Perfil de Energia - Enerdyne

Utilizar limite de gás de aterro como fonte de combustível renovável

Cliente: Enerdyne Power Systems

Local: Alcoa, Tennessee

Solução: Um grupo gerador Cat® G3516
Contrato de Suporte ao Cliente de 10 anos painel de comutação de ligação em paralelo para serviços público compartimento personalizado Cat

Revendedor Cat: Carolina Cat

Necessidade de Energia

Com sede em Charlotte, Carolina do Norte, a Enerdyne Power Systems é um dos desenvolvedores de gás-para-energia de aterro mais experientes da Costa Leste. A Enerdyne desenvolve, assume e opera mais de 30 projetos em todo o sudeste dos Estados Unidos. Municípios e empresas de gerenciamento de aterros que fazem parceria com a Enerdyne fazem isso para estarem proativas dentro da comunidade em termos de redução de emissões de limite de gás de aterro nocivo.

Uma dessas entidades é o Aterro Alcoa, localizado perto de Alcoa, Tennessee. Para tornar suas operações mais sustentáveis em termos ambientais, os operadores do aterro emitiram uma Solicitação de Proposta (RFP, Request for Proposal) para instalar uma usina de geração de energia de gás-para-energia de aterro. O projeto seria concluído de acordo com as diretrizes da iniciativa de Fornecedores de Energia Verde da Autoridade do Vale Tennessee (TVA, Tennessee Valley Authority), que permite que as empresas instalem recursos de geração de energia renovável com até 1 MW de capacidade em suas propriedades. Os Fornecedores de Energia Verde participantes geram receita vendendo sua energia de volta para a TVA para uso na rede elétrica. Para esse projeto, a Alcoa Gas Producers, LLC, tem direito sobre o gás extraído do aterro, e a energia gerada é vendida de volta à TVA.

Solução

A Enerdyne fez parceria com o Revendedor Cat® Carolina Cat para atender à Alcoa RFP. Para atender aos critérios da RFP, a equipe precisava criar uma solução personalizada que atendesse ao limite de geração de energia da TVA, fosse capaz de funcionar com gás metano de aterro corrosivo e estivesse totalmente operacional em 12 meses.

“Esta foi uma grande oportunidade para que fizéssemos uma parceria com a Enerdyne a fim de criar uma solução exclusiva para uma situação muito específica e com alguns parâmetros bem restritos definidos pela TVA,” disse David Morel, engenheiro de vendas sênior da Carolina Cat. “A unidade que personalizamos é um grupo gerador muito eficiente que atende aos requisitos de saída e às normas de emissões.”

Para atender ao limite de 1 MW, um grupo gerador Cat G3516 aprimorado de fábrica que funcionaria com eficiência com gás metano de aterro foi especificado para o projeto. Usado amplamente para uma variedade de aplicações de baixa energia em todo o mundo, esse G3516 em particular foi apelidado de “A+” pelos clientes da Caterpillar. Enquanto o grupo gerador Cat G3516 padrão com coletor úmido e 1.200 rpm de baixa energia é nominal a 815 ekW, a configuração personalizada do “A+” inclui um motor de 1.500 rpm de saída mais alta para obter maior densidade de potência, coletores de escape seco para coletor de entrada turbo maior e um gerador de alta eficiência que resulta em uma saída de potência nominal de 1.062 ekW a 60 Hz. Quando ajustado para condições locais de operação, o grupo gerador produz 999 ekW enquanto ainda atende às normas de emissões locais e federais. Uma usina idêntica está sendo usada em um projeto semelhante da Enerdyne no Aterro Bi-County em Clarksville, Tennessee. “Temos um relacionamento de longa data com nosso revendedor Cat local e sabíamos que ele ofereceria um produto superior,” disse William Brinker, vice-presidente e gerente de operações da Enerdyne. “No entanto, a equipe da Caterpillar realmente assumiu suas responsabilidades oferecendo um plano exclusivo de cobertura de serviço estendido de 10 anos para o grupo gerador. Isso, aliado ao nosso relacionamento e ao nível de conforto com a Caterpillar, realmente fez a diferença.” Brinker disse que os 35 poços no aterro foram perfurados em junho de 2010, o sistema de coleta foi concluído em agosto de 2010 e a estação do ventilador/queima ficou pronta em novembro de 2010. A plataforma de tratamento de combustível foi concluída em julho de 2011, e o motor/gerador Cat e o painel de comutação foram instalados em agosto de 2011. A equipe da Carolina Cat trabalhou em conjunto com a Enerdyne na instalação da usina. A Carolina Cat e a Enerdyne consultaram a equipe de engenharia de Soluções a Gás da Caterpillar para projetar e construir uma solução completa para atender aos requisitos funcionais da Enerdyne, em um curto prazo de entrega.

Steve Johnson, engenheiro-chefe de Soluções a Gás da Caterpillar, propôs um contêiner externo com redução de ruído que abriga o gerador e todos os seus componentes elétricos e mecânicos associados, uma solução que permite que o gerador opere sem problemas com as operações contínuas de coleta e queima de gás do aterro. A usina em contêineres incluiu painel de comutação Cat com ligação em paralelo com controles principais, um sistema de arrefecimento do radiador, dispositivos de segurança do combustível e do vagão de combustível, distribuição elétrica CA/ CC, persianas motorizadas, um sistema de transferência de óleo de lubrificação, bem como um dispositivo de detecção de gás metano para oferecer segurança. O pacote completo foi projetado tendo a facilidade de manutenção em mente, com bastante folga superior e lateral do motor e seções removíveis para recondicionamentos maiores. Para garantir a eficiência das operações em andamento, a Enerdyne assinou um Contrato de Suporte ao Cliente (CSA, Customer Support Agreement) com a Stowers Machinery Corp., o revendedor Cat local em Knoxville, Tennessee. A equipe local e de período integral de técnicos da Enerdyne lida com a manutenção de rotina, e os serviços mais abrangentes são prestados pela equipe de manutenção certificada de fábrica da Stowers.

Resultados

A instalação da usina foi concluída em sete meses, quatro meses antes do previsto. Desde a conclusão do projeto em agosto de 2011, o Cat G3516 funcionou por 3.000 horas a uma média de 98 a 99 por cento da capacidade. “O curto período em que o motor ficou fora de operação foi resultado de uma interrupção de energia da empresa de serviços públicos ou para a realização de manutenção de rotina e testes,” disse Brinker. “Nós conhecíamos o grupo gerador Cat, apesar de mais caro, o investimento de longo prazo valeria a pena por conta da confiabilidade superior da Caterpillar.”

A usina converte cerca de 95 por cento do gás metano recuperado em energia, gerando um megawatt de eletricidade - suficiente para abastecer aproximadamente 750 residências. A quantidade de gás do efeito estufa, que está sendo reduzida anualmente por esse projeto, é equivalente às emissões de mais de 8.000 veículos.

Para obter mais informações, acesse www.catgaspower.com/pt.