A Pedra Agroindustrial S/A, uma empresa de energia renovável sediada no Brasil, atua desde 1931 no plantio e na colheita de cana-de-açúcar. Com quatro unidades de produção localizadas nos estados de São Paulo e Mato Grosso do Sul, a empresa produz etanol, açúcar e eletricidade a partir do processamento da cana-de-açúcar. Esse processo inclui a queima do bagaço, um subproduto da cana-de-açúcar, para cogeração.
A oportunidade: Aproveitamento de resíduos para um futuro sustentável
Há uma década, a Pedra Agroindustrial identificou uma oportunidade significativa de aproveitar os resíduos de sua produção de cana-de-açúcar para gerar energia – e esse movimento estratégico permitiu que a empresa entrasse no setor de energia renovável. Sua missão agora é se tornar um fornecedor líder no setor sucroenergético
e, ao mesmo tempo, focar na sustentabilidade ambiental e contribuir para o desenvolvimento econômico, social e ambiental das comunidades em que opera.
Implementação e parceria: Duas novas usinas de energia
A Pedra Agroindustrial colaborou com seu parceiro de longa data e consultor de soluções técnicas, Siner®, no comissionamento de duas usinas de energia projetadas especificamente para produzir eletricidade a partir do processamento da cana-de-açúcar.
O desafio: Três opções de atualização da usina
Durante o planejamento e o projeto das duas usinas de energia, foi determinado que as usinas não poderiam se interconectar devido ao nível de corrente de falha. Como a energia era transferida para a concessionária, a conexão com a rede fazia com que o equipamento fosse subestimado.
Havia três soluções possíveis: atualizar o equipamento para uma classificação de corrente de falta mais alta ou utilizar um reator limitador de corrente (CLR) ou um protetor limitador de corrente (CLiP®). Veja a seguir o que cada uma dessas opções ofereceria:
I. Atualizar o equipamento: Isso trouxe preocupações significativas com relação aos custos. Um dos principais obstáculos no mercado latino-americano na época, especialmente no Brasil, era a disponibilidade de equipamentos com classificação superior a 40kA. O Brasil não tinha produção doméstica de equipamentos de classificação mais alta, o que exigia a importação, o que aumentava muito o custo. Além disso, o custo mais alto continua a aumentar exponencialmente para equipamentos acima de 40kA, pois exige personalização, mão de obra especializada e impostos de importação.
II. Reator limitador de corrente (CLR): Essa é uma solução tradicional e apresentou economia de custo inicial e facilidade de instalação, além de não permitir tempo de inatividade quando ocorre uma falha. No entanto, havia a preocupação de que um CLR causasse problemas de regulação de tensão e eficiência energética. Além disso, o CLR era mais caro durante a vida útil do equipamento, ocupava mais espaço, gerava custos de manutenção mais altos e exigia testes anuais para garantir a funcionalidade adequada. Isso levou a Pedra Agroindustrial a buscar uma solução alternativa.
III. Protetor limitador de corrente (CLiP): O protetor limitador de corrente CLiP oferecia economia de custos a longo prazo, tamanho compacto e maior segurança, além de outras vantagens importantes. A instalação de um protetor limitador de corrente CLiP permitiria que a Pedra Agroindustrial protegesse seu sistema assim que ele fosse interconectado e permitisse operações seguras, economizando custos e obtendo um ROI maior.
Por fim, foi tomada a decisão de usar o protetor limitador de corrente CLiP da G&W Electric para as usinas de energia
.
A solução: Protetor limitador de corrente CLiP da G&W Electric
O protetor limitador de corrente CLiP é uma forma de proteção de limitador de corrente comutada, detectada e acionada eletronicamente, que utiliza um caminho de barramento de cobre que transporta a corrente contínua. O protetor limitador de corrente CLiP limita a exposição à explosão e ao arco elétrico, atenua o fogo, reduz a magnitude da corrente de pico de passagem e protege o equipamento sobrecarregado contra danos e falhas catastróficas.
Para a Pedra Agroindustrial, a solução possibilitou que o sistema fosse interconectado com o sistema de 13,8kV a 138kV, resolvendo problemas de equipamentos sobrecarregados. Como a classificação do equipamento era de 40kA, se a corrente de falta disponível for superior a esse valor, o protetor limitador de corrente CLiP entra em ação para proteger o sistema e cortar a corrente de falta imediatamente para que ele não sofra a força total da falta. Isso evita que o equipamento seja gravemente danificado e protege o pessoal de lesões catastróficas.
Os resultados: Confiabilidade a longo prazo e economia de custos
A Pedra Agroindustrial descobriu que a solução de protetor limitador de corrente CliP era fácil e econômica de manter, além de ser incrivelmente confiável. Aqui estão alguns benefícios que eles obtiveram após a implementação:
- Ao longo de 20 anos, estima-se que o uso do protetor limitador de corrente CLIP economizará mais de US$ 600.000 para a fábrica de produtos químicos
- O custo total de propriedade (TCO) foi, em última análise, menor do que uma solução de reator.
- Os custos de capital extremamente reduzidos e o aumento do ROI foram obtidos sem a necessidade de atualizar o equipamento ou utilizar outros dispositivos com custos mais altos a longo prazo, como reatores.
- O protetor limitador de corrente CLiP requer testes de campo apenas uma vez a cada três anos, portanto, os custos de manutenção permanecem baixos para garantir que o sistema esteja funcionando corretamente.
- O protetor limitador de corrente CLiP tem uma vida útil de longo prazo, precisando ser substituído apenas a cada 20 anos ou mais.
”Estamos extremamente satisfeitos com nossa decisão de utilizar o protetor limitador de corrente CLiP em nosso projeto de planta. O protetor limitador de corrente CLiP provou ser uma solução altamente confiável, com décadas de sucesso no mercado.”
Como o protetor limitador de corrente CLiP funciona na ocorrência de uma corrente de curto-circuito:
I. Uma unidade de detecção aciona uma operação pirotécnica contida
com base em uma configuração de acionamento predeterminada.
II. O condutor de cobre é segmentado em vários
comprimentos fracionários e os dobra para cima, formando
várias lacunas.
III. Arcos se formam nessas lacunas e a tensão de arco resultante
causa a transferência da corrente de curto-circuito para um fusível limitador de corrente paralelo
.
IV. O fusível derrete e elimina a falha do circuito.
V. A extinção de corrente ocorre no primeiro meio ciclo e
limitação antes do primeiro pico.
VI. A interrupção confiável é garantida sem a ventilação
de gases ionizados.
VII. Todas essas etapas ocorrem em um trimestre ou metade de um ciclo
. Nada mais é tão rápido para proteger os ativos.
