Geração Hidrelétrica SIE – Sistemas de Energia Professora Camila Bastos Eletroeletrônica Módulo 8

Definição “Conjunto de obras e equipamentos cuja principal finalidade é a geração de energia elétrica através do aproveitamento do potencial hidráulico de um rio”.

Vazão Relação entre volume de água que passa por determinada seção de um conduto em determinado intervalo de tempo. A vazão de um rio depende de suas condições geológicas, como largura, inclinação, tipo de solo, obstáculos e quedas.

Potencial Hidráulico É a capacidade de produção de energia elétrica de um rio. Se dá pela vazão hidráulica e pela concentração dos desníveis existentes ao longo do curso do rio.

Potencial Hidráulico O aproveitamento do potencial hidráulico pode se dar: ‰ De forma natural: cachoeiras ou quedas d'água; Por meio da construção de barragens; Através de desvios do leito natural do rio.

Localização A construção das usinas é feita em locais de melhor aproveitamento dos desníveis naturais dos rios. Geralmente estão longe dos centros de consumo.

Construção de Hidrelétricas As hidrelétricas são compostas, basicamente, por: Barragem; Sistema de Captação e Adução de Água; Casa de Força; Sistema de Restituição de Água ao Leito Natural do Rio.

Funcionamento Resumidamente, as hidrelétricas funcionam da seguinte forma: a água é captada no reservatório, conduzida à casa de força através de condutos. Após passar pela turbina hidráulica, é restituída ao leito natural do rio pelo canal de fuga.

Funcionamento Dessa forma, a potência hidráulica é transformada em potência mecânica quando a água passa pela turbina, fazendo com que ela gire. No gerador, acoplado mecanicamente à turbina, a potência mecânica é convertida em potência elétrica.

Funcionamento A energia gerada passa por um transformador elevador, para ser transmitida em alta tensão até a subestação da distribuidora. Na subestação a tensão é novamente reduzida aos níveis usuais para os consumidores.

Partes construtivas Barragem ou represa: local onde fica armazenada a água. Canal de passagem de água: local por onde passa a água assim que a comporta de controle é aberta.

Partes construtivas Turbinas: são as responsáveis diretas pela produção de energia. A água passa pelas turbinas realizando seu movimento mecânico. Vertedouro: local para escoamento da água, aberto quando a represa está em sua capacidade de armazenamento máximo.

Partes construtivas Transformador elevador: utilizado para aumentar a tensão até um nível adequado à condução até os centros de consumo. Fluxo de saída (tudo de sucção): canal que conduz a água da turbina à jusante do rio.

Partes construtivas Linhas de transmissão: linhas que distribuem a energia gerada até os centros de consumo.

Tipos de Turbinas São caracterizadas pelo tipo de rotor. Os tipos mais usuais são: Pelton; Francis; Kaplan; Bulbo. Turbinas modernas tem eficiência entre 85% e 99%.

Turbina Pelton Foram idealizadas em 1880; São turbinas de ação, sendo sua característica principal a velocidade dos jatos de água que se chocam com o rotor, gerando impulso. São utilizadas para desníveis acima de 140m, podendo chegar a 4000m (grandes quedas).

Turbina Pelton

Turbina Francis Foi idealizada em 1849; É o tipo mais difundido de turbina hidráulica; Funciona bem para desníveis acima de 20m; Apresenta bom rendimento, acima de 93%; É uma turbina de reação, funcionando com uma diferença de pressão entre os dois lados do rotor; As hidrelétricas de Itaipú e Tucuruí funcionam com turbinas tipo Francis.

Turbina Francis

Turbina Kaplan São turbinas tipo hélice mais sofisticadas; Excelente para baixos desníveis, entre 5m e 20m; Seu funcionamento é semelhante à Francis (turbina de reação), sendo principal diferença o rotor.

Turbina Kaplan

Turbina Bulbo Foram idealizadas em 1960; Utilizadas em quedas abaixo de 20m; Devido à baixa queda, o gerador se encontra em um bulbo por onde a água flui ao seu redor antes de chegar à pás da turbina.

Turbina Bulbo

Principais Usinas Hidrelétricas Brasileiras Itaipú; Tucuruí; Belo Monte.

Aspectos Positivos e Negativos Quais são os aspectos positivos e negativos na geração de energia elétrica a partir de usinas hidrelétricas? ‰ Quais são as vantagens e desvantagens presentes neste tipo de geração?

Aspectos Positivos e Negativos Vantagens: Transformação limpa do recurso energético natural; Não há resíduos poluentes; São menos agressivas, em termos ambientais; Baixo custo para a geração de energia elétrica; Mais eficientes, limpas e seguras; Menos emissões de gases causadores do efeito estufa; Há a implementação de diversos projetos ambientais e sociais após a construção da usina.

Aspectos Positivos e Negativos Desvantagens: Extinção da fauna e flora da região; Aumento e alteração no nível dos rios; Extinção de comunidades; Aumento de epidemias; Alterações climáticas; Extinção de sítios arqueológicos.

Comparação com Outras Formas de Geração de Eletricidade