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Título
ESTUDO DE VIABILIDADE TÉCNICA E ECONÔMICA DE GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA ATRAVÉS DE BIOMASSA

Aluno: Lorena Castanho Chagas - Curso de Engenharia Mecânica (MT) - Orientador: Emerson Dilay - Departamento de Engenharia Mecânica - Área de conhecimento: 10502041 - Palavras-chave: biomassa; geração; energia - Colaborador: Camila de Carvalho Dias Bello; Rosane Zimmermann Motta.

Este trabalho é baseado no conceito do ciclo rankine composto por quatro processos termodinâmicos (pressurização isentrópica; evaporação isobárica, expansão isentrópica, condensação isobárica), que transforma energia térmica em trabalho. Tem o objetivo de mostrar as diversas transformações de energia da natureza, produzindo energia elétrica. Para isso definimos uma biomassa, que pode ser encontrada em abundância, sobra de matéria-prima usada no processo fabril como fonte primária de energia, que através da reação exotérmica de queima controlada, libera quantidade de calor dentro da caldeira, equipamento dimensionado e projetado. É preenchida com água pressurizada, aproveitando a energia liberada da queima controlada da biomassa para promover a transformação isobárica de fases da água líquida em vapor, através do aquecimento. Com um superaquecedor acoplado, aumenta a entalpia do mesmo e melhora a eficiência do ciclo. O vapor superaquecido é transportado para a Turbina, equipamento palhetado e rotativo que permite a expansão isentrópica do vapor, transformando a entalpia em energia cinética. O objetivo interno de uma turbina é transformar todo salto entalpico em movimento, num ambiente que seja o máximo possível isentrópico e assim produzir trabalho. A rotação do seu eixo deve ser anexada á um gerador eletromagnético, que é excitado produzindo energia elétrica na frequência de 60Hz, podendo ser conectada ao SIN (Sistema Interligado Nacional) e comercializada como produto. Todo o estudo é realizado por meio de pesquisa em livros, artigos, manuais, internet e normas técnicas. A metodologia de pesquisa utilizada no estudo, terá como base a análise do PCI da biomassa em laboratório terceirizado da UFPR (Universidade Federal do Paraná) e o estudo de caso da empresa Base Sólida Energia, situada na cidade de Pinhais-Pr. Com os dados, será feito o balanço de energia e massa utilizando equações termodinâmicas. Como resultado espera-se uma biomassa com 45% de umidade e PCI (Poder Calorífico Inferior) de 2400 Kcal/Kg. A Caldeira com produção de vapor a 24bar e temperatura de 380°C com consumo de 2t/h e produção de 6t/h de vapor superaquecido. Eficiência da turbina com expansão isentrópica de 70%, para uma geração de 1MW por hora de energia elétrica. Depois de todo o balanço concluído, esperamos ter um retorno de investimento de R$ 3.000.000,00 em 26 meses, para um custo de produção de  720MWh à R$ 160,00 o MWh, sendo que  o custo de geração da biomassa é R$ 50,00 /t e de R$ 100,00 do MWh e o da energia é R$ 260,00 MWh no leilão da ANEL.