Energia térmica: o que é?

A energia termelétrica ocupou relevante posição na matriz energética brasileira no fim da primeira década do século XXI.

A energia termelétrica ocupou relevante posição na matriz energética brasileira no fim da primeira década do século XXI.

A geração termelétrica é obtida pela conversão de energia térmica em mecânica e dessa em energia elétrica.

Essa energia pode ser gerada pela queima de combustíveis fósseis ou renováveis, ou por combustível nuclear radioativo. Essa energia oferece vantagens para a matriz energética por sua alta potência e uso flexível. O combustível utilizado para gerar energia termoelétrica provém de carvão, óleo, gás natural, fósseis, biocombustível, entre outros.

Conceito básico da geração de energia termelétrica
A usina transporta combustível e a energia que estava quimicamente armazenada passa para um forno, um volume de água é aquecido pela queima de combustível, que se transforma em vapor.

O vapor aciona uma turbina, que ativa um gerador elétrico. A energia elétrica é transmitida para um equipamento chamado transformador. Ele faz a adequação da voltagem das linhas de transmissão para distribuir nas regiões onde a energia será consumida.

Geração termelétrica de fontes não renováveis
A geração termelétrica por fontes não renováveis acontece por meio de centrais nucleares, centrais a vapor e pelas centrais a diesel.

O vapor tem sido o principal componente usado na geração de energia, assim como o óleo combustível e o carvão. Já as centrais a gás natural geram energia elétrica com reduzidos impactos ambientais, até menores que outras fontes.

Geração termelétrica a partir de fontes renováveis
O insumo mais utilizado para produzir energia termelétrica de fontes renováveis é o bagaço da cana-de-açúcar, proveniente do setor sucroalcooleiro.

Atualmente, adotou-se uma combinação de geração, onde há a utilização do calor dos gases de exaustão produzidos na queima de combustível para gerar vapor em outra caldeira.

TIPOS DE TERMELÉTRICAS
Termelétricas a vapor
O ciclo a vapor é a tecnologia mais antiga para a geração de eletricidade. Usinas termelétricas com esse ciclo usam turbina a vapor para produção de energia. A combustão é externa, por isso é possível usar qualquer combustível.

A produção das termelétricas com ciclo a vapor depende do combustível usado. O  gás natural ou óleo combustível são mais eficientes.

Termelétricas de turbinas a gás em ciclo simples
São empregadas para atender a demanda em períodos de pico. Os combustíveis usados podem ser líquidos (diesel especial) ou gasosos (gás natural).

A geração de eletricidade a gás natural é feita por turbinas a gás cuja maior aplicação tem sido na geração de energia operando na base. As turbinas aeroderivativas provêm de turbinas a gás aeronáuticas alteradas no projeto para fins industriais.

São caracterizadas por uma maior eficiência e alta confiabilidade.

Termelétricas de ciclo combinado
Usam um ciclo com turbina a gás acoplado a um ciclo com turbina a vapor. O combustível predominante é o gás natural.

Termelétricas com motores de combustão interna alternativos
Usam máquinas de ciclo Diesel ou ciclo Otto a gás natural para a geração de potência. Os motores apresentam a mais alta eficiência entre as máquinas térmicas para pequenas capacidades.

Gás Natural – usa gás, o motor trabalha de acordo com o ciclo Otto, nele, o cilindro é alimentado por uma mistura de ar-combustível e a ignição é iniciada a partir de uma centelha. A operação em ciclo Diesel (ignição por compressão) é realizada conforme os motores Diesel convencionais.

Termelétricas de cogeração
A cogeração combina calor útil e energia elétrica ou mecânica, simultâneos e sequenciados, a partir da queima de um combustível.

Em uma central termelétrica, a cogeração usa o calor rejeitado pelos ciclos de potência em processos industriais, ou para aquecimento de residências e edifícios, ou geração de frio.

A potência elétrica pode ser consumida pela própria instalação de cogeração ou pode ser vendida para outros consumidores ou para uma concessionária.  Essas termelétricas possuem alta eficiência.

Na cogeração com turbina a gás, os combustíveis utilizados devem produzir queima mais limpa, com menos formação de resíduos.

Na cogeração com turbina a vapor, o aciona-se a turbina pela expansão do vapor de alta pressão de uma caldeira convencional.

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