a particular type of CSP plant ��� 50 MW parabolic trough-CSP plant, it is sufficiently general to be applied to other configurations. The novelty of the study, in addition to modeling and analyzing the selected configuration, lies in the use of a state-of-the-art exergetic analysis combined with the Life Cycle Assessment (LCA). The modeling and simulation of the plant is carried out in chapter three and they are conducted into two parts, namely: power cycle and solar field. The computer model developed for the analysis of the plant is based on algebraic equations describing the power cycle and the solar field. The model was solved using the Engineering Equation Solver (EES) software; and is designed to define the properties at each state point of the plant and then, sequentially, to determine energy, efficiency and irreversibility for each component. The developed model has the potential of using in the preliminary design of CSPs and, in particular, for the configuration of the solar field based on existing commercial plants. Moreover, it has the ability of analyzing the energetic, economic and environmental feasibility of using CSPs in different regions of the world, which is illustrated for the Libyan region in this study. The overall feasibility scenario is completed through an hourly analysis on an annual basis in chapter Four. This analysis allows the comparison of different systems and, eventually, a particular selection, and it includes both the economic and energetic components using the ���greenius��� software. The analysis also examined the impact of project financing and incentives on the cost of energy. The main technological finding of this analysis is higher performance and lower levelized cost of electricity (LCE) for Libya as compared to Southern Europe (Spain). Therefore, Libya has the potential of becoming attractive for the establishment of CSPs in its territory and, in this way, to facilitate the target of several European initiatives that aim to import electricity generated by renewable sources from North African and Middle East countries. The analysis is presented a brief review of the current cost of energy and the potential of reducing the cost from parabolic trough- CSP plant. Exergetic and environmental life cycle assessment analyses are conducted for the selected plant in chapter Five; the objectives are 1) to assess the environmental impact and cost, in terms of exergy of the life cycle of the plant; 2) to find out the points of weakness in terms of irreversibility of the process; and 3) to verify whether solar power plants can reduce environmental impact and the cost of electricity generation by comparing them with fossil fuel plants, in particular, Natural Gas Combined Cycle (NGCC) plant and oil thermal power plant. The analysis also targets a thermoeconomic analysis using the specific exergy costing (SPECO) method to evaluate the level of the cost caused by exergy destruction. The main technological findings are that the most important contribution impact lies with the solar field, which reports a value of 79%; and the materials with the vi highest impact are: steel (47%), molten salt (25%) and synthetic oil (21%). The ���Human Health��� damage category presents the highest impact (69%) followed by the ���Resource��� damage category (24%). In addition, the highest exergy demand is linked to the steel (47%); and there is a considerable exergetic demand related to the molten salt and synthetic oil with values of 25% and 19%, respectively. Finally, in the comparison with fossil fuel power plants (NGCC and Oil), the CSP plant presents the lowest environmental impact, while the worst environmental performance is reported to the oil power plant followed by NGCC plant. The solar field presents the largest value of cost rate, where the boiler is a component with the highest cost rate among the power cycle components. The thermal storage allows the CSP plants to overcome solar irradiation transients, to respond to electricity demand independent of weather conditions, and to extend electricity production beyond the availability of daylight. Numerical analysis of the thermal transient response of a thermocline storage tank is carried out for the charging phase. The system of equations describing the numerical model is solved by using time-implicit and space-backward finite differences and which encoded within the Matlab environment. The analysis presented the following findings: the predictions agree well with the experiments for the time evolution of the thermocline region, particularly for the regions away from the top-inlet. The deviations observed in the near-region of the inlet are most likely due to the high-level of turbulence in this region due to the localized level of mixing resulting; a simple analytical model to take into consideration this increased turbulence level was developed and it leads to some improvement of the predictions; this approach requires practically no additional computational effort and it relates the effective thermal diffusivity to the mean effective velocity of the fluid at each particular height of the system. Altogether the study indicates that the selected parabolic trough-CSP plant has the edge over alternative competing technologies for locations where DNI is high and where land usage is not an issue, such as the shoreline of Libya.

Caracter��sticas do g��s durante a gasifica����o de biomassa em leito fluidizado

Durante os ��ltimos anos, a procura mundial de recursos energ��ticos renov��veis tem sofrido um grande aumento. Neste grupo insere-se a biomassa, cuja convers��o termoqu��mica, principalmente atrav��s de tecnologias de combust��o e gasifica����o, �� utilizada para a produ����o de energia t��rmica e el��trica. No processo de gasifica����o de biomassa �� poss��vel obter um combust��vel gasoso secund��rio com variadas aplica����es, podendo inclusive servir como substituto do g��s natural. No entanto, ao contr��rio da combust��o, esta tecnologia aplicada �� biomassa ainda est�� em fase de demonstra����o a n��vel industrial, apresentando algumas limita����es em alguns aspetos tecnol��gicos, entre os quais a qualidade do g��s produzido. Neste contexto, e com o objetivo de contribuir para o conhecimento da aplicabilidade desta tecnologia, surge o presente trabalho, onde a caracteriza����o e defini����o das condi����es de opera����o de um gasificador de biomassa, bem como a caracteriza����o do g��s produzido foram objeto de estudo. Foi realizado um conjunto de experi��ncias de gasifica����o direta, num reator de leito fluidizado borbulhante �� escala piloto, com dois tipos de biomassa tipicamente encontrados em Portugal, e para diferentes condi����es de opera����o do gasificador, nomeadamente no que diz respeito �� raz��o de equival��ncia. A biomassa utilizada consistiu em pellets comerciais de madeira e estilha de biomassa florestal residual derivada de pinheiro (Pinus pinaster), e resultante de opera����es florestais em Portugal. Na gama de temperatura do leito aplicada, tipicamente entre 800��C e 875��C, o reator funcionou em condi����es auto t��rmicas, isto ��, sem a necessidade de recorrer a uma fonte de calor auxiliar externa. Em rela����o �� composi����o do g��s seco durante o processo de gasifica����o, os gases presentes em maior percentagem (em volume), para as experi��ncias com ambos os tipos de biomassa, s��o o CO2 e o CO, com o primeiro a registar valores m��dios entre os 13.4% e os 16%, e o segundo entre 11.3% e 16.3%. Por ordem decrescente de concentra����o encontra-se o H2, na gama de 5.8% a 12.7%, o CH4 com valores m��dios entre 2.8% e 4.5%, e o C2H4 com concentra����es m��dias entre 1.0% e 2.2%. Importa referir ainda a aus��ncia de O2 no g��s produzido. Verificou-se na concentra����o de H2, a principal diferen��a na composi����o do g��s seco relativamente �� gasifica����o dos dois combust��veis utilizados, com valores de concentra����o inferiores durante a opera����o com estilha de biomassa florestal residual derivada de pinheiro. Nas v��rias experi��ncias realizadas, e para as condi����es operat��rias utilizadas, observou-se que a raz��o de equival��ncia (RE) exerce um efeito significativo na composi����o do g��s, verificando-se, genericamente, que com o aumento da RE a concentra����o de gases combust��veis diminui. Os valores de Poder Calor��fico Inferior (PCI) obtidos para o g��s seco produzido encontram-se na gama 3.4-5.6 MJ/Nm3, sendo que os valores mais elevados foram registados no decorrer dos ensaios de gasifica����o com pellets de madeira. Para ambos os combust��veis, o PCI do g��s seco diminui com o aumento da RE.