Estudo de usina geotérmica a vapor: eficiência e custos no Brasil

Abstract

Além da busca por uma energia renovável e limpa, existe um grande problema para as distribuidoras de energia elétrica no Brasil, atualmente, a fonte majoritária, com 67%, de geração de energia elétrica são as hidrelétricas, sendo que em épocas de seca ou pouca chuva o nível da água nessas usinas cai drasticamente, diminuindo não só o volume de água, mas a energia gravitacional o que proporciona uma queda de rendimento, sendo necessário a compra de energia elétrica de outras fontes, como térmica, nuclear entre outros. O objetivo desse trabalho é complementar as fontes de geração de energia elétrica, evitando a escassez de energia nas casas além de proporcionar uma energia limpa e renovável. Para isso será proposto a utilização de uma tubulação que irá trocar calor com as camadas internas da terra a fim da obtenção de vapor de qualidade para rotacionar uma turbina a vapor, acionando o gerador, posteriormente este é condensado e injetado na tubulação novamente, o que mostrou não ser admissível já que a troca de calor entre o solo e a tubulação é muito baixa, mas sendo proposto a existência de um grande reservatório de água fervente no interior das camadas da terra, evitando a necessidade de troca de calor com uma tubulação. Outra proposta desse trabalho é da geração de 200 MW de energia elétrica, podendo ser aplicada em outras faixas de potência, e para isso foi realizado uma série de cálculos para dimensionamento da turbina e do condensador do tipo casco e tubo através de cálculos termodinâmicos e de transferência de calor, obtendo todas as informações básicas para a construção da usina. Ao fim dos cálculos foram feitas algumas considerações acerca do assunto, o qual indica uma eficiência do ciclo térmico de aproximadamente 30% representando um valor satisfatório para contribuir com a distribuição de energia elétrica no Brasil. Apesar de seu custo inicial, estimado em 100 milhões de reais apenas pelos equipamentos, essa não exige grandes áreas para instalação nem de um investimento para política de reciclagem de material, como no caso de usinas nucleares. Foi sugerido para trabalhos futuros um estudo da utilização de outros ciclos geotérmicos, como o Ciclo Binário, para aumentar a eficiência e baixar os custos com equipamentos e perfuração.