10.5.5 Sistemas Móveis e Estacionários

Os sistemas móveis à base de CaCs caracterizam-se principalmente pela constituição compacta, com as células operando com elevadas densidades de corrente. Esses sistemas, comumente à base de PEMFCs, são utilizados em substituição aos tradicionais motores de combustão interna, com muitas vantagens, entre as quais se incluem a elevada eficiência e a ausência de emissão de gases do efeito estufa.

Já os sistemas estacionários à base de CaCs caracterizam-se principalmente pela capacidade de geração de energia elétrica em local próximo à carga, garantindo, desse modo, vantagens incluídas nas já descritas para a GD no capítulo anterior. Desse modo, eles constituem casos particulares de GD, podendo ter as seguintes aplicações, entre outras: (a) geração de energia nas dependências do consumidor, que foi justamente a aplicação que deu visibilidade à tecnologia das CaCs, tornando-a comercialmente disponível desde o início dos anos 90 do século XX, com PAFCs de até 200 kW; (b) geração de energia conectada à rede de distribuição constituindo microrrede, conforme conceito apresentado no capítulo anterior; (c) geração concomitante de energia elétrica e calor, que pode ser utilizado para produzir eletricidade, para a produção de água quente ou para o abastecimento de sistemas de condicionamento de ar frio ou quente, muito empregado por hospitais, hotéis e outros estabelecimentos comerciais; ou (d) geração de energia em operação combinada com turbogeradores a gás.

As principais aplicações estacionárias de pequeno porte, de até 10 kW, são para a geração de

energia elétrica para uso residencial, sistemas do tipo no-breaks e sistemas remotos. Nesses casos, a PEMFC é a mais adequada e pode ser alimentada com H2 armazenado ou produzido a partir da reforma a vapor do propano, do metanol ou do gás natural. Este último combustível pode ser a opção preferencial para uso residencial quando já existe a rede para a distribuição dele. O calor residual dos sistemas residenciais pode ser aplicado para o aquecimento de água e ambientes, aumentando a eficiência energética das residências. As SOFCs também podem ser utilizadas para aplicações estacionárias de pequeno porte, apresentando vantagem competitiva com relação às PEMFCs quando se considera também a co-geração de calor.

Segundo Tolmasquim (2003), as aplicações estacionárias de médio porte, de 10 kW a 50 kW, e de grande porte, acima de 50 kW, podem ser atendidas com o uso de PEMFCs, PAFCs, MCFCs e SOFCs. Demandas da ordem de megawatts podem ser supridas por sistemas compostos por combinação de várias CaCs com potências individuais de 200 kW a 250 kW.

Uma vez que se trata de tecnologias novas, com diferentes estágios de desenvolvimento, os custos das células ainda variam muito de uma tecnologia para outra e de um fabricante para outro. Tolmasquim (2003) apresenta custos máximos da ordem de US$ 3.000/kW a US$ 4.000/kW para PEMFCs e SOFCs de potências variadas, considerando custos projetados para os primeiros produtos comerciais. Isso significa a expectativa de que, com os produtos plenamente desenvolvidos e com escala de produção, os custos serão bastante reduzidos.

10.6 CONSIDERAÇÕES FINAIS

No Brasil, parte relevante da população ainda não dispõe de suprimento de energia elétrica, fato que torna a discussão acerca desse tema muito importante.

Nos dias de hoje, o atendimento a essa demanda pode ser feito por meio da utilização de GD, que pode ser implementada com base em muitas fontes primárias de energia e muitas tecnologias, associadas ou não.

Considerando essa enorme diversidade e que o escopo deste trabalho restringe-se à abordagem de fontes e tecnologias de GD para atendimento a comunidades isoladas, sem possibilidade de alimentação elétrica por conexão a rede elétrica de distribuição existente, limitou-se a análise pela consideração da necessidade de se minimizarem os custos de geração. Isso conduziu à exploração de fontes que utilizem recursos naturais renováveis abundantes e gratuitos, como é o caso, em muitas regiões do Brasil, da radiação solar e da água.

Sendo assim, neste trabalho, foram apresentadas as principais características dos sistemas de geração fotovoltaica e de geração a partir de células a combustível, usuárias, respectivamente, da radiação solar e do gás hidrogênio obtido por meio da hidrólise da água, mostrando-se e justificando-se a relevância deles para a atualidade do setor de energia elétrica no Brasil e no mundo, tendo em vista a real possibilidade de sua utilização como fontes de GD.

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