É a energia que vem do movimento das águas, usando o potencial hidráulico de um rio de níveis naturais, queda d'água ou artificiais. Essa energia é a segunda maior fonte de eletricidade do mundo. Frequentemente constroem-se represas que reprimem o curso da água, fazendo com que ela se acumule em um reservatório denominado barragem. Toda a energia elétrica gerada dessa maneira é levada por cabos, dos terminais do gerador até o transformado elevado. A energia hidrelétrica apresenta certos problemas, como consequências socioambientais de alagamentos de grandes áreas.
produção da energia em hidrelétricas...
Para aproveitar o potencial hidrelétrico de um determinado rio, geralmente interrompe-se seu curso normal através de uma barragem que provoca a formação de um lago artificial chamado reservatório.
A água captada no lago formado pela barragem é conduzida até a casa de força através de canais, túneis e/ou condutos metálicos. Após passar pela turbina hidráulica, na casa de força, a água é restituída ao leito natural do rio, através do canal de fuga.
Dessa forma, a potência hidráulica é transformada em potência mecânica quando a água passa pela turbina, fazendo com que esta gire, e, no gerador, que também gira acoplada mecanicamente à turbina, a potência mecânica é transformada em potência elétrica.
A energia assim gerada é levada através de cabos ou barras condutoras, dos terminais do gerador até o transformador elevador, onde tem sua tensão (voltagem) elevada para adequada condução, através de linhas de transmissão, até os centros de consumo. Daí, através de transformadores abaixadores, a energia tem sua tensão levada a níveis adequados para utilização pelos consumidores.
significado de uma usina hidrelétrica...
Uma usina hidrelétrica pode ser definida como um conjunto de obras e equipamentos cuja finalidade é a geração de energia elétrica, através de aproveitamento do potencial hidráulico existente num rio.
A geração hidrelétrica está associada à vazão do rio, isto é, à quantidade de água disponível em um determinado período de tempo e à altura de sua queda. Quanto maiores são os volumes de sua queda, maior é seu potencial de aproveitamento na geração de eletricidade. A vazão de um rio depende de suas condições geológicas, como largura, inclinação, tipo de solo, obstáculos e quedas. É determinado ainda pela quantidade de chuvas que o alimentam, o que faz com que sua capacidade de produção de energia varie bastante ao longo do ano.
Fonte...
Força da água em movimento.
Espectro de utilização...
Represas que tenham, em algum ponto, um grande desnível, para que possam se instalar nesse desnível as grandes turbinas que convertem a energia mecânica em energia elétrica. É usada em países que não dispõe de grandes reservas de petróleo, carvão ou gás.
Origem...
Normalmente constroem-se diques que represam o curso da água, acumulando-a num reservatório a que se chama barragem. Esse tipo de usina hidráulica é denominado Usina com Reservatório de Acumulação. Em outros casos, existem diques que não param o curso natural da água, mas a obrigam a passar pela turbina de forma a produzir eletricidade, denominando-se Usinas a Fio de Água.
Quando se abrem as comportas da barragem, a água presa passa pelas lâminas da turbina fazendo-a girar. A partir do movimento de rotação da turbina o processo repete-se, ou seja, o gerador ligado à turbina transforma a energia mecânica em eletricidade.
A energia elétrica gerada é levada através de cabos ou barras condutoras dos terminais do gerador até o transformador elevador, onde tem sua tensão (voltagem) elevada para adequada condução, através de linhas de transmissão, até os centros de consumo. Desta forma, através de transformadores abaixadores, a energia tem sua tensão levada a níveis adequados para o consumo.
funcionamento da hidrelétrica...
A construção de uma usina hidroelétrica envolve muitos aspectos principalmente os da natureza, ela deve ser construída no encontro de vários rios e o relevo influencia bastante, há necessidade de desníveis para a água adquirir mais velocidade. É construída então uma barragem para que a água seja represada, esta deve ter uma grande altura para a água adquirir mais velocidade durante a queda, girando as turbinas que por sua vez produzirá eletricidade.
PRÓS E CONTRAS...
A vantagem principal que é uma fonte de energia renovável, que produz eletricidade de forma limpa, não poluente e barata. E as desvantagens principal é que exigem grande investimento inicial na construção de barragens. Podem ter a operação prejudicada pela falta de chuvas. E demora muito para ser construída.
