A partir de agora considera-se o uso do acumulador de água gelada. Este estudo em particular tem por objetivo identi car o custo máximo que o termoacumulador pode atingir para que ainda seja viável o investimento nesse tipo de tecnologia. Neste caso, utilizamos três capacidade de acumulação possíveis para o termoacumulador (3500, 7000 e 10500)kWh, de nidas com base no consumo em horário de ponta.
O sistema opta por utilizar o termoacumulador de água gelada até um custo máximo de 84 (US$/kWh). Nessas condições o sistema ótimo selecionado utiliza a rede de energia de 3050 kW, um chiller de compressão de 3350 kW e um termoacumulador com capacidade de 10500 kWh, como mostrado na Figura 7.19.
7. Estudos de Caso 74
Figura 7.19: Sistema otimizado com termoacumulador.
Fonte: Autor, 2016.
O comportamento do termoacumulador pode ser observado na Figura 7.20. Nota-se que a energia térmica começa a ser acumulada a partir das 6 horas da manhã em dias úteis e utiliza a energia acumulada nos horários de ponta (18:30 às 20:30 h). Dessa forma, o chiller de compressão é desativado nesses horários, o que resulta em uma economia mensal dos valores gastos em consumo e em demanda.
Figura 7.20: Modo de operação do termoacumulador.
Fonte: Autor, 2016.
Já um termoacumulador de custo superior à 84 US$/kWh não é viável ao sistema, optando por não comprá-lo, pois, a economia obtida nos valores mensais de consumo e demanda é inferior ao custo do equipamento.
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Capítulo 8
Considerações, Conclusões e Trabalhos
Futuros
Este trabalho teve como principal proposta, realizar um levantamento detalhado do con- sumo energético em shopping centers de Pernambuco, em especial, do consumo de energia elétrica e água gelada, pois são as principais demandas energéticas desses estabelecimen- tos. O segundo objetivo consiste em incorporar os dados colhidos a um método de oti- mização e, a partir destes, simular a operação otimizada do um sistema térmico, perante variações de parâmetros preestabelecidos.
O processo consistiu, primeiramente, na obtenção de dados junto aos balanços ener- géticos nacionais e publicações existentes, uma vez que o consumo energético desses es- tabelecimentos são de difícil obtenção, pois as informações são consideradas estratégicas para os administradores dos shopping centers.
O estado de Pernambuco possuía, em 2014, 14 shopping centers em operação, os quais apresentaram, para este mesmo ano, o consumo total de aproximadamente 245 GWh. O consumo médio estimado para estes estabelecimentos é de aproximadamente 17,5 GWh anual. Já o consumo médio mensal por ABL foi de aproximadamente 38,96 kWh/m². Em contrapartida, o consumo médio diário dos shopping centers de Pernambuco é de aproximadamente 49 MWh/dia.
Estima-se que, dos 49 MWh/dia, aproximadamente 16,21 MWh são destinados ao condicionamento de ar, 20,35 MWh referentes à iluminação e 12,12 MWh a outras nali- dades.
Para a caracterização das curvas de consumo horário, foram utilizadas curvas de carga típicas para o setor comercial. As curvas foram divididas em intervalos de uma hora, gerando 24 pontos. Além disso, os pontos semelhantes foram agrupados em 3 patamares de carga: leve, médio e pesado.
Procedeu-se, também, o levantamento de dados técnicos e nanceiros dos equipamen- tos utilizados no sistema térmico geral. Para tanto, foram consultados trabalhos existentes na área e dados de empresas comerciais, além de catálogo de equipamentos. Como os equi-
8. Considerações, Conclusões e Trabalhos Futuros 76 pamentos, em sua maioria, são importados, foram aplicados impostos e taxas relativos à importação dos equipamentos para o Brasil.
Tendo em vista as demandas energéticas, assim como os aspectos técnico e nancei- ros dos equipamentos, utilizou-se uma metodologia de análise de decisão econômica de projetos de sistemas térmicos, que permite avaliar a melhor con guração de um sistema térmico para o atendimento das demandas de frio e energia elétrica de shopping centers do estado de Pernambuco.
A otimização inicial resultou em um sistema base, que se caracteriza por utilizar energia elétrica da concessionária para atender à demanda de energia elétrica e à demanda de água gelada, através do acionamento do chiller de compressão.
Para mensurar a robustez do sistema base, realizou-se análise paramétrica de variáveis técnicas e econômicas. Dos possíveis parâmetros, foram escolhidos aqueles identi cados como economicamente voláteis e que apresentam maior impacto sobre a con guração do sistema, os quais são: tarifa do gás natural, tarifa da energia elétrica, custo do grupo motogerador, taxa de câmbio e a demanda em horário de ponta.
No processo de otimização, são gerados vários cenários, os quais visam atender às demandas energéticas solicitadas. Além disso, foi de nido, para cada parâmetro estudado, um fator de variação entre 0,5 e 2. Cada fator está associado a vários cenários, os quais apresentam diferentes con gurações de equipamentos. No entanto, apenas aquele que apresenta o melhor VPL é selecionado para análise.
8.1 Conclusões
Dentre os resultados encontrados veri camos que o sistema base é muito sensível a mu- danças nas tarifas energéticas. Para uma redução de 10% na tarifa de gás natural, ou ainda, um aumento de 13% na tarifa de energia elétrica, houve recon guração do sistema ótimo. Para ambos os casos, houve compra de um motogerador de energia elétrica em conjunto com caldeira de recuperação e chiller de absorção.
O sistema base se mostrou um pouco mais elástico em relação a variações no custo inicial do motogerador e para taxa cambial, variações de 27% e 25%, respectivamente. Para essas condições econômicas, houve preferência pela compra de um motogerador de energia elétrica, a ser utilizado em horário de ponta.
No que se refere à variação da demanda em horários de ponta, o sistema base se mostrou mais exível, apresentando a primeira mudança em sua con guração para o aumento de 70% na demanda desse horário.
Em suma, o sistema base é economicamente viável para situações econômicas bem de nidas, entretanto, a situação econômica de um país pode sofrer alterações a qual- quer momento. Da mesma maneira, as condições hidrológicas podem apresentar grandes variações de um ano para outro e, dessa forma, in uenciar as tarifas de energia elétrica.
8. Considerações, Conclusões e Trabalhos Futuros 77 Nessa perspectiva, os projetos que fazem uso de um sistema de autoprodução em conjunto com a rede da concessionária se mostram mais robustos às variações técnicas (aumento da demanda na ponta) e econômicas, pois são capazes de suportar uma margem maior para variações nas tarifas de energia e possuem comportamento intermediário para varições de demanda e da taxa de câmbio.
À vista disso, os sistemas de autoprodução e cogeração sempre devem ser considera- dos como alternativas para o suprimento de energia, bem como, ter uma boa previsão econômica.
Outra conclusão importante se refere ao uso do termoacumulador como alternativa para aliviar a carga no horário de ponta. Para esse equipamento, constatou-se a viabili- dade de investimento com um custo máximo de 84 US$/kWh. Nota-se que acima desse valor a economia veri cada no consumo mensal é inferior ao custo do equipamento.