Instituto de Pesquisa em Bioenergia, Rio Claro
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ItemTese de doutorado Aproveitamento energético dos resíduos sólidos urbanos: matrizes tecnológicas para geração de energia e produção de hidrogênio(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-02-20) Micena, Raul Pereira; Silveira, José Luz [UNESP]; Tuna, Celso Eduardo [UNESP]; Instituto Politécnico de PortalegreOs Resíduos Sólidos Urbanos (RSU) representam um desafio sanitário, ambiental e de saúde pública, ao mesmo tempo em que oferecem uma oportunidade para o aproveitamento energético de seu potencial, possibilitando a geração de energia elétrica e permitindo redução de emissões de gases de efeito estufa. O presente estudo considerou três alternativas para este aproveitamento, conjuntamente com a utilização de energia solar fotovoltaica, aplicadas para o caso de Guaratinguetá, que atualmente utiliza o aterro sanitário de Cachoeira Paulista – SP. A primeira alternativa estudada foi a digestão anaeróbia da Fração Orgânica dos RSU (FORSU) em sistema de biodigestão, com consequente produção de biogás. A segunda alternativa considera a gaseificação de RSU pós-triagem, com produção de syngas. Um terceiro cenário, com geração de eletricidade usando biogás, considera o paradigma atual de gestão de RSU na região, em que os RSU são depositados em aterro. Foram conduzidas, considerando os RSU da cidade de Guaratinguetá-SP, análises técnicas, a respeito da geração de energia e produção de hidrogênio por eletrólise utilizando esta energia elétrica proveniente de MCI com biogás, syngas e planta fotovoltaica, bem como análise ambiental e econômica, visando a determinação da eficiência ecológica e custos de geração de energia elétrica e hidrogênio, considerando uso para uma frota municipal de caminhões de coleta. Como conclusão tem-se que a digestão anaeróbica da FORSU possibilita uma geração elétrica mais eficiente, técnica e ambientalmente, e com menores custos, do que aquela com syngas gerado na gaseificação de RSU. Os indicadores de poluição foram calculados entre 0,179 e 0,227 kgCO2eq/kgcomb, respectivamente. A eficiência ecológica mais alta, 85,1%, foi alcançada com geração 100% a biogás e planta fotovoltaica com 100% da potência necessária para a produção de hidrogênio. O menor custo de geração foi alcançado com planta 100% a biogás e planta fotovoltaica com potência de 100% da capacidade para produção de hidrogênio, sendo alcançados 0,54 R$/kWh no custo de energia, resultando em um custo de 46,9 R$/kg de hidrogênio.ItemTese de doutorado Hybrid biomass, solar, and wind electricity generation for rural electrification of Morocco(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2023-11-07) Mahdavi, Meisam; Tuna, Celso Eduardo [UNESP]A alta dependência do setor de energia de Marrocos em combustíveis fósseis importados e subsequentes contas caras de importação associadas, bem como acordos globais com redução de emissão de gases de efeito estufa, motivou o Marrocos a utilizar fontes de energia renováveis, como hidrelétrica, eólica e solar para geração de energia. No entanto, nos últimos anos, o uso de energia eólica e solar no Marrocos acelerou mais do que o uso de energia hidrelétrica devido à redução dos níveis de água como resultado da queda das chuvas, aquecimento global e secas naturais. Marrocos tem um grande potencial para geração de eletricidade a partir de energia solar e eólica devido a muitos dias ensolarados, vastas áreas desérticas, longas costas e ventos apropriados. No entanto, as acomodações de unidades de geração eólica e solar em sistemas de energia elétrica são difíceis devido às variações da velocidade do vento, incerteza da irradiação solar e sistemas de armazenamento de energia caros. Em relação às enormes quantidades de resíduos biológicos em Marrocos, a geração de energia a partir da biomassa pode resolver este problema e compensar a diminuição da geração de energia eólica e solar durante momentos nublados, chuvosos e/ou sem vento. Portanto, no presente tese, é avaliada a capacidade de geração de energia elétrica híbrida, usando biomassa, eólica e solar em uma vila marroquina de Tazouta e na área rural da cidade de Fez. O modelo de programação linear inteira mista proposto foi implementado em AMPL (A Mathematical Programming Language) usando um solucionador linear do CPLEX. As usinas de biomassa, solar e eólica são unidades de biogás alimentadas por esterco bovino, módulos fotovoltaicos (PV) de 1 kW e turbinas eólicas de 5,1 kW, respectivamente. A avaliação dos resultados indica que a utilização híbrida de recursos de energia eólica, fotovoltaica e de biomassa é uma forma mais apropriada para geração de eletricidade nas áreas rurais de Tazuta e Fez em comparação com a operação individual de turbinas eólicas e outras combinações de fontes de energia renováveis mencionadas.