Custo econÔmicO...
A produção de uma usina hidrelétrica é muito cara, mas a fonte é constantemente renovada, ou seja, como a fonte da energia mecânica que se converterá em elétrica é a água de uma represa, não há risco dessas estar em falta. Além disso, a grande quantidade de energia produzida compensa.
Impactos e Problemas
Por muito tempo a energia hídrica foi considerada uma fonte limpa de energia. No entanto, ela acarreta uma série de conseqüências sócio-ambientais em função do alagamento de grandes áreas.
Construir uma barragem pode implicar em remover cidades inteiras, desalojar pessoas, capturar animais, acabar com florestas e sítios históricos, que ficarão submersos. Após os impactos iniciais, a energia seria limpa, mas a decomposição da biomassa inundada emite gás metano e polui a água com o excesso de matéria orgânica, em algumas usinas. O desmatamento antecipado da área a ser inundada pode evitar esses tipos de impactos.
Além disso, a construção de uma barragem é mais cara que algumas energias e muito demorada. Muitas vezes o curso natural do rio é alterado em função das áreas a serem alagadas, causando interferência nos ciclos naturais, reprodução e dispersão de peixes e outros animais aquáticos.
Atualmente, o impacto da construção de usinas tem sido cada vez mais fiscalizado por organizações não governamentais, associações de populações desalojadas e pela sociedade como um todo. Como conseqüência, muitos projetos de usinas estão atrasados por falta de licenciamento ambiental.
Com o iminente racionamento de energia no Brasil, o governo terá que modificar algumas regras em relação aos empreendimentos hidroelétricos para que não haja prejuízos maiores à sociedade.
Turbinas Hidráulicas...
Nas centrais hidrelétricas os grupos geradores são constituídos pelo conjunto de turbina (rotor mais caixa espiral), regulador de velocidade ou de carga e gerador. As turbinas são caracterizadas por diferentes tipos de rotores.
As turbinas são especificadas em função da potência elétrica a ser gerada, podendo ter eixo horizontal para pequenas potências ou eixo vertical para potências elevadas.
Em microcentrais hidrelétricas, as turbinas hidráulicas utilizadas são construídas geralmente com eixo horizontal. Dependendo das condições locais de vazão e altura de queda, uma turbina pode mais eficiente que a outra. Assim, torna-se necessário avaliar tecnicamente e economicamente a melhor opção.
Carneiro Hidráulico...
O carneiro hidráulico é uma máquina de baixo custo, usada para bombear pequena quantidade de água. Apresenta facilidade de uso e tem pouca manutenção.
Para funcioná-lo não há necessidade de energia elétrica ou qualquer combustível, pois utiliza como energia a própria queda d’água. É capaz de aproveitar o efeito que decorre da interrupção rápida do movimento da água, em uma dada direção. Com esta interrupção, ocorre um aumento da pressão dentro da máquina sendo suficiente para abrir a válvula de recalque, pela qual parte da água é transportada por uma mangueira até um reservatório localizado acima do carneiro hidráulico.
Roda d’ água...
O uso das rodas d’água é muito antigo. Data-se que em 2.000 a.C, no Egito, já era utilizada para bombeamento. A princípio tinha a estrutura feita de madeira rústica e baldes presos a essa estrutura formando as caçambas. Com o avanço da tecnologia essa estrutura foi aperfeiçoada até chegar aos modelos atuais.
O funcionamento se dá por causa de um desvio do fluxo de água local que é levado até a roda. Para fazer esse desvio pode-se usar tubo de PVC, chapas de aço galvanizado, calha de madeira ou alvenaria.
A velocidade de rotação é muito baixa, mas mesmo assim pode ser utilizada para movimentar moinhos, serrarias; gerar eletricidade e bombear água a um reservatório.
Deve ser instalada sobre uma base de madeira, tijolo ou concreto e bem nivelada para que tenha um bom funcionamento.
O gerador...O gerador é um dispositivo que funciona com base nas leis da indução eletromagnética. Em sua forma mais simples, consiste numa espira em forma de retângulo. Ela fica imersa num campo magnético e gira em torno de um eixo perpendicular às linhas desse campo.
