Introdução
Conforme visto anteriormente, a geração térmica é responsável por cerca 80% da energia elétrica gerada no mundo, sendo 67% a partir de combustíveis fósseis e 13% a partir de usinas nucleares.
Portanto, é de fundamental importância o estudo da geração térmica porque, apesar dela representar menos de 20% da geração de energia elétrica atualmente no Brasil, sua participação deverá dobrar nos próximos cinco anos conforme diversos estudos de planejamento do ONS e do MME.
A geração térmica converte energia química ou nuclear dos combustíveis em energia elétrica.
Isto ocorre em três fases distintas:
- A energia química do combustível é transformada em calor através da queima do combustível ou a energia atômica do combustível é transformada em calor através da fissão nuclear;
- O calor produzido é transformado em trabalho mecânico por uma máquina térmica;
- O trabalho mecânico, produzido pela máquina térmica, é transformado em energia elétrica pelo gerador elétrico.
Em função disso, é importante conhece detalhadamente as três fases.
A usina térmica é um sistema complexo, conforme mostra a Figura, que pode ser subdividido nos seguintes subsistemas:
- Combustível;
- Lubrificante;
- Controle;
- Conversão de Energia;
- Ar;
- Conexão com a Rede;
- Resfriamento;
- Exaustão de gases;
- Água e Esgoto
A principal característica das usinas térmicas é o rendimento.
A Figura abaixo mostra as principais perdas na geração térmica.
O rendimento da usina é definido como:
Onde:
- η é o rendimento da usina;
- Es é a energia na entrada;
- Ee é a energia na saída.
As perdas de combustível ocorrem no processo de armazenagem e tratamento na usina.
As perdas térmicas são inerentes são inerentes ao processo de conversão de energia e serão mais detalhados no Capítulo de m�quinas t�rmicas.
As perdas elétricas no gerador e na subestação são inerentes às máquinas elétricas e já foram estudas durante o curso em outras matérias.
O consumo próprio é a parcela da energia elétrica utilizada para o funcionamento da própria usina. Esta parcela varia com o tipo de combustível utilizado e com o tipo de máquina utilizada e pode variar entre 3% e 20% da potência da usina.
Finalmente, as perdas na transmissão ocorrem na linha de transmissão que liga a usina ao sistema elétrico e, no caso de usinas conectadas ao SIN, incluem as perdas de todo o sistema de transmissão da rede básica rateadas de acordo com os procedimentos do ONS e da CEEE.
