Desempenho energético de diferentes motores geradores em sistemas de geração distribuída de energia elétrica a biogás

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Tipo do documento:	Tese
Title:	Desempenho energético de diferentes motores geradores em sistemas de geração distribuída de energia elétrica a biogás
Other Titles:	Energy performance of different generator motors in distributed electric power biogas generation systems
Autor:	Souza, Juliano de
Primeiro orientador:	Souza, Samuel Nelson Melegaria de
Primeiro membro da banca:	Rocha Junior, Weimar Freire da
Segundo membro da banca:	Machado Junior, Waldir Mariano
Terceiro membro da banca:	Machado, Paulo Romeu Moreira
Quarto membro da banca:	Sala, José Antonio
Resumo:	Estetrabalho aborda a avaliação de motores geradores de eletricidade a biogás destinado a geração distribuída de eletricidade no meio rural. Foram estudados diferentes motores geradores (MG) com o objetivo de definir a melhor configuração de MG para uma unidade de geração distribuída em propriedade de criação de suínos onde há disponibilidade de biogás produzido em biodigestores plug flow (fluxo pistão) resultante do tratamento dos resíduos. Foram avaliados cinco (05) motores a biogás, sendo três (03) deles produzidos pela empresa Biogás Motores Estacionários LTDA (BIOGÀS) e os outros dois (02) por outras empresas. Foram obtidos o consumo específico, eficiência dos cinco (05) cinco MG e as emissões de (04) quatro MG, basicamente os gases NOx, HC, CO e CO2, variando se a carga do MG (em kW), de um valor mínimo até um valor máximo compatível para cada máquina. Para(02) dois MG produzidos pela BIOGÁS, motor D e E, foram determinados o desempenho dos mesmos variando-se a carga (C), o avanço de ignição (P) e relação ar combustível (λ). Para isso foram medidos o consumo de biogás nos motores geradores, a geração de eletricidade no gerador e a concentração de metano no biogás. Como resultados observou-se que o motor de maior eficiência foi o motor de tecnologia alemã, com eficiência de 27% na carga máxima (75 kW), devido a tecnologia de combustão mais avançada. Dentre os MG produzidos pela BIOGÁS, o motor D apresentou a melhor eficiência, 21%. Por outro lado, o motor E, tambémproduzido pela BIOGÀS, apresentou eficiência um pouco menor que o motor D, 19% na carga máxima (50 kW). Além de emitir menos HC, CO2 e CO comparado aos demais, já com relação ao NOx ele emite mais que o motor D. Por outro lado concluiu-se que o motor E seria o melhor, pois seu custo capital é menor que o motor D e pode operar em plantas com menor disponibilidade de biogás na carga máxima em propriedades de suínos em terminação, com engorda de até 4000 suínos.
Abstract:	This work addresses the evaluation of biogas electricity generator engines for distributed electricity generation in rural areas. Different generator engines (MG) were studied in order to define the best MG configuration for a distributed generation unit in a swine farm where there is availability of biogas produced in plug flow biodigesters (piston flow) resulting from waste treatment. Five (05) biogas engines were evaluated, three (03) of which were produced by the company Biogás Motores Estacionários LTDA (BIOGÀS) and the other two (02) by other companies. The specific consumption, efficiency of the five (05) five MG and the emissions of (04) four MG were obtained, basically NOx, HC, CO and CO2 gases, varying the load of the MG (in kW), of a value minimum to a maximum compatible value for each machine. For (02) two MG produced by BIOGÁS, engine D and E, their performance was determined by varying the load (C), the ignition advance (P) and the air-fuel ratio (λ). For this, the consumption of biogas in the generator engines, the generation of electricity in the generator and the concentration of methane in the biogas were measured. As a result, it was observed that the engine with the highest efficiency was the German technology engine, with an efficiency of 27% at maximum load (75 kW), due to the most advanced combustion technology. Among the MG produced by BIOGÁS, the D engine had the best efficiency, 21%. On the other hand, engine E, also produced by BIOGÀS, showed slightly lower efficiency than engine D, 19% at maximum load (50 kW). In addition to emitting less HC, CO2 and CO compared to the others, in terms of NOx it emits more than engine D. On the other hand, it was concluded that engine E would be the best, as its capital cost is lower than engine D and it can operate in plants with less biogas availability at maximum load in finishing pig farms, with fattening up to 5000 pigs
Keywords:	Biogas Energia Eficiência Biogas Energy Efficien
CNPq areas:	AGROENERGIA
Idioma:	por
País:	Brasil
Publisher:	Universidade Estadual do Oeste do Paraná
Sigla da instituição:	UNIOESTE
Departamento:	Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas
Program:	Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Energia na Agricultura
Campun:	Cascavel
Citation:	Souza, Juliano de.Desempenho energético de diferentes motores geradores em sistemas de geração distribuída de energia elétrica a biogás. 2023. 99 f. Tese (Doutorado em Engenharia de Energia na Agricultura) - Universidade Estadual do Oeste do Paraná, Cascavel.
Tipo de acesso:	Acesso Aberto
Endereço da licença:	http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
URI:	https://tede.unioeste.br/handle/tede/6891
Issue Date:	24-Feb-2023
Appears in Collections:	Doutorado em Engenharia de Energia na Agricultura (CVL)

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