Quando fazemos a espira girar com movimento regular, o fluxo magnético que atravessa sua superfície varia continuamente. Surge assim, na espira, uma corrente induzida periódica. A cada meia volta da espira o sentido da corrente se inverte, por isso ela recebe o nome de corrente alternada.
Principais hidrelétricas...
Os Estados Unidos continua sendo o maior produtor mundial, com uma produção com mais de 300 TWh, seguidos pelo Canadá com mais de 250 TWh. Esses dois países possuem algumas das mais importantes usinas hidrelétricas, com capacidades de produção muito variadas condicionadas pelo débito e pela altura da queda, atingindo de algumas centenas a vários bilhões de KWh.
O Potencial Hidrelétrico Brasileiro...
Os primeiros registros da história da hidroeletricidade no Brasil são dos últimos anos do Império, quando o crescimento das exportações do país, principalmente de café e de borracha culminaram com a modernização da infra-estrutura do país, tão necessária à produção e ao transporte de mercadorias.
A modernização dos serviços de infra-estrutura abrangia, também, serviços públicos urbanos como linhas de bondes, água e esgoto, iluminação pública e a produção e distribuição de energia. Com o aumento das atividades industriais e da urbanização, o investimento na área de energia elétrica, ainda muito tímida, passou a ser bastante atrativo.
Nos primórdios, há relatos de pequenas usinas com pouca potência destinadas a usos privados em moinhos, serrarias e algumas tecelagens. A grande concentração dessas usinas ocorreu em Minas Gerais, disseminando-se na direção sudeste, até chegar a São Paulo.
O excedente da energia gerada pelas usinas hidrelétricas era aproveitado em pequenas redes de distribuição implantadas por seus proprietários. Estas pequenas redes foram se expandindo pelas regiões vizinhas, chegando a motivar o aumento de potência de muitas usinas.
A evolução do parque gerador instalado sempre esteve intimamente atrelada aos ciclos de desenvolvimento nacional. Os períodos de maior crescimento econômico implicavam num aumento da demanda de energia e, conseqüentemente, na ampliação da potência instalada. Igualmente, as épocas recessivas afetaram diretamente o ritmo de implantação de novos empreendimentos.
Apesar da elevada participação da fonte hidráulica no sistema elétrico nacional, as enormes distâncias entre os diversos centros de demanda estimularam a geração térmica em áreas isoladas com carência de bons potenciais hidráulicos.
Quase todo o Brasil tem energia elétrica produzida por enormes geradores em centrais elétricas. Uma típica usina de eletricidade pode ter uma capacidade de mais de um milhão de quilowatts. Um gerador de mil quilowatts pode fornecer eletricidade suficiente para um milhão de lâmpadas de 100W em determinado momento.
Para aproveitar o potencial hidrelétrico de um determinado rio, geralmente interrompe-se seu curso normal através de uma barragem, que provoca a formação de um lago artificial chamado reservatório. A água do reservatório é considerada energia armazenada (potencial), pois fica à disposição para ser usada na hidrelétrica.
O primeiro enchimento do reservatório requer uma interrupção maior do curso do crio, cuja quantidade de água diminui consideravelmente na região abaixo da barragem. Depois disso, o volume de água que flui através das turbinas é controlado pelos operadores de acordo com a necessidade da quantidade de energia solicitada pelo sistema.
PRODUÇÃO DA ENERGIA HIDRELÉTRICA NO BRASIL...
No Brasil, a eletricidade é de origem predominantemente hidráulica.
A geração hidrelétrica está associada à vazão do rio, isto é, a quantidade de água disponível em um determinado período de tempo e à altura de sua queda. Quanto maiores são o volume, a velocidade da água e a altura de sua queda, maior é seu potencial de aproveitamento na geração de eletricidade.
A vazão de um rio depende de suas condições geológicas, como largura, inclinação, tipo de solo, obstáculos e quedas. É determinado ainda pela quantidade de chuvas que o alimentam, o que faz com que sua capacidade de produção de energia varie bastante ao longo do ano.
A capacidade de uma usina depende do potencial hídrico da região onde está localizada e é avaliada em megawatts.
As conseqüências desse sistema são alagamentos de vastas áreas causando impacto ambiental indesejável, com prejuízos à fauna e à flora regional. Portanto, a produção de energia elétrica a partir de hidrelétricas depende das condições geográficas favoráveis à implantação desse sistema, respeitando a relação custo e benefício.
