Estudo energético de acoplagem de colectores solares a um digestor anaeróbio

Abstract

Cada vez mais, a preocupação com a crise energética e com os níveis de poluição aumenta na nossa sociedade. Enquanto humanos, na rotina diária, somos hiper-consumistas, produzindo muitos resíduos e poluição, desperdiçando muita energia e reciclando pouco. Por estas razões, é imperativo criar e implementar novas tecnologias que nos permitam obter menos poluição, menos resíduos e maior aproveitamento energético. Um sistema como aqueles que são analisados neste trabalho, não só tratam resíduos, como produzem parte ou a totalidade da energia primária necessária ao seu funcionamento. É neste contexto que surge o tema deste trabalho, que tinha como objectivo principal o estudo energético e análise de viabilidade técnica e económica do acoplamento de colectores solares a um digestor anaeróbio. O acoplamento do colector solar deveria fornecer energia, de forma a haver estabilidade térmica para que o processo de digestão decorresse sem problemas. Para atingir o objectivo, e conseguir realizar esse estudo, consideraram-se duas localizações geográficas distintas, Beja e Guarda, dois sistemas de digestor distintos, com características diferentes, sendo um sistema de UASB (Leito de lamas anaeróbio de fluxo ascendente) e outro de Plug-Flow (Fluxo - Pistão). Ambos a funcionarem em dois regimes diferentes, Mesofílico (37±2°C) e Termofílico (55±2°C). Como resíduo afluente escolhe u-se chorume de suíno. Para a realização da análise e do estudo deste projecto utilizou-se o software RETScreen. Concluiu-se que este tipo de sistemas é viável, e que os casos que apresentam maior viabilidade económica são os casos em que é usado um digestor UASB. Conclui-se, também que a viabilidade dos projectos depende muito do investimento inicial que por sua vez depende do número de colectores solares que são implementados, para satisfazer as exigências e carências térmicas dos sistemas.

ABSTRACT: The concern about the energy and pollution levels is increasingly greater in our society. As humans, in our daily routine, we’re hyperconsumers, producing waste and pollution in great quantities while wasting energy and recycling very little. Therefore, it’s imperative to create and implement new technologies that will allows us to decrease the level of pollution, increase our energetic efficiency, and at the same time reduce our production of waste. It’s a system like those that are analyzed in this work. They not only function as waste treatment, but also produce a part or all of the primary energy needed for its operation. It is in this context that the theme of this work, which had as main objective the study of energy and analysis of technical and economic viability of the uses of solar collectors to an anaerobic digester, came to thoughts. The use of the solar collector should provide energy that we can use to obtain thermal stability, so that the digestion process occurs without any problems. To achieve that goal and to perform this study, two distinct locations are chosen: Beja and Guarda. These, in turn, will have two distinct digester systems with different characteristics, an UASB system (Upflow anaerobic sludge blanket) and a Plug-Flow system, with both working on two different set of temperatures, Mesophilic (37±2°C) and Thermophilic (55±2°C). The chosen waste was pig slu rry. To perform the analysis and study of this project we used the RETScreen software. It was concluded that this type of system is viable and that the cases where the economical viability is greater, are those where the UASB system is used. Also, the project’s viability greatly depends on the initial investment, which in turn depends on the number of solar collectors that are implemented to satisfy the thermal demands and needs of the systems.