GERAÇÃO, TRANSMISSÃO E
DISTRIBUIÇÃO DE ENERGIA
INTRODUÇÃO
Na história da sociedade, a energia elétrica,
desde a sua descoberta, sempre ocupou lugar de
destaque, tendo em vista a dependência da
qualidade de vida e do progresso econômico da
qualidade do produto e dos serviços relacionados
à energia elétrica, que por sua vez dependem de
como as empresas de eletricidade projetam,
operam e mantêm os sistemas elétricos de
potência
A eletricidade é a forma mais fácil de se
transportar energia para a sua utilização nos
processos de manufatura. Ela surgiu como forma
de substituir a energia da máquina a vapor,
pilastra mestra da atual revolução industrial.
INTRODUÇÃO
Com o crescimento do setor industrial no
Brasil a partir do inicio dos anos 90, o
aumento da demanda de energia elétrica
superou a capacidade de crescimento do
sistema de geração das concessionárias de
energia levando o governo a considerar
possibilidade de produção de energia elétrica
por empresas do setor privado, com o
objetivo de atrair investimentos no setor e
assim “desafogar” o sistema elétrico
Brasileiro.
ENERGIA
Os físicos definem a palavra energia como a
quantidade de trabalho que um sistema é capaz de fornecer. Energia, de acordo com os físicos, não
pode ser criada, consumida ou destruída. No
entanto a energia pode ser transformada ou transmitida de diferentes formas: a energia cinética do movimento das moléculas de ar pode ser convertida em energia cinética de rotação pelo rotor de uma turbina eólica, que por sua vez pode ser convertida em energia elétrica através de um gerador acoplado ao rotor da turbina.
ENERGIA
Em cada processo de conversão de energia,
parte da energia da fonte é dissipada em
forma de calor (energia térmica) em função
do atrito entre as engrenagens, moléculas de
ar e esforços mecânicos da máquina
conversora. A relação entre a energia que
entra no sistema de conversão e a energia
que
sai
desse
sistema
chama-se
MEDIDA DE PRODUÇÃO
Costuma-se medir a capacidade de produção de
energia em quilowatt hora ou megawatt hora durante um certo período de tempo. Note que a unidade de energia é quilowatt hora [kW.h], e não apenas quilowatt [kW]. Confundir estas unidades é um erro bem comum.
POTÊNCIA
A potência elétrica é normalmente medida em watt
[W], quilowatt [kW], megawatt [MW], etc. Ou seja, potência é a quantidade de energia transferida por unidade de tempo. A potência pode ser medida em qualquer instante de tempo, enquanto a energia precisa ser medida em um intervalo de tempo, como um segundo, uma hora, um ano, etc.
Por exemplo, se uma turbina ou gerador possuem
uma potência nominal de 600 quilowatts [kW], significa que aquela turbina pode produzir 600 quilowatts hora [kW.h] de energia por hora d e operação, trabalhando no ponto máximo de eficiência.
POTÊNCIA
Dizer, por exemplo, que um país como a
Dinamarca possui 1.000MW de potência
eólica instalada, não quer dizer quanta
energia as turbinas produzem. As turbinas
eólicas funcionam cerca de 75% das horas do
ano, mas funciona com capacidade máxima
apenas durante um numero limitado de
horas no ano.
POTÊNCIA
Para calcular a quantidade de energia produzida por
uma turbina eólica é necessário conhecer a distribuição da velocidade do vento por cada
turbina. No caso acima citado, as turbinas retornam, na média, 2.300 horas de funcionamento a plena
carga por ano. Para calcular a energia total
produzida multiplica-se os 1.000MW de potência instalada pelas 2.300 horas de funcionamento a plena carga, que é igual a 2.300.000 [MWh] ou 2,3 [TW.h] de energia. Em outras áreas, tais como a Escócia, ou o oeste da Irlanda, encontramos
turbinas que trabalham, na média, 3.000 horas a plena carga, e até mais. No entanto na Alemanha não são encontradas turbinas que trabalham mais que 2.000 horas por ano a plena carga.
GERAÇÃO
A geração de energia elétrica é a
transformação de qualquer tipo de energia
em energia elétrica. Esse processo ocorre em
duas etapas. Na 1ª etapa uma máquina
primária transforma qualquer tipo de
energia, normalmente hidráulica ou térmica,
em energia cinética de rotação. Em uma 2ª
etapa um gerador elétrico acoplado à
máquina primária transforma a energia
cinética de rotação em energia elétrica.
COGERAÇÃO
De acordo com a ANEEL (Agencia Nacional de Energia
Elétrica), “Cogeração de energia é definida como o processo de produção combinada de calor e energia elétrica (ou mecânica), a partir de um mesmo combustível, capaz de produzir benefícios sociais, econômicos e ambientais. A atividade de cogeração contribui efetivamente para a racionalização energética, uma vez que possibilita maior produção de energia elétrica e térmica a partir da mesma quantidade de combustível.”
COGERAÇÃO
Diferentemente da geração, na cogeração a energia
térmica, ou outro tipo de energia, é utilizado diretamente nos processos de manufatura, tais como fornos, caldeiras, entre outros. A cogeração é o reaproveitamento dos “resíduos” de energia dessas fontes para a geração de energia elétrica diminuindo, assim, as perdas e, conseqüentemente, aumentando o rendimento e o aproveitamento das fontes de energia.
Os equipamentos de cogeração podem utilizar outros
combustíveis além do gás natural. Existem instalações em operação que utilizam madeira, bagaço de cana-de-açúcar, e outros combustíveis dependendo do local e disponibilidade.
COGERAÇÃO
As implicações ambientais da cogeração são
bem menores quando comparadas às do
processo convencional de geração, não
apenas pela sua inerente eficiência, mas
também pelo seu caráter descentralizador.
Isto se deve ao fato de ser impraticável o
transporte de calor (energia térmica) a
grandes distâncias, e os equipamentos de
cogeração são localizados fisicamente
próximos aos processos que utilizam calor.
Desta forma a energia elétrica tende a ser
gerada.
COGERAÇÃO
Para entender cogeração, é necessário saber que a forma mais convencional de se gerar energia é baseada na queima de um combustível para produzir vapor. É a pressão do vapor que gira a turbina e gera energia, em um processo inerentemente
ineficiente. Por causa de um principio básico da física, pouco mais que um terço da energia liberada pela queima do
combustível pode ser convertida em pressão de vapor para gerar energia elétrica. A cogeração, no entanto, utiliza esse excesso de calor, normalmente na forma de vapor, a uma temperatura
relativamente baixa, liberada pelas turbinas. Esse vapor é utilizado em uma gama de aplicações das mais variadas, e efetivamente diminui a combustão de combustíveis a base de carbono, juntamente com todas as implicações ambientais que a queima desses combustíveis possui. Além da cogeração, há um grande número de tecnologias que fazem uso do vapor liberado pelas turbinas as baixas temperatura e pressão. Essas
tecnologias são conhecidas como sistemas de “ciclo combinado”. Elas são mais eficientes que a geração convencional de energia, mas não tão eficiente quanto a cogeração.
CARACTERÍSTICAS DO SISTEMA
ELÉTRICO BRASILEIRO
O sistema de produção de energia elétrica do Brasil
pode ser classificado como um sistema hidrotérmico de grande porte, com forte predominância de usinas hidrelétricas e com múltiplos proprietários.
A maior parte da capacidade instalada é composta
por usinas hidrelétricas, que se distribuem em 14 diferentes bacias hidrográficas nas diferentes regiões do país de maior atratividade econômica. São os casos das bacias dos rios Tocantins, Madeira, Parnaíba, São Francisco, Paraguai, Paranaíba, Grande, Paraná, Tietê, Paraíba do Sul, Paranapanema, Iguaçu, Uruguai e Jacuí onde se concentram as maiores centrais hidrelétricas.
CARACTERÍSTICAS DO SISTEMA
ELÉTRICO BRASILEIRO
Os reservatórios nacionais situados em
diferentes bacias hidrográficas não têm
nenhuma ligação física entre si, sendo
interligados por linhas de transmissão que
funcionam como vasos comunicantes entre
as bacias hidrográficas.
CARACTERÍSTICAS DO SISTEMA
ELÉTRICO BRASILEIRO
CARACTERÍSTICAS DO SISTEMA
ELÉTRICO BRASILEIRO