Mecanismos de produção: a queda de água através de dutos faz girar turbinas (roda d’água) que estão conectadas através de um eixo a um gerador elétrico de grande capacidade, que produz corrente elétrica de baixa tensão. A eletricidade produzida passa por transformadores de alta tensão, para facilitar o transporte para os centos consumidores onde passam por outros transformadores a fim de se adequar aos equipamentos que utilizarão essa forma de energia.
OS IMPACTOS AMBIENTAIS CAUSADO PELAS DIVERSAS USINAS...
Todas as formas de geração de energia elétrica provocam interferências no meio ambiente sendo umas mais que outras.
As usinas hidrelétricas provocam vários impactos ambientais, como a inundação de áreas (destruindo a flora e a fauna), interferência no curso natural dos rios e nos seus ciclos (devido ao represamento e controle das águas) e deslocamento de populações.
As linhas de transmissão também produzem impactos ambientais, embora de dimensão bastante inferior aos das usinas de geração.
Até mesmo as energias solar e eólica causam impacto ambiental: a primeira exige um processo de mineração poluidor para extração do minério utilizado na fabricação da célula fotovoltaica. A segunda causa ruídos elevados nas proximidades dos geradores eólicos e ambas, além de deslocar a fauna e flora locais, ocupam espaços que poderiam dar lugar a outras atividades.
As usinas de pequeno porte, onde se aproveita uma queda d´água natural, produzem poucos impactos ambientais, uma vez que não há construção de represas. As usinas com reservatórios de acumulação e as de bombeamento causam alteração não desprezível ao meio ambiente e ao ser humano. Sua construção requer o represamento da águas de um ou mais rios.
DISPONIBILIDADE HÍDRICA BRASILEIRA...
CURIOSIDADES...
· A subestação elétrica e a distribuição de energia é montada
pegando uma fonte de 12 volts e ligando na energia normal de 220 volts ela será representada como a força vindo das águas, pois a energia é continua, a saída da fonte de 12 volts será representada como as cargas de energia transmitidas através das torres de transmissão.
· Podemos converter energia hidráulica em energia mecânica
através da roda d´água. Existem rodas horizontais e verticais. A água, ao incidir sobre as pás de uma roda, exerce uma força que a move. O eixo da roda é ligado a um conjunto de engrenagens que move algum tipo de mecanismo como a moenda de cereais, de tecelagem, de serragem, de carga etc. O sistema de engrenagens serve para modificar a potência transmitida ou a velocidade do mecanismo final.
· A conversão da energia hidráulica em elétrica é feita em duas
etapas: na primeira, a energia hidráulica é transformada em energia mecânica rotacional da turbina, e na Segunda, ocorre a conversão mecanoelétrica, isto é, essa energia mecânica é convertida em energia elétrica. A corrente e a voltagem gerada por uma usina são transmitidas e distribuídas por sistemas constituídos por grandes extensões de cabos, suportados por altas torres, pois, em geral, as usinas estão situadas em regiões relativamente afastadas dos centros consumidores.
· Os geradores elétricos utilizados em usinas de energia elétrica
possuem, em geral, um eletroímã no lugar do ímã permanente, e um conjunto de bobinas que forma a armadura no lugar da espira. O eixo da turbina pode estar ligado ao eletroímã ou à armadura. Assim, quando a turbina gira, devido ao impacto da água, ela produz um movimento rotacional relativo entre o eletroímã ou da armadura determina a freqüência da corrente alternada produzida. Desse modo, a freqüência de 60HZ significa que o fluxo magnético através da armadura se alterna entre os valores positivos e negativos 60 vezes por segundo, e conseqüentemente, o mesmo ocorre com a corrente e a tensão. No Brasil, a freqüência da rede elétrica é 60Hz enquanto que as do Paraguai e da Inglaterra são 50Hz.
· O potencial hidroelétrico brasileiro está avaliado em 213.000
MW, dos quais aproximadamente 10% estão instalados. A bacia do rio Paraná é a mais aproveitada de todas as bacias hidrográficas, que incluem as dos rios Amazonas, Tocantins, São Francisco, Uruguai e as do Atlântico NE, N, L, SE. A central de Ilha Solteira é ainda a maior hidroelétrica brasileira com 3.200 MW e a seguinte é a de Jupiá, com 1.400MW